聚四氟乙烯是一种很耐高温的材料,它的熔点是 327 摄氏度,沸点是 400 摄氏度。不过呢,在高温的时候它容易分解,温度升高到 400 摄氏度以上,聚四氟乙烯高分子发生裂解反应的速度就会越来越快,到了高温就会裂解成四氟乙烯、全氟丙烯和八氟环丁烷这些气体。所以在 600 摄氏度的高温下充分煅烧的时候,聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉加多少都不会影响最后剩下的灰分率。
样品 0W 没有加蜡基粒子,它的测试条冲击断面比较光滑平整,看不到微粒凸起,有那种“河流状的花样”,这是解理断裂很重要的一个特征,这种断裂方式就是脆性断裂。这是因为裂纹的“上游”台阶比较小,还出现了“人”字形的花样,就好像“河流的支流”。这些“河流”顺着裂纹扩展的方向流到“下游”,在“下游”的裂纹扩展区汇聚在一起,形成了比较大的台阶。根据“河流”的流向就能判断解理裂纹在扩展区域里是怎么扩展的。当样品里加了 3%(重量比)的蜡基粒子时,样品 3W 的冲击断面就变得比较粗糙了,还能看到蜡基粒子的分布。断面整体是“冰糖状花样”的样子,这是因为多晶体沿着晶粒界面分开了。根据这个断面的样子可以判断是沿晶断裂断口,也是脆性断裂。
样品里加了 5%(重量比)的蜡基粒子时,样品 5W 的冲击断面更粗糙了,有一些地方出现了纤维裂纹区,还有很多韧窝微坑和撕裂棱的结构,这些都是塑性变形留下来的痕迹。而且还发现韧窝都在夹杂的蜡基粒子界面那里。这就是韧性断口,断裂方式是韧性断裂。当样品里加了 7%(重量比)的蜡基粒子时,样品 7W 的断面和样品 5W 的样子差不多,但是出现的韧窝更深更大,说明韧性更强。
样品里加了 10%(重量比)的蜡基粒子时,样品 10W 的冲击断面出现了“岩石台阶状”的花样,这是脆性断裂。同时还发现蜡基粒子粘在一起、团聚了,还有粉絮状的结构。因为蜡基粒子和树脂基体材料之间的界面结合力比较低,蜡基加太多就混合不均匀了,这样反而让韧性降低,结合得不好,增韧效果就不好了。这和前面缺口冲击测试分析的结果是一样的,所以聚四氟乙烯改性聚乙烯蜡粉控制在 7.0%(重量比)的时候,对改善各方面性能是最好的。
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