Critical rubber layer thickness of core-shell particles with a rigid core and a soft shell for toughening of epoxy resins without loss of elastic modulus and strength

材料科学 复合材料 极限抗拉强度 天然橡胶 脆性 环氧树脂 复合数 弹性模量 艾氏冲击强度试验 芯(光纤) 乳液聚合 模数 壳体(结构) 聚合物 聚合
作者
Xiaoming Ren,Zhaokang Tu,Jiang Wang,Tao Jiang,Yingkui Yang,Dean Shi,Yiu‐Wing Mai,Hengchong Shi,Shifang Luan,Guo‐Hua Hu
出处
期刊:Composites Science and Technology [Elsevier]
卷期号:153: 253-260 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.compscitech.2017.10.027
摘要

Core-shell particles with a rigid silica core and a poly(butyl acrylate) (PBA) rubber shell are used to toughen epoxy resins without loss of elastic modulus and tensile strength. Both the diameter of silica core (D) and thickness of PBA shell (Ts) of silica-PBA core-shell particles are accurately controlled by sol-gel synthesis and seed emulsion polymerization process, respectively. From the results of notched Izod impact tests, a brittle-ductile transition of these epoxy/silica-PBA composites occurs when the rubber shell thickness (Ts) exceeds a critical value (Tsbd). It is found that Tsbd increases with increasing D which implies a critical rubber content (10 wt%) in the core-shell particles or a critical Ts/D ratio (0.0375), above which all composites transit from brittle to ductile failure. The composite elastic modulus decreases with increasing Ts. However, the critical thickness values of Tsm and Tss, below which composite modulus and tensile strength, respectively, are equal to or higher than the corresponding epoxy matrix values, are both larger than Tsbd. These results prove that brittle polymers can be toughened without loss of elastic modulus and tensile strength. However, the critical surface-to-surface inter-particle distance (Lc) is controlled by both properties of the core-shell particles and polymer matrix. When the rubber shell thickness Ts > Tsbd, Lc is increased when D is decreased. But when Ts < Tsbd, the brittle-to-ductile transition cannot occur, even when Lc is less than 100 nm.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
11发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
卓矢完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
脑洞疼应助Newky采纳,获得10
4秒前
小二郎应助洛莫采纳,获得10
4秒前
斯文败类应助Lv采纳,获得10
4秒前
WangYZ发布了新的文献求助10
5秒前
上官若男应助cccc采纳,获得10
5秒前
洪云峰发布了新的文献求助10
5秒前
linmo完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
任我行发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青应助dique3hao采纳,获得10
8秒前
linmo发布了新的文献求助10
8秒前
烟花应助风清扬采纳,获得10
9秒前
9秒前
方方方方方完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
lw发布了新的文献求助10
11秒前
zaaa发布了新的文献求助30
12秒前
京城雪不落江南完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
11完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
ding应助xueshu采纳,获得10
16秒前
足下慵才完成签到,获得积分10
16秒前
Lv发布了新的文献求助10
16秒前
Sue完成签到 ,获得积分10
17秒前
脑洞疼应助哈哈采纳,获得10
17秒前
史超发布了新的文献求助10
18秒前
无极微光应助CCS采纳,获得20
19秒前
19秒前
ASDq发布了新的文献求助10
20秒前
koutianle完成签到 ,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Encyclopedia of the Human Brain Second Edition 8000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5684488
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5036727
关于积分的说明 15184287
捐赠科研通 4843754
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2596869
邀请新用户注册赠送积分活动 1549511
关于科研通互助平台的介绍 1508027