表征旋转模塑的温石棉/LLDPE复合材料的力学、形态学和热性能

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Characterizing the Mechanical, Morphological, and Thermal Performance of Rotomolded Chrysotile/LLDPE Composites

本研究通过机械、形态及热性能分析，确定石棉增强LLDPE复合材料最佳填充量为3%，在提升拉伸强度18%、模量51%的同时保持良好加工性能；填充量增至6-9%时纤维聚集导致性能下降，3%时界面结合最佳。

　　

摘要

本研究探讨了通过旋转成型工艺制备的结晶石棉增强线性低密度聚乙烯（LLDPE）复合材料的机械性能、形态特征和热性能。研究旨在寻找能够提升复合材料性能的最佳纤维添加量。熔融流动指数（MFI）分析表明，当结晶石棉添加量达到12 wt.%时，材料的流动性能仍可接受；但由于材料的脆性，产品成型成功率仅限于9 wt.%。随着填料含量的增加，材料的熱穩定性和阻燃性能得到提升，熔点略有上升，玻璃化转变温度也有所提高，9 wt.%复合材料的炭化残渣含量从4.38%增加到14.51%。机械测试结果显示，添加3 wt.%结晶石棉时效果最佳：拉伸强度提高了18%，拉伸模量提高了51%，弯曲模量提高了36%，冲击强度提高了10.5%。然而，当填料含量进一步增加（6–9 wt.%）时，由于纤维聚集和空隙的形成，材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击韧性和延展性均有所下降。形态学分析证实，在3 wt.%的添加量下，纤维分布均匀，界面粘附性能优异；但在较高添加量下则出现纤维聚集和粘附不良的现象。总体而言，3 wt.%结晶石棉被认为是最佳增强剂量，因为它为旋转成型LLDPE复合材料提供了最佳的机械性能、热性能和加工性能平衡。