为了在工程应用中成功使用聚合物，需要某些特定的程度的机械性能，如刚度、强度和冲击强度。

　　但是由于材料性质的固有局限性，所以聚合物通常是用玻璃纤维、碳纤维或矿物颗粒加强的，例如，当向聚苯乙烯中添加氧化铝时，发现其刚度有很大的增加，而如果表面处理正确，矿物填料也能大大的提升聚合物基质的强度。

　　由于链条流动性下降，长期蠕变行为也有所改善，有关聚合物材料的大量量的许多有用的矩阵组合和增强组合的比较。

　　可不幸的是，高填料含量也会导致脆化，因此导致这些材料无法用于某些用途(例如:，当冲击载荷或高变形预期时)。

　　其中一种方法是最大限度的粒子方向平行于预期的加载方向，在优化微粒承载力的同时，这一做法也可能减少缺陷尺寸。

　　另一种方法是添加软成分作为增坚剂，以增加冲击强度，这方面的传统方法是混合，比如通过复合，导致软相的随机分布。

　　属性的改变大体上符合混合物的规则，因此影响强度的提高可能要以刚度和强度为代价。

　　还有一种选择是，软相可作为不同的域合并，例如，作为共同挤压过程中的连续层。

　　根据对天然材料的研究得知，在硬而适应的材料之间交替层的潜力很大，有关珍珠的出版物显示了其非凡的韧性，尽管其主要成分是脆性文石。

　　而深海海绵的骨架也显示出惊人的韧性和弹性，特别是考虑到它主要是由玻璃制成。

　　在大多数情况下，这些材料中高刚度和高韧性的组合可以追溯到复杂的微观结构，坚硬和脆性基质相中蛋白质基软相的小域(CACO)3，SiO2等等。

　　在纳米状材料中，裂纹偏转和血小板拉出能够进一步提升断裂韧性，用商用材料复制这种微型复合材料对科学和工业具有巨大的潜力，因此值得研究。

　　有一种可能性是所谓的材料非均匀性效应，它能够在一定程度上帮助阻止软层间裂纹(IL)，各种来源指出，为了减小裂纹的驱动力，需要有很大的屈服应力差异。

　　目前已经在含有一或两个软基片的高分子材料中发现了这种软基片的抗裂纹性能。

　　为了进一步加深对这一效应的理解，并排除这一机制的可能性，本文研究了具有慢慢的变多的层数(最多为2048层)的聚丙烯/滑石复合材料的性能。

　　对微细和纳米层共挤压的几项研究已经表明，这种方法在多个研究领域具备极高的潜力。

　　有关机械行为的刊物显示，当平均层厚度小于某一临界阈值时，报告断裂应变增加。

　　到目前为止，这些研究大多分布在在多层材料的微观结构方面，而没有进一步分析刚度和韧性之间的权衡。

　　在调查材料基础上，给出了材料组成、简单描述以及微观结构示意图，为完成不一样的层次的架构，采用了微层共突出技术。

　　所有材料都是以4毫米厚的挤压板的形式提供的，根据国际标准化组织国际标准化组织(DIN)179-1提供的夏比样品是用不同的凹槽类型制造的。

　　如下图所示 ，所有的凹槽都是平放的，这样就可以观察到分层板的效果，此外，根据DINEISO527，制备了拉伸试验试样(1A型)进行测试。

　　根据国际标准化组织(ISO179-1FA)的规定，对无缺口试样进行了未经检测和检测的查皮实验，有效的横截面区域，冲击力，AC，是根据方程式计算的。

　　在仪器撞击试验中，最初的斜率无法从原始数据中可靠地确定，因此，为每条曲线建立了一个适合的立方样条，然后用它来确定最大的力和初始斜率。

　　从无缺口状态的初始斜率，弯曲模量，Eb，根据方程进行了计算，以比较材料的刚度。

　　虽然这样的一种情况下的测试速度比传统的三点弯曲测试要快得多，Eb也因此在这些具体考虑中，应被视为一个排序参数，不能与准静态实验得出的值进行定量比较。

　　所有的拉伸试验都是根据DINEISO527进行的，极限抗拉强度，σUts断裂时的延伸，ε元素元素，被测量过。

　　在这些拉伸试验中，将应力位移曲线下的面积修正为弹性卸载，并将其作为断裂能，以此作为衡量韧性的手段。

　　为了研究样品的微观结构，应用扫描电镜观察，同时利用反散射电子生成断裂图，以改善滑石颗粒与聚合物基质的对比度。

　　下图分析了层状复合材料的冲击强度值，并给出了层状复合材料的抗冲击强度值，层数从64层到2048层不等，有可能高达256层，这些增加层数似乎对冲击强度没有显著影响。

