加氫石油樹脂的密度相對(duì)穩(wěn)定,通常在1.0-1.05之間,它雖不直接決定復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度,但會(huì)通過影響自身與基體材料的相容性、對(duì)基材的浸潤性等,間接作用于界面結(jié)合強(qiáng)度,同時(shí)其與其他成分的協(xié)同作用也會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合材料界面性能。以下是具體分析:
加氫石油樹脂的密度特性
加氫石油樹脂的密度受原料和生產(chǎn)工藝影響較小,整體波動(dòng)范圍窄。比如常見的碳五加氫石油樹脂,密度多維持在1.0左右;深圳市吉田化工的H-110、H-130兩款加氫石油樹脂產(chǎn)品,密度均為1.05。相較于未加氫的石油樹脂(相對(duì)密度0.970-0.975),加氫后的石油樹脂密度略高,這是因?yàn)榧託溥^程讓樹脂分子結(jié)構(gòu)更規(guī)整緊密,減少了不飽和鍵帶來的分子間隙。
密度對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的間接影響
優(yōu)化基體相容性,減少界面缺陷:加氫石油樹脂1.0-1.05的密度,與聚丙烯、聚乙烯等常用高分子基體材料的密度(聚丙烯密度0.90-0.91g/cm³,聚乙烯密度0.91-0.96g/cm³)較為接近,這密度匹配性使得它能均勻分散在基體中,填補(bǔ)聚丙烯等分子無定形區(qū)的晶格缺陷,避免因密度差異過大導(dǎo)致的團(tuán)聚、分層等界面缺陷,讓基體與樹脂間形成致密的結(jié)合界面,從而提升界面結(jié)合強(qiáng)度,同時(shí)還能提高復(fù)合材料的抗剝落性能,例如在聚丙烯/聚乙烯復(fù)合材料中加入加氫碳五石油樹脂,可顯著改善兩種基體的相容性,解決共混時(shí)界面結(jié)合薄弱的問題。
提升基材浸潤性,增加粘接位點(diǎn):密度適中的加氫石油樹脂,熔融狀態(tài)下黏度更易調(diào)控。當(dāng)它作為改性成分用于復(fù)合材料時(shí),不會(huì)因密度過大導(dǎo)致流動(dòng)性差,也不會(huì)因密度過小而難以附著在基材表面。像在熱熔膜與不銹鋼復(fù)合體系中,類似加氫石油樹脂的改性樹脂可降低熱熔膜與金屬基材的表面張力,其合適的密度能保證熔融后均勻鋪展在不銹鋼表面,提升浸潤性的同時(shí)增加粘接位點(diǎn),進(jìn)而增強(qiáng)界面粘接力。若密度異常,可能導(dǎo)致樹脂在基材表面分布不均,出現(xiàn)局部粘接空缺,大幅削弱界面強(qiáng)度。
密度協(xié)同其他因素對(duì)界面結(jié)合強(qiáng)度的強(qiáng)化作用
加氫石油樹脂對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的提升,往往是密度與自身改性、配方比例等因素協(xié)同作用的結(jié)果。比如通過熔融接枝法對(duì)加氫石油樹脂進(jìn)行改性后,其與基體材料的相容性進(jìn)一步提升,此時(shí)其適宜的密度能讓改性后的樹脂更好地分散,進(jìn)一步降低復(fù)合材料熔融溫度,活化分子鏈段,強(qiáng)化界面結(jié)合;在聚丙烯/聚乙烯/加氫石油樹脂體系中搭配硫酸鈣等無機(jī)助劑時(shí),樹脂適中的密度可避免與密度較大的無機(jī)助劑產(chǎn)生分層,保證助劑均勻分布在界面處,協(xié)同提升復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和界面穩(wěn)定性,減少界面開裂風(fēng)險(xiǎn)。
加氫石油樹脂穩(wěn)定在1.0-1.05的密度,為其改善復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度提供了基礎(chǔ)條件。在此基礎(chǔ)上,它通過與基體的密度匹配性優(yōu)化相容性、調(diào)控熔融流動(dòng)性提升浸潤性,再結(jié)合改性工藝和配方搭配,能顯著強(qiáng)化復(fù)合材料的界面結(jié)合性能,這也是其廣泛用于熱熔膠、高分子共混材料等領(lǐng)域的關(guān)鍵原因之一。
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