何嘉松，陳鵬，丁艷芬，鄭學晶，張軍
中國科學院化學研究所，高分子科學與材料聯合實驗室，
工程塑料重點實驗室，北京, 100080
為了擴大高分子材料的應用，通常都要用纖維增強或填料填充來降低成本、提高性能。但是，高填充往往增大了材料的熔融黏度，降低了材料的流動性。移動電話和手提電腦的飛速發展和小型化、輕量化，要求樹脂熔體具有很好的流動性、精密成型性、耐熱性和尺寸穩定性。根據原位復合原理[1]提出的一種原位混雜增強技術，能夠同時兼顧增強或填充塑料的熔體流動性和力學性能[2]。
原位混雜復合材料在微結構上有多尺度的增強劑，有起主要增強作用的纖維及能夠阻斷微裂紋的微纖，表現出復合材料力學上的優勢。更重要的在于，其熔融加工時所表現出的流變混雜效應。流變混雜效應是指，一個三元聚合物共混物由于受到共混物中貧相聚合物的影響，其熔體黏度隨著填料加入量的增加而降低的流變學現象[3]。
以熔體黏度高的高性能樹脂，如聚醚砜（PES）和聚醚醚酮（PEEK）為基體樹脂，用短切碳纖維作為增強劑，加以少量的熱致液晶聚合物（LCP），通過常規的熔融共混制備得到的原位混雜復合材料的加工流動性和力學性能同時得到了提高[4]。
最近，對于以黏度較低的聚酰胺6（PA6）為基體的PA6/玻璃纖維（GF）/LCP、PA6/玻璃微珠（GB）/LCP（圖1），和以黏度較高的聚碳酸酯（PC）為基體的PC/GF/LCP、PC/GB/LCP（圖2），均發現了上述的流變混雜效應[3]。這些三元混雜體系的熔體黏度均比純樹脂和填充體系的低，甚至低于任一純樹脂或任一二元共混物的黏度[5]。
[1] Kiss G.. In situ composites: blends of isotropic polymers and thermotropic liquid crystalline polymers. Polym. Eng. Sci., 1986, 27(6): 410.
[2] He J., Zhang H., Wang Y.. In-situ hybrid composites containing reinforcements at two orders of magnitude. Polymer, 1997, 38(16): 4279；He J., Wang Y., Zhang H.. In situ hybrid composites of thermoplastic poly(ether ether ketone), poly(ether sulfone) and polycarbonate. Compos. Sci. Technol., 2000, 60: 1919~1930.
[3] Zheng X., Zhang B., Zhang J., et al. Flow properties and morphology of PC/LCP blends affected by the addition of glass fiber and resulted mutual influences. Int. Polym. Proc., 2003, 18(1): 3; Zheng X., Zhang J., He J.. Mutual influence of the morphology and capillary rheological properties in nylon/glass-fiber/liquid-crystalline-polymer blends. J. Polym. Sci. Pt. B-Polym. Phys., 2004, 42(9): 1619; Ding Y., He J., Zhang J. et al. Rheological hybrid effect in nylon 6/liquid crystalline polymer blends caused by added glass beads. Revised
[4] 何嘉松, 王育立. 一種含玻璃纖維和熱致液晶聚合物微纖的混雜復合材料. 中國發明專利, 97100522.2. 1997; 何嘉松, 張洪志. 一種含碳纖維和液晶聚合物的復合材料. 中國發明專利, 96104860.3. 1996; 何嘉松, 王育立. 一種用熱致液晶聚合物改性的聚醚醚酮復合材料. 中國發明專利, 97111710.1. 1997.
[5] 何嘉松, 鄭學晶. 一種含短纖維和熱致液晶聚合物的復合材料. 中國發明專利申請, 02143127.2. 2002; 何嘉松, 丁艷芬, 陳鵬. 含顆粒填料和熱致液晶聚合物的復合材料及制法和應用. 中國發明專利申請, 03126409.3. 2003; 何嘉松, 陳鵬, 丁艷芬. 一種含顆粒填料和熱致液晶聚合物的聚碳酸酯復合材料及制備方法和用途. 中國發明專利申請, 200410043276.4. 2004.
致謝：國家自然科學基金資助重點項目(50233010)。
2004年全國高分子材料科學與工程研討會論文集
