静电纺丝纤维制备及其增韧效果研究(7)

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1.2.2.3 两相间的粘接力

橡胶粒子和树脂基体之间的粘接力对增韧效果有显著的影响，当粘接力足够大时，分散相才会起到应力集中作用，有利于诱发银纹；当粘接力不够时，界面则会产生空洞，材料内部会形成裂缝。形成接枝和嵌段共聚物可提升界面粘接力，它们与两相之间以化学键相连，可大大提升界面粘接力，使增韧效果加强。然而，粘接力并不是越大越好，刘浙辉等研究了PVC/丁腈橡胶(NBR)共混材料的增韧效果与两相粘接力的关系，研究表明，过强的粘接力不仅会使复合材料抗冲击强度下降，也会使其脆韧转变的临界基体厚度减小。

1.2.2.4 应变速率和测试温度

橡胶增韧树脂的强度还与应变速率和测试温度有关，树脂的冲击强度随应变速率的增大而下降，随测试温度的升高而增加。

Ludwik-Davidenkow-Orowan假说指，很多聚合物于较小应变速率下表现为韧性断裂，在较大应变速率下则呈现脆性断裂。图1.5是材料的断裂应力σb和材料屈服应力σy对应变速率与测试温度的特征曲线，图中显示：σy和σb随着测试温度的升高而逐渐下降，随应变速率的增大而逐渐增大，但屈服应力σy变化较断裂应力σb的变化迅速。因此，在低温、高应变速率的条件下，材料的屈服应力σy大于材料断裂应力σb，材料就表现为脆性；当高温、低应变速率条件下，材料的屈服应力σy就小于材料的断裂应力σb，材料呈现韧性。

Dijkstra等研究了等规PP在拉伸实验中的不同形变速率和测试温度对其脆韧转变的影响，在实验中他们发现，脆韧转变与应变速率和测试温度都有关。在高应变速率(ε=10-1-102s-1)下，试样拉伸过程中出生了明显的回弹现象，此现象持续的时间随应变速率的增大而延长。

2 静电纺丝制备硅橡胶纤维研究

2.1 引言

静电纺丝法是一种制备纳米纤维的重要方法，目前有多种材料已经通过静电纺丝法制得纳米纤维，并应用于生物医药、材料改性、国防等各个领域。但是目前的研究主要在塑料材料，电纺橡胶材料的报道并不很多，而且得到的橡胶纤维形貌也不是很理想。论文网

塑料高分子的Tg远大于室温，静电纺丝中，伴随着溶剂的挥发，分子链段的活动能力会逐渐下降，所得纤维易定型，产物形貌比较好，因此塑料高分子易得到比较理想的产物。但是，橡胶材料的Tg远远比室温低，其分子链段的活动能力相对很强，橡胶的固有特性成为了它在静电纺丝方面发展的限制：(1) 橡胶分子的分子链间作用力小，相对自由体积比较大，所以，橡胶纺丝溶液中的分子链之间的相互缠结程度比较高，即便是低浓度的橡胶溶液，也会出现较高的粘度、较大的表面张力。此外，橡胶溶液的电导率很低，这也会影响纺丝过程中Taylor锥的形成与稳定性。(2)静电纺丝过程结束的时候，施加在橡胶分子上的电场力会消失，橡胶纤维就失去了电场的拉伸作用，分子链易于恢复原来的蜷曲状态，这使得橡胶纤维发生回弹，使初始的规整形貌遭到破坏。(3)橡胶溶液的粘度高，在溶剂完全挥发之前橡胶纤维就很容易粘连在一起；同时，交联过程中，交联不仅发生在同一根纤维的分子链之中，也会与相邻纤维分子链之间发生交联，这会导致橡胶纤维进一步粘连以及初始形貌发生改变。

刘艳萍和周美华等研究了使用静电纺丝制备三元乙丙橡胶纤维的条件，并且得到了三元乙丙橡胶电纺纤维以及由此种纤维组成的无纺布薄膜材料。薛罡等人使用静电纺丝法将三元乙丙橡胶喷涂至聚偏氟乙烯基的膜上，便得到了三元乙丙超细纤维复合膜，这可用于污水的处理。李峣等使用静电纺丝法制得了溴化丁基橡胶/粘土纳米复合材料微米纤维，此纤维其表面形态良好。Choi等人于顺丁橡胶(BR)溶液中加入了紫外交联剂，静电纺丝过程中，使用紫外光照射接收装置，这使静电纺丝纤维迅速交联并得到具有良好形貌顺丁橡胶纤维。