從軟物質(zhì)的熵效應(yīng)出發(fā)對高聚物PMMA-ABS和PVC管材改性及力學(xué)性能研究.pdf

1、軟物質(zhì)是近年來興起的凝聚態(tài)物理與化學(xué)、材料科學(xué)及生命科學(xué)交叉學(xué)科的新生長點(diǎn)。軟物質(zhì)與硬物質(zhì)的一個(gè)明顯差別是，硬物質(zhì)的性能與焓有密切關(guān)系，而軟物質(zhì)則更依賴于熵的變化。對于相互作用的系統(tǒng)，熱力學(xué)平衡下最后的狀態(tài)由自由能F=H-TS最小決定。對于硬物質(zhì)系統(tǒng)，焓H起到主導(dǎo)作用；對于軟物質(zhì)，體系內(nèi)能與TS相比很小，因此主要由體系的熵決定。高聚物作為一種最常見的軟物質(zhì)，由于具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、成型加工容易、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在日常的生產(chǎn)生活中有著廣泛的

2、應(yīng)用；但隨著高聚物應(yīng)用的廣度和深度不斷擴(kuò)大，社會各方面對高聚物材料的性能提出了越來越高的要求，高聚物改性應(yīng)運(yùn)而生。對高聚物的改性，國內(nèi)外主要通過添加劑增強(qiáng)和取向增強(qiáng)兩種方法進(jìn)行改性，很少把高聚物作為一種軟物質(zhì)從熵效應(yīng)的角度對改性進(jìn)行分析。 本文應(yīng)用添加劑增強(qiáng)和取向增強(qiáng)兩種方法對日常生活中常用的PMMA和PVC管材進(jìn)行改性研究，然后從熵效應(yīng)的角度進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加MMA和ST的共聚物納米粉體的PMMA/ABS復(fù)合材料與P

3、MMA/ABS復(fù)合材料相比，在MMA和ST的共聚物納米粉體添加量為0．25%的時(shí)候相比于未添加粉體的時(shí)PMMA/ABS納米復(fù)合材料樣條斷裂伸長率提高了106．14%； PMMA/ABS納米復(fù)合材料樣條的彎曲強(qiáng)度也是在微量摻雜的時(shí)候達(dá)到最大，在納米粉體摻雜量為0．25%左右達(dá)到最大值，與未添加粉體時(shí)相比增加了5．57%； PMMA/ABS納米復(fù)合材料樣條的沖擊強(qiáng)度在納米粉體摻雜量為1%左右達(dá)到最大值，與未添加粉體時(shí)相比復(fù)合材料樣條的沖擊強(qiáng)

4、度增加了33．08%；復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨納米粉體添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在納米粉體添加量為0．25%的時(shí)候樣品的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值。與實(shí)驗(yàn)用純PMMA相比PMMA/ABS納米復(fù)合材料在微量納米粉體添加量的情況下力學(xué)性能得到提高，斷裂伸長率提高了518．55%，拉伸強(qiáng)度提高了53．54%，彎曲強(qiáng)度提高了17．31%，沖擊強(qiáng)度提高了94．91%。常用PVC管材在一次擴(kuò)張的條件下，平均彈性模量為896．61MPa，比擴(kuò)張前提高了