所以,当试样被拉长时,如果界面束缚良好,聚合物会通过界面转移到粉煤灰。
界面键较差可能是延伸率较低的原因,在飞灰基质界面上存在空洞形成。当被拉长时,这些空隙合并导致断裂。
这些空隙的浓度也会随着粉煤灰浓度的增加而增加,从而降低了断裂伸长率。但随着粒径的增加,孔隙尺寸也增加,导致较早失效,这可能是高粒径相对伸长率较差的原因。
弯曲性能正如上文所说,HDPE及其复合材料的典型应力应变行为如图中可以看出,强度和模量均随粉煤灰浓度的增加而增加。与填充的系统相比,未填充的HDPE表现出一定的线性曲线。
这似乎是由于飞灰颗粒贡献的模量增加,从而增加了曲线的初始斜率。
但在较高的应变下,较弱的填料基质相互作用导致界面的滑移和裂解,从而使曲线偏离线性特性,模量似乎不太依赖于填充矩阵的相互作用。
图中也显示了不同颗粒大小的粉煤灰,在不同浓度下的弯曲强度和弯曲模量的变化。结果表明,弯曲强度随浓度的增加而增加。
当浓度超过10%时,增加变得更加明显。而从未填充HDPE的粉煤灰,却增加了17.3 MPa,但填充了HDPE却增加了40%的粉煤灰的21.6 MPa,最大增加了约25%。这可能是由于高强度粉煤灰颗粒的贡献,因此强度随着粉煤灰浓度的增加而增加。
同样,只有当应力通过相当强的界面键从基质转移到填充物时,才有可能实现。但在弯曲试验中没有得到导致失效的裂解,这是因为施加的最大应变仅为5%。
从图中可以推断,5%的应变不足以导致故障。因此,在弯曲强度的情况下,飞灰颗粒与HDPE基质之间的界面相互作用只用于传递应力。将粉煤灰浓度增加到40%以上,可以进一步提高强度。
与预期的一样,弯曲模量随飞灰浓度的增加而增加。图中的曲线显示,最初在15%的粉煤灰浓度下,模量仅提高了约13%。当浓度大于15%时,模量的增加变得尤为明显。
当粉煤灰浓度为40%时,最大模量约为1600 MPa,比未填充的HDPE高出约80%。最大粒径(50微米)在较高浓度时模量增加较大,但在浓度低于15%时模量却较低。