HDPE/CaCO₃纳米复合材料的自由体积及其界面特性

HDPE/CaCO 3 纳米复合材料的自由体积及其界面特性 Free Volume and Interface Properties of Nanocomposites HDPE/CaCO 3 张明 ZHANG Ming 1 2 first-author 方鹏飞 FANG Peng-fei 1 2 刘黎明 LIU Li-ming 1 2 王少阶 WANG Shao-jie 1 2 武汉大学物理科学与技术学院 武汉大学物理科学与技术学院 School of Physics and Technology, Wuhan University School of Physics and Technology, Wuhan University 武汉大学物理科学与技术学院,湖北,武汉,430072 武汉大学物理科学与技术学院,湖北,武汉,430072 采用熔融共混方法,制备了不同纳米碳酸钙（CaCO3）颗粒含量的高密度聚乙烯（HDPE）纳米复合材料,测量了复合材料的力学性能,观察到在纳米颗粒含量为6%时,其冲击强度有较大提高.同时,用正电子湮没寿命谱（PALS）研究了不同纳米颗粒含量的纳米复合材料的自由体积特性和界面信息,并探讨了它们对材料宏观力学性能的影响.结果发现,复合材料中最长寿命τ3变化不大,但其强度I3有明显减小;第二寿命分量与纳米复合材料中纳米CaCO3颗粒和HDPE链段之间的界面结构密切相关. A series of High Density Polyethylene/CaCO 3 nanocomposites have been prepared by melting proceeding. The impact strength of the nanocomposite has been improved at the 6% CaCO 3 content. Positron lifetime spectroscopy has been applied to study the free volume and interface properties of the nanocomposites in the room temperature. It is observed that, first, positronium（Ps） is formed and annihilates in the free-volume hole of HDPE and the free-volume fraction decreases with the increasing fraction of the CaCO 3 nanoparticles in the nanocomposites; second, the positron lifetime τ 2 and its intensity I 2 are strongly affected by the formation of the interface layer between CaCO 3 nanoparticles and HDPE matrix. 纳米复合材料 正电子湮没 高聚物 自由体积 界面 nanocomposite positron annihilation polymer free volume interface TB332 国家自然科学基金（50273028）;湖北省科技攻关项目资助（2002A105A05） 2003-05-01 2021-04-01 5