高分子結(jié)構(gòu)材料刮擦行為影響因素與改性方法,高分子材料論文內(nèi)容摘要：本文就來研究高分子材料刮擦行為,了解高分子材料的變形理論及影響因素,分析加強(qiáng)高分子材料外表耐刮擦改性的方式方法。本文本文關(guān)鍵詞語語：高分子材料;刮擦行為;表征;改性;高分子材料是當(dāng)代建筑、汽車、包裝等領(lǐng)域應(yīng)用的新型材料,隨著高分子技術(shù)研究的加深,高分子材料的類型越來越多,常見的新型高分子材料包括高分子分離膜、高分子磁性材料、光功能高分子材料、高分子復(fù)合材料等。高分子材料的加工是借助合成技術(shù)將單體分子材料進(jìn)行覺和造粒與熔融加工,加工單經(jīng)過中收到引發(fā)劑的幫助使得高分子材料性能得到改變,其加工工藝相對簡單,具有較好的熱定型和拉伸性。高分子材料在成型的經(jīng)過中,受成型時(shí)間、應(yīng)力、壓力、溫度等影響其聚合態(tài)機(jī)構(gòu)與化學(xué)構(gòu)造存在差異性,構(gòu)造耐刮擦的性能業(yè)有所不同。一、高分子材料刮擦行為概述刮擦,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO19252-2008,[1]定義為:具有特定形狀和尺寸的硬質(zhì)刮頭在規(guī)定的法向荷載和移動(dòng)速率下滑過樣品外表所造成的損傷和毀壞(如以以下圖)。高分子材料刮擦行為是指在高分子材料上施行的刮擦。刮擦行為能夠影響高分子材料外表的構(gòu)造的完好性和美觀性,而高分子材料刮擦行為的研究就是通過對高分子材料刮擦測試來了解高分子材料能夠承受的刮擦荷載,進(jìn)而分析高分子材料刮擦行為的影響因素,研究高分子材料耐刮擦行為的改性方式方法,最終到達(dá)改善高分子材料性能的目的。常見的高分子材料刮擦行為有汽車外表的刮痕、收集外表的刮痕、金屬管道高分子保衛(wèi)材料的劃痕、電腦產(chǎn)品的劃痕等,了解常見的高分子材料行為刮擦有助于愈加準(zhǔn)確到位的理解高分子材料的刮擦行為。以上這些產(chǎn)品表示清楚都是經(jīng)過高分子材料進(jìn)行保衛(wèi)或材料本身屬于高分子材料,而高分子材料刮擦行為不僅會(huì)影響產(chǎn)品的美觀性,還會(huì)加劇其內(nèi)部構(gòu)造的腐蝕速度,縮短產(chǎn)品使用壽命,可見研究高分子材料刮擦行為有著很重要的意義與價(jià)值。刮擦行為示意圖二、高分子材料變形理論高分子材料刮擦行為的研究是基于高分子材料的變形理論而言的,研究主要應(yīng)用發(fā)高分子擦了耐刮擦性能表征理論,如刮擦測試?yán)碚?、高分子材料固定荷載、高分子材料刮擦評價(jià);高分子材料刮擦變形毀壞理論,如刮擦特征、損傷新時(shí)、受力分析、周期性損傷階段、變形經(jīng)過等。高分子材料類型多樣,不同的高分子材料變形理論基礎(chǔ)不同,產(chǎn)生刮擦行為的基礎(chǔ)不同,因而刮擦測試的方式方法不同。刮擦測試實(shí)驗(yàn)主要有五指刮擦、網(wǎng)格刮擦、硬度試驗(yàn)筆刮擦、摩擦色牢度刮擦和Taber摩擦儀刮擦等5種,刮擦實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測定刮痕處的顏色變化,用L*值代表的發(fā)白程度來表征材料的耐刮擦性能,L*值越大講明材料的耐刮擦性能越差。或使用目測法來檢測高分子材料外表的損傷程度,并分析高分子材料刮擦行為所受的影響因素。三、高分子構(gòu)造材料刮擦行為的影響因素(1)本構(gòu)行為。本構(gòu)行為是高分子材料收到拉伸力與壓縮應(yīng)力得到影響而發(fā)生的斷裂和委屈服從行為,本構(gòu)行為中的本構(gòu)參數(shù)代表著高分子材料所受刮痕的大小。