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粉体团聚体在高分子基体中的分散过程决定了材料的加工性能和最终产品的性能。团聚体分散是在外界流场应力作用和团聚体强度的竞争作用下进行的,受到流场类型、流场应力分布和团聚体结构等因素的影响。其中团聚体结构决定了外界流场作用力在团聚体内部的传递。因此,它是影响团聚体分散过程的重要因素之一。 本文运用Monte Carlo方法在三维简单立方网格基础上计算机模拟了四种代表性的分形团聚体,即DLA团聚体、RLA团聚体、LTA团聚体和Eden团聚体,其中DLA团聚体的结构较疏松而Eden团聚体具有致密的结构,四种团聚体的分形维数分布在2.50到3.00之间。拟合得到的分形维数与文献值的比较发现两者较接近,说明由网格引起的团聚体宏观结构的各向异性并不明显,对后续的团聚体分散的分析结果影响不大。 对四种团聚体在简单剪切场中按照两种不同方式分散时所需应力的计算表明,团聚体按照平面断裂方式分散时,四种团聚体分散所需的无因次临界应力随平面断裂面向团聚体内部的深入而增大,说明团聚体分散易发生在其边缘,此分散方式相当于“剥蚀”分散。团聚体按照不规则面断裂方式分散时,由于考虑了外界流场在团聚体内的应力集中效应,几种团聚体分散所需的无因次临界应力随平面断裂面向团聚体内部的深入而减小,产生较大的碎片,相当于“破碎”分散;分散所需的无因次临界应力与平面断裂方式相比较小,且无因次临界应力对团聚体大小的依赖性较强。 两种常用粉末填料滑石和粉碳酸钙在PDMS中分散的实验研究得出,粉体的加入使牛顿型的PDMS在低剪切区呈现假塑性,且复合体系的假塑性随加入粉体的量增加而增强;通过对粘流活化能的拟合发现粉体的加入降低了复合体系的粘流活化能;通过偶联剂对粉体的表面改性可以使无机填料与聚合物基体的结合性增强;偶联剂对粉体的改性效果具有选择性:硅烷偶联剂KH—550对二氧化硅的改性效果较好而对碳酸钙改性效果不明显,钛酸酯偶联剂TC—114则对