納米無機粒子填充PA66-Al層合板的界面粘彈斷裂研究.pdf

1、尼龍(PA)66/Al雙層鋁塑復合板是近年研發(fā)的新型建材，該材料雖具有耐磨、耐酸堿和耐老化等優(yōu)點，但由于酰胺極性基團的存在，聚合物易吸水變形，其應用受到極大的限制。而納米顆粒因具獨特的小尺寸效應、表面與界面效應和宏觀量子隧道效應使其能對聚酰胺進行分子改性，從而改變熱塑性聚合物PA66的粘彈力學行為和熔融粘接性能，為此采用無機納米粒子填充PA66獲得力學性能優(yōu)良、尺寸穩(wěn)定性佳的鋁塑復合材料是當今建材領域的研究熱點之一。為了分析納米粒子的粒

2、徑、形態(tài)和化學組分對PA66/Al界面抗裂性能的影響，本文提出了一種雙層粘彈材料界面粘彈斷裂特性的半解析、半數(shù)值方法，主要工作與結果如下： 1．從裂紋體熱力學平衡方程出發(fā)，利用彈性一粘彈性對應原理和Laplace變換，給出了準靜態(tài)雙材料雙懸臂梁(DM-DCB)的應變能釋放率(G)的通用表達式。 2．采用工程中常用的兩種線粘彈性模型分別對上述應變能釋放率的一般解析表達式進行求解。當粘彈性材料滿足三參量固體模型時，可以得到能

3、量釋放率的顯式表達式；當粘彈性材料滿足廣義Maxwell模型時，利用FT(fixed Talbot)方法可以得到能量釋放率的數(shù)值解，即僅需要對粘彈性材料進行簡單的一維蠕變試驗就可以預測含界面裂紋的雙材料雙懸臂梁結構的粘彈斷裂特性。 3．利用ANSYS軟件，應用虛擬裂紋閉合技術(CVVC)和Grimth勢能法對得出的解析表達式和數(shù)值解進行了驗證，結果具有很好的一致性。 4．根據(jù)DM-DCB能量釋放率的半解析半數(shù)值分析方法，