　　然而，增加超过这一点的层数导致冲击强度的飞速增加，对未缺口和查比缺口试样，在1024层，冲击强度达到45千焦耳/米的高原2无缺口20千焦耳/米2在凹痕处。

　　层数的进一步增加不会提高冲击强度，与层数较低的情况相比，这一高原值表明，在无凹槽状态下，冲击强度增加约4、5倍，比在凹槽状态下增加了三倍。

　　从下高原到上高原的过渡区的放大率更高，最上面的比例尺显示矩阵层厚度t，这种影响的一个解释可能是，在微分层过程中，大滑石颗粒的增加方向提高了冲击强度。

　　并且在所有颗粒都向挤压方向倾斜之后，没有进一步的改进，这种冲击强度的提高也可能受到粒径与基质层厚度之比的影响。

　　在矩阵中滑石颗粒的大小分布在上图C，能够准确的看出，只有当矩阵层厚度低于临界尺寸时，冲击强度才会增加，T

　　这个临界尺寸是分布中最大的滑石颗粒的尺寸，当没有定向时，它对失效是至关重要的，所以能看到影响强度的提高。

　　在这一点上，基质层变得比最大的滑石颗粒小，所以在处理过程中必须强有力地定向。

　　如果基质层厚度大于DC，有些大颗粒可以垂直于层状平面，这样的粒子在冲击载荷时从基质上脱键，就会形成沿着名义断裂面方向的大的空间。

　　在这种情况下，促进了模式I的失败，这也是最坏的情况，降低低于某一阈值的层厚(在这种特殊情况下大约为7、8欧姆)不会带来进一步的改进，因为所有的大颗粒都已经定向了，其结果是形成了较低和较高的高原冲击强度。

　　前几节表明,该复合材料的冲击强度的增加是以高刚度为代价的，然而，这只适用于弯曲载荷，因为它背后的根本原因是惯性的面积矩的减小。

　　在拉伸载荷的情况下,我们预计断裂韧性也会有类似的好处,但刚度的缺陷较小，而由于缺乏完善的聚合物单边缺口张力标准,根据DINEIN527,拉伸试验仅在无缺口状态下进行。

　　拉伸试验中模量的绝对值大大低于查皮实验的绝对值，这很可能是由于拉伸试验的测试速度低得多。

　　如前所述,参数Eb主要用作排序参数,不推荐与不同实验条件下的测量进行定量比较，PP-HRR显示最高值E和σUts 但也是最低的εbr以及最低的断裂能量。

　　这些材料参数作为比较其他材料的参考点，微分层工艺对PP-HR_512L的延性有有利的影响，是因为ε元素元素断裂能量比PP-HR增加了3.5倍。

　　然而,这是以刚度为代价的,导致了近20%的下降，E.对于混合物,引入软相减少 E 约占参考资料的55%，以及σUts也减少了15%。

　　而由于数量大幅度的增加ε元素，元素断裂能量将会增加到PP-HR值的六倍，混合物看起来比混合物稍硬,更强,韧性更强。

　　然而,两者之间的差异在于标准的偏离，总之,微分层过程对共混物的拉伸性能影响微乎其微，以连续日计算法的形式加入软相,对材料延性带来了进一步的好处。

　　断裂能量会超过基质材料30倍以上，尽管具有相同的材料成分,但共混物的性能超过5,从而加强了共混软相的微观结构的必要性。

　　通过查皮冲击试验和拉伸试验，研究了滑石颗粒增强聚丙烯。以共混和连续软中间层(ILL)的形式加入了一个非常柔顺的聚丙烯软相。

　　对材料进行了刚度、最大力和力-位移曲线下面积的评估，这是在仪器查比实验中获得的。

　　在所研究的滑石颗粒中，当基质层厚度小于或小于最大强化颗粒的尺寸时，冲击强度达到了稳定，高原地区的冲击强度比基质层厚度较大的试样增加了4、5倍。

　　连续层导致高伤害容忍度，虽然多层试样保留了原来冲击强度的50%以上，但混合物和均匀材料减少了80%或更多。

　　因此，以连续层的形式引入软相，被证明是一种比基质和ILL材料的混合在可比比例下更有效的增坚机制。

　　韧性的增加是以弯曲刚度和最大力为代价的，因为惯性矩的损失与层数成正比，这是单个矩阵层之间应力脱钩的副作用，因为ILL材料过于适应于转移应力。

　　多层材料的拉伸试验对断裂能量也有类似的好处，但由于拉伸载荷的增加，可以部分地避免强度和刚度的降低。

　　更具体地说，24%的矩阵刚度可以在拉伸荷载下保存，而在弯曲设置下只有11%。