填料在pp结晶时可影响其成核速率,由于增加了结晶点的数量,在生长的球晶间产生 竞争,因此,每增加2.5%(质量)的二氧化钛就可降低1/3的球晶尺寸M3。球晶不能在材料 表面生长,甚至在二氧化钛含量高达40% (质量)时,表面也不会生长球晶。添加过量的二 氧化钛会影响分散性。在PP中添加10%(质量)的二氧化钛时,平均每蕨中有2.5个晶体; 而添加40%(质量)时,每藤中有5个晶体。PP中另一种可观察到的现象是穿晶。穿晶要么 在气泡表面形成,要么在诸如玻璃纤维等类型的纤维表面形成。当纤维周围发生任何程度的 机械应力时,更容易形成穿晶烬。像碳纤维、E-玻璃纤维和Twaron等可用偏光显微镜评 价互。界面上的剪切梯度和温度梯度都可影响穿晶的形成。图7-18和图10-13所示为竹 纤维表面的穿晶情况在材料流动过程中,填料粒子的取向可影响聚合物分子链的取向和 结晶,因为聚合物晶体可在填料粒子表面生长。在热成型和吹塑成型PP中还发现,滑石粉 粒子和聚合物分子链也有类似的取向1町⑻"観.186。短玻璃纤维的取向和基体的相关分子取向 可通过注射成型的工艺参数加以控制为。碳酸钙和滑石粉填充PP的电子自旋共振研究表明: 填料在注射成型过程中的取向与填料含量有关却。在填料含量为15%(体积)时,取向效果 最好。
下面要讨论的是影响填充PP机械性能的几个因素。炭黑填充PP的悬臂梁冲击强度随炭 黑含量的增加而显著降低〃。填充20%(质量)炭黑的PP可显著提高弯曲模量(可达400%)和 弯曲强度(可提高40%),拉伸屈服强度则较为复杂。
丝网除沫器填充少量炭黑[约10%(质量)]时,可 以提高拉伸屈服强度,随着炭黑含量的增加,最终则会降低拉伸屈服强度,直至低于纯基体 树脂的强度。填充滑石粉和高岭土含量至30%时,不会改变PP的拉伸强度,但可使弯曲模 量增大一倍,单独使用滑石粉可显著降低冲击强度23。碳酸钙填充PP具有较低的机械性能, 并且加工性较纯PP差戮。然而,若将碳酸钙表面涂覆硬脂酸酯时,可保持断裂伸长率和冲 击强度,白度和加工性有所改善况。含有橡胶的玻璃微珠填充体系,可以改善PP的韧性出。