填料顆粒表面聚合物形態微觀計量圖像顯微鏡
基體一填料的相互作用
利用基體一填料之間的相互作用可以解釋填充體系的實驗結果。這
種相互作用非常復雜,包括:
·填料和基體之間的化學反應;
·物理相互作用(范德華力和氫鍵);
·相互作用組分的形態變化;
·機械咬合。
這些作用過程改進了填料和基體的表面層,并形成了不同于基體本
體性能的界面,界面的形成改變了填充材料的物理和機械性能,并往往
能提高材料的增強效果。
對ABS/玻璃珠復合體系熱物理性能的測試結果表明,體系的熱容
量降低,熱導率升高。這是因為ABS和玻璃珠之間的相互作用限制了玻
璃珠周圍的樹脂分子的運動”。填料顆粒附近的分子變化屬于局部現象
,它與填料顆粒的含量有關。在低填充量時(≤10%),填料顆粒表面緊
裹著一層高聚物,之上覆蓋著一層疏松結合的分子鏈;隨著填充量的增
加,疏松結合的高聚物區域開始重疊,整個基體受填料影響;如果填充
量高,大部分高聚物緊密結合在填料上,疏松結合的高聚物幾乎沒有。
填料的填充量不同,相互作用機理有可能發生變化。
顆粒一顆粒之間的相互作用影響顆粒的最大堆積,本身又受填料表
面涂層的影響。填料的堆積密度并不是一個簡單的幾何現象,它依賴于
填料與基體之間的相互作用,這種相互作用改變了基體的形態。粘附到
顆粒表面上的聚合物分子構象與聚合物結晶形成的晶體中的構象不同。
填料的特性決定了其周圍高聚物的構象,并對復合材料的物理和化學性
能有著強烈的影響。在許多填充體系中,因填料表面存在著吸附層,所
以能夠檢測到第二玻璃化轉變溫度。
化學相互作用
在填料表面上與填料表面進行的化學反應,此處則集中討論界面的
形成過程,以及界面化學對界面形成的影響。
每個模型分別用來研究不同體系的相互作用,他們彼此互相補充,
表示相互作用的復雜性。而且,這些模型能幫助我們區分化學和物理相
互作用。