扩散驱动的聚乙烯/聚丙烯共混物界面互锁研究

采用双螺杆挤出机和单螺杆纺丝机制备了聚丙烯(PP)/芳酰胺类β成核剂(TMB-5)样品,用于研究在不同温度下,TMB-5在热驱动下扩散,对PP/高密度聚乙烯(HDPE)共混复合材料相界面的影响。结果表明,在较低温度下,TMB-5在PP熔体中的扩散能力较弱;当温度升高,TMB-5出现明显的界面富集自组装现象,并有效地形成两相互锁界面;随温度的进一步升高,TMB-5可在界面处形成仿生树根状结构,使两相界面连接更加紧密。通过调节TMB-5在PP纤维中的含量,协调TMB-5在PP熔体中的溶解度及最终扩散量,可使PP/HDPE相界面连接更加紧密,最终实现低浓度强互锁界面PP/HDPE复合材料的制备。

界面互锁复合Zn层对厚板铝/镁FSW界面组织及力学性能的影响

对于铝/镁搅拌摩擦焊(FSW)接头,当母材厚度过大时,容易沿界面形成较厚的脆硬金属间化合物(IMCs),导致接头成形极其困难。本研究创新地采用界面互锁复合Zn层,研究了厚板铝/镁FSW接头界面IMCs演变和接头性能变化规律,为后续实现铝/镁FSW接头的高强度连接提供了理论及实践依据。结果表明,斜对接接头镁侧界面上部生成了平均厚度为69.7μm的低熔点共晶层(Mg+Al_(12)Mg_(17)),中部和下部生成了平均厚度为42.7和21.2μm的IMCs,该IMCs层由Al_(12)Mg_(17)和Al_(3)Mg_(2)组成。相比于斜对接接头,当采用界面互锁复合Zn层时,界面局部位置生成了Al-Mg-Zn相(Al_(5)Mg_(11)Zn_(4))和Mg-Zn相(MgZn_(2)、Mg_(2)Zn_(3))替代了原有的Al-Mg IMCs,最小IMCs厚度仅为3.9μm。拉伸结果表明,接头抗拉强度由斜对接接头的2.7 MPa提高至界面互锁复合Zn层接头的32.3 MPa,这与界面互锁效应和IMCs厚度减薄有关。

界面自组装在聚丙烯基体内构筑绒球状玻璃微珠

界面是制约复合材料性能的关键因素。通过硅烷偶联剂改性玻璃微珠,赋予其表面氨基基团,增加与自组装成核剂的相互作用,实现自组装成核剂在玻璃微珠表面的定向聚集、自组装,最终形成绒球状结构。相较于未改性的表面光滑的玻璃微珠,这种绒球状结构可通过表面绒毛使其与聚合物基体紧密联系在一起,形成互锁效应,有望提高玻璃微珠填充聚丙烯复合材料的界面强度。