Nano-CaCO_3填充PP复合材料断口形貌的分形特征及对冲击强度的影响

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用熔融共混法将改性纳米碳酸钙(nano-CaCO_3)填充到聚丙烯(PP)树脂中制备PP/nano-CaCO_3复合材料。通过冲击试验测定了纳米复合材料的冲击强度,采用扫描电镜观测了材料的断口形貌,运用图像处理软件IPP提取了纳米复合材料的断口形貌的轮廓曲线;应用结构函数法测算了断口形貌轮廓曲线的分形维数(D_l),探讨了D_l与复合材料冲击强度(σ_Ⅳ)的关系。结果表明:PP及其PP/CaCO_3纳米复合材料的断口形貌具有显著的分形特征,其D_l值介于1.6375至1.8952之间。在所考察的体积填充分数(φ_f)范围内,D_l值总体上随φ_f的增加而增大,纳米复合材料的σ_Ⅳ值随φ_f的增加而增大;在相同的φ_f下,钛酸酯偶联剂改性CaCO_3填充的PP纳米复合材料(SII)较脂肪酸改性CaCO_3填充的PP纳米复合材料(SI)有更高的D_l值和σ_Ⅳ值,且其σ_Ⅳ与D_l呈正相关关系。
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