一般在拉伸本構(gòu)行為中,拉伸行為造成的刮擦較小,主要為產(chǎn)生周期性的微小裂紋,構(gòu)成的刮痕較為粗糙。在壓縮本構(gòu)行為中刮擦行為的大小和壓縮應(yīng)力的大小有關(guān)系,當(dāng)壓縮應(yīng)力越大,刮擦行為越嚴(yán)重。壓縮本構(gòu)行為中,刮擦行為受高分子材料委屈服從強(qiáng)度、應(yīng)變硬化開場時(shí)的應(yīng)變、應(yīng)變硬化斜率、應(yīng)變軟化斜率等本構(gòu)參數(shù)影響。(2)外表摩擦系數(shù)。刮擦行為產(chǎn)生時(shí)滑動(dòng)會(huì)產(chǎn)生的切線摩擦力,切下摩擦力就會(huì)造成高分子材料外表出現(xiàn)刮痕。當(dāng)摩擦系數(shù)越大,刮擦行為中產(chǎn)生的切向力就越大,刮痕程度越深。假如此時(shí)高分子材料外表的粗擦系數(shù)COF越大,則會(huì)減小摩擦中的接觸面積,此時(shí)可減少刮擦的劃痕。(3)高分子膜材料。高分子膜材料是高分子材料保衛(wèi)技術(shù),主要利用多層復(fù)合技術(shù)增加高分子材料的阻隔性,一定程度上增加了高分子材料表層的厚度、粘接強(qiáng)度,而高分子膜材料的疊加順序則會(huì)影響刮擦行為的產(chǎn)生和大小。(4)測試條件。測試條件包括刮擦速率、溫度、濕度和刮頭幾何形狀等,通過不同條件測試即可了解高分子材料的耐刮擦溫度、速率等,而部分高分子材料匯由于溫度、適度和刮擦頭等差異而導(dǎo)致造成的損壞程度不同。一般,刮擦頭產(chǎn)生的壓力越強(qiáng),刮擦損傷越嚴(yán)重,溫度越低,刮擦損傷程度越嚴(yán)重。四、加強(qiáng)高分子材料外表耐刮擦改性的方式方法(1)刮擦改性劑。使用刮擦改性劑能夠提高高分子材料的爽滑程度,進(jìn)而增加高分子材料的耐刮擦性。通常添加的改性劑為芥酸酰胺等雙滑稽,它能使高分子聚合物冷卻時(shí)自動(dòng)構(gòu)成一層蠟狀潤滑層,減小摩刮擦行為中的擦力。(2)外表紋理。外表紋理具有兩種作用,第一能夠增加高分子材料的美觀性,第二能夠增加高分子材料外表的粗糙程度,減小刮擦行為中刮擦頭與高分子外表的接觸面積,進(jìn)而較小摩擦系數(shù),減小刮擦行為中的損傷。(3)外表涂層。外表涂層是應(yīng)用專用的耐刮擦的涂層技術(shù)對高分子材料外表進(jìn)行保衛(wèi),通常保衛(wèi)涂層為納米粒子改性聚合物,主要原料為聚丙烯酸酯類樹脂,其耐刮擦效果良好。(4)共混。多相多組高分子材料是通過增加橡膠等填料來改善高分子材料的韌性,參加的高分子材料組分越多,高分子材料耐刮擦行為就越強(qiáng),會(huì)相應(yīng)的減輕劃痕。根據(jù)不同高分子材料的屬性,能夠利用共混組分和共混原理來加強(qiáng)多相多組分高分子材料的耐刮擦行為,減低刮擦行為中的劃痕損傷程度。五、結(jié)束語綜上所述,高分子材料外表刮擦行為差異性是多種用力作用的共同結(jié)果,刮擦行為所受的影響因素較多,主要影響因素為高分子材料服役經(jīng)過中復(fù)雜的條件、高分子材料改性的方式方法以及刮擦行為的計(jì)算機(jī)繼模擬與預(yù)測的差異。受多種因素影響,同一種高分子材料刮擦行為產(chǎn)生的時(shí)間、程度、面積自然存在差異性,而了解高分子資料的構(gòu)造與刮擦性能對于改善高分子材料耐刮擦行為有著重要的價(jià)值與作用,它將推動(dòng)高分子材料耐刮擦改性技術(shù)的進(jìn)一步提升與發(fā)展。以下為以下為參考文獻(xiàn)[1]徐楊,李頓,沈佳斌,郭少云,Hung-Ju