智情增韧继往开来

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所属分类:高分子文章

导序

偶读弟子性智(年近半百资深发明家)新发明灵犀,综述辨析颇有见地。钩沉出历历往事,即兴一挥而就回顾点评展望;与弟子性真(年近半百资深热塑性弹性体研发)共鸣戚戚焉,拈来两片枫叶赏鉴。

一、智情增韧往事

李东明是我硕士师兄,他毕业我入学,硕士论文《聚合物共混体脆韧转变的逾渗研究》,是中国塑料增韧模型化定量研究的发轫。

1992年由中国化学会高分子专业委员会主办,吉林大学、长春应用化学研究所承办,第二届高分子物理学术报告会上,我报告了硕士论文主要结果,其中对时任杜邦塑料增韧研究大咖吴守恒工作的质疑及完善,受到了参会吴守恒的首肯,甚至急赤白脸表白:这是我吴守恒1985年首次发表提出的。我说没人质疑你1911年武昌首义,我不过六年后效仿蔡锷二次革命再造共和而已。

当时我博士导师唐敖庆院士是大会首席大菩萨,还让我去他住处耳提面命一番,期间正好碰上化学所我硕士导师漆宗能研究员手下徐昌华教授的一担挑连襟,刚从西德回来,购置设备准备在PVC碳酸钙增韧上大显身手,却茫然不知所由的吴其烨。

记得他与我步行去南湖看灯花,一路上兴致勃勃询问我塑料增韧问题,我自然倾囊相授,从吃完晚饭六点多出发,到回来十点多睡觉,四个多小时,我口若悬河、纵论塑料增韧方方面面。

当时吴守恒与荷兰一位在《Polymer》上<question and reply>三回合辩论,我为他们两个拆解,吴守恒赞赏我的裁决,可见当时我的见识与他们两位三足鼎立,成为那个时间点、那个特定细分领域的国际第一流学者,但我发在《科学》上的中英文论文【1】、【2】,远不如他们发在《Polymer》上的影响大,可行内人吴守恒、吴其烨等心知肚明,还有当时与会的高分子物理界大咖如:钱人元、黄葆同、徐楙、沈家聪、江明等也印象深刻,以至三年后1995年,授给我当时高分子界最高学术奖“高分子基础研究王葆仁奖”【3】。

智情增韧继往开来

此奖项第一届1987年度获奖人是江明,第二届1989年度获奖人是北大周其凤,就是前几年创作化学之歌的北大校长周其凤,第三届直到六年之后的1995年度,中间空缺了两届、宁缺毋滥?以后就基本保持每两年开高分子大会时一并颁授1-3人获奖,其中2005年度获奖人郑强,就是先后担任浙江大学、贵州大学的网红校长。俱往矣,数风流人物,还看今朝。

智情增韧继往开来

二、智情增韧猜想

过去三个增韧猜想,不光是理想预设缺陷,主要是逻辑因果倒置:

2.1、基体产生空穴耗散能量是果不是因,前提因必须基体与分散粒子表面粘结强度高,才能承载较上劲,在基体中生生拉出空洞,而界面不先脱粘泄劲,才能在断面形貌验尸中,观察到空洞的后果,脑残人就倒果为因,预置空洞,现世缘木求鱼版本。

2.2、分散粒子钉销猜想,前提因也必须是界面粘结强度高,才能钉得住。

2.3、至于粒子掉入裂纹,修复裂纹成银纹,纯属无稽之谈,唯一可取之处,就是注意到,2.1中生生拉出空洞太过浪漫,拉出丝状银纹耗散能量,才更现实,所以,可以与2.1合并。

这样,三合一,就形成如下融合一统的智情增韧机理:在填料表面充分处理,以改善与基体相容性前提下,使界面粘结强度足以,承载将粒子界面周边基体,生生冷拉出丝状银纹而耗能,粒子间产生的银纹增长而融合,而不是相反的裂纹捕获粒子,修补裂纹成银纹的颠倒解读。

增韧机理是一个力学行为,不是混合填充的几何问题,必须紧扣能量耗散主线,从承载卸载角度,解读粒子、界面、银纹、空洞、钉销等几何形态作用,断面几何形貌验尸所见后果,而并非人死增韧原因,转果归因,才能拨云见日。

参考文献:

【1】LI Qiang(李强),  ZHENG Wen-Ge(郑文革),  QI Zong-Neng(漆宗能), The Correlation Between Particle-Size Dispersity and Percolation Threshold of Brittle-Ductile Transition in Polymer Blends,  Sci. China Ser.B, 1993, 36, p8.

【2】LI Qiang(李强),  ZHENG Wen-Ge(郑文革),  QI Zong-Neng(漆宗能), Damage Studies of Brittle-Ductile Transition in PP/EPDM Blends, Sci. China Ser. B, 1993, 36, p1300.

【3】1995年度中国化学会高分子基础研究王葆仁奖。

后注:本文因弟子性智《刚性无机粒子增韧增强机理探讨》有感而发。

后续:与弟子性真的聊天:

性真

师父,你这个增韧理论,其实关键之处就是界面相容,我发觉关键还是偶联剂,或者相容剂的作用,包括你曾经提到的纳米插层,无非是让界面的相容性更好。

智情真人:

前提……界面相容

关键……粒子大小

特色……粒子形状

前提决定是否能起作用,关键确定是否能综合优化,特色指定是增强为主还是增韧为主。

性真:

我们不光要注重对填料进行处理,其实对聚合物也能处理。比如一种偶联剂、相容剂和聚合物的相容性特别好,用它和聚合物先结合,然后再吸附填料。这样做出来的改性料,不管是表观,还是机械性能都会提高。

智情真人:

你说得对,这就是基体的功能化修饰,还可以用反应性螺杆在界面就地实时生成界面层。

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智情真人

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