复合材料的晶体结构可发生很大的改变。结晶度的测定可表示复合材料各种组分综合的 相互作用是如何影响其结构的。复合材料由结晶区和无定形区组成,在这两相之间有一扩散 界面将其分开。基体的结晶度取决于结晶结构的比例和它们的尺寸,填料对这两方面都有可 能产生影响。但是,对结晶结构的比例和尺寸测试通常是不充分的,如果不进一步分析材料 的精细结构,仅采用结晶度的测试结果可能会得出令人费解的信息。a 10-1列出了当前的 文献中有关填料对材料结晶度影响的例子「七
从表10-1中的数据很难得出填料的加入是增加还是减小结晶度,这是由填料处理和加 工方法的不同导致的,当材料结晶时,填料处理和加工方法的不同可生成不同的结构。这些 问题将在下节进行更深入的讨论。
表10-1填料对聚合物结晶度的影响
聚合物
填料/(含量/%)
加匸方法
聚合物结晶度/%
复合材料结晶度/%
参考文献
UHMWPE
矶土 (45)
挤出
52
28
1
PTFE
铁酸盐(14)
热压
60
57
2
LDPE
滑石粉(11)
吹膜
51
61
3
PP
高岭上(0.3)
热圧
63
46
9
PP
高岭七(7)
热压
63
58
9
PP
碳酸钙(30)
压缩
67
68
10
PP
滑石粉(30)
压缩
67
78
10
PA-66
玻璃纤维(&))
压缩
40-45*
36~45*
11
PP
二氧化钛(30)
注射
45-47* *
46
13
HDPE
二氧化钛(30)
注射
62 〜65* *
63
13
注:.与退火温度(20~ 300弋)有关。
* -与试样取自表层还是芯层部位有关(填充材料右均匀),
图10-1表示在PP中添加
丝网除沫器填料对其结晶度的影响'°。这一研究中所有样品的测试都在同 一条件下进行。碳酸钙和滑石粉对结晶度的影响不同,碳酸钙缺少表面官能团,因此它对结 晶度和结晶行为的影响很小。滑石粉表面有相互作用的官能团,因此随着其含量的增加,材 料的结晶度增大。
几项研究239表明加入少量的填料可使结晶度发生很大变化(大幅度增加或减小),但无 论结晶度是增大还是减小,都将造成拉伸强度大幅度增加和伸长率减小。这表明通过成核过 程结晶结构形成,从而能产生增强作用'
填料的表面处理也可能影响结晶度滑石粉表面包覆磷酸盐,在低包覆浓度(W0.5%)
时结晶度增加,而当包覆浓度很高时结晶 度将降低6。
其他填料依据它们表面处理的情况也 能使结晶度不同。例如炭黑,炭黑的石墨 化能使表面结晶度提高30%4。