纳米弹性体粒子增韧机理探究：PP/EPDM/ENP三元共混体系

"纳米弹性体粒子增韧机理研究" 本文深入探讨了纳米弹性体粒子在增强材料韧性方面的机制，特别是关注PP/EPDM/纳米弹性体粒子(ENP)三元共混体系。研究由肖岩、曹文等人在四川大学高分子科学与工程学院进行，他们发现与传统的PP/EPDM二元共混物相比，引入ENP的三元共混物能够在更低的EPDM含量下实现脆韧转变，从而提高材料的冲击强度。即使在总橡胶含量保持不变的情况下，三元共混物的拉伸强度也有所提升。 作者指出，脆韧转变提前的关键在于ENP的存在使得EPDM粒子显著细化，分布更加均匀，粒子间的间距减小。这种微观结构的改变降低了基体层厚度，使其可能低于临界基体层厚度（IDc），进而触发共混物的韧性转变。IDc概念最初由吴守恒在1985年提出，他认为当分散相粒子间的基体层厚度小于IDc时，材料会从脆性转变为韧性。 VanderWal等人的工作揭示了PP结晶度和EPDM含量对IDc及脆韧转变温度的影响，而Jiang等人则发现拉伸速率和基体层厚度对PP/EPDM体系的脆韧转变有显著作用。Huang的研究表明，缺口半径的减小可以提高PP/EPDM共混物的脆韧转变温度。此外，张云灿等通过研究PP/EPDM/CaCO3和PP/EPDM/高岭土三元共混物证实了刚性无机粒子对脆韧转变的促进作用。 文章中使用的ENP是通过乳液聚合、硫化交联和喷雾干燥过程制备的100nm粒径的粉末丁苯橡胶，其高度交联的结构为改善材料性能提供了可能。实验过程中，首先将ENP与EPDM混合，然后与PP共混，以此来优化三元体系的机械性能。 纳米弹性体粒子ENP在PP/EPDM共混物中的应用能够有效提升材料的韧性和拉伸强度，这主要得益于ENP导致的EPDM粒子细化和均匀分布，降低了临界基体层厚度，使得脆韧转变在更低的EPDM含量下就能实现。这项研究对于理解和设计高性能的聚合物共混物具有重要意义，特别是在需要兼顾强度和韧性的应用领域，如汽车零部件、包装材料和电子设备外壳等。