纳米SiO2增强弹性共聚物PBA-g-PMMA共混物的力学性能

"该研究探讨了弹性共聚物PBA-g-PMMA与纳米SiO2共混物的力学性能，发现共混物的抗张强度和模量随共聚物分子量、大分子单体数量及纳米SiO2含量增加而增强，但断裂伸长率和永久形变降低。在特定质量比下，共混物性能达到最优。" 这篇论文详细研究了一种弹性共聚物（PBA-g-PMMA）与纳米二氧化硅（SiO2）的共混物在力学性能方面的特性。PBA-g-PMMA是一种由聚丁烯酸酯（PBA）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）大分子单体构成的共聚物，这种材料在许多工业应用中因其优良的机械性能而受到重视。在实验中，研究人员在130至150℃的温度下，使用双螺杆挤出机将共聚物与纳米SiO2混合，制备了共混物。 研究结果显示，共混物的力学性能对共聚物的分子量、大分子单体的数量以及纳米SiO2的含量非常敏感。随着这些参数的增加，共混物的抗张强度（即材料抵抗拉伸断裂的能力）和300%伸长时的模量（材料在大变形下的刚度）都有所提高。这意味着共混物在承受更大应力时能保持更好的结构完整性。然而，这一增强伴随着断裂伸长率的降低，即材料在断裂前可以伸长的程度减少，表明共混物的延展性有所下降。此外，共混物的永久形变也随着这些参数的变化而减小，意味着材料在受力后恢复原状的能力增强。 进一步的分析指出，当纳米SiO2与PBA-g-PMMA的质量比达到3%时，共混物的抗张强度和300%伸长时的模量达到最大值。这表明存在一个理想的纳米填料含量，超过这个比例，继续增加纳米SiO2会导致这两个性能指标下降，但永久形变保持不变。这一发现对于优化共混物配方以实现最佳性能具有重要意义。 该研究还讨论了自由基聚合过程中的相互作用，其中纳米SiO2作为分散相，通过物理或化学方式与共聚物基体相互作用，增强了材料的综合性能。纳米SiO2的引入可能改善了共混物的界面结合，从而提高整体的力学性能。 这项研究为设计和开发高性能的弹性共聚物复合材料提供了理论基础，特别是在需要平衡强度和韧性的情况下。通过精确控制共混物的组成和制备条件，可以为汽车、航空航天、电子设备等领域的应用定制具有优异力学性能的材料。