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增韧技术大解析之改性尼龙

人气: 发表时间:2020-09-21 10:51
     增韧技术大解析之改性尼龙
     一、塑料韧性的性能表征
     ——刚性越大材料越不容易发生形变,韧性越大则越容易发生形变
     韧性与刚性相对,是反映物体形变难易程度的一个属性,刚性越大材料越不容易发生形变,韧性越大则越容易发生形变。通常,刚性越大,材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量(杨氏模量)、弯曲强度、弯曲模量均较大;反之,韧性越大,断裂伸长率和冲击强度就越大。冲击强度表现为样条或制件承受冲击的强度,通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试样条件表现不同的值,因此不能归为材料的基本性质。
     ——不同的冲击试验方法所得到的结果是不能进行比较的
     冲击试验的方法很多,依据试验温度分:有常温冲击、低温冲击和高温冲击三种;依据试样受力状态,可分为弯曲冲击-简支梁和悬臂梁冲击、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击;依据采用的能量和冲击次数,可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法,并得到不同的结果,这些结果是不能进行比较的。
     二、塑料增韧机理及影响因素
     (一)银纹-剪切带理论
     在橡胶增韧塑料的共混体系中,橡胶颗粒的作用主要有两个方面:
     一方面,作为应力集中的中心,诱发基体产生大量的银纹和剪切带;
     另一方面,控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。
     银纹末端的应力场可以诱发剪切带而使银纹终止。当银纹扩展到剪切带时也会阻止银纹的发展。在材料受到应力作用时大量的银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量,从而使得材料的韧性提高。银纹化宏观表现为应力白发现象,而剪切带则与细颈产生相关,其在不同塑料基体中表现不同。
     一、塑料韧性的性能表征
     ——刚性越大材料越不容易发生形变,韧性越大则越容易发生形变
     韧性与刚性相对,是反映物体形变难易程度的一个属性,刚性越大材料越不容易发生形变,韧性越大则越容易发生形变。通常,刚性越大,材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量(杨氏模量)、弯曲强度、弯曲模量均较大;反之,韧性越大,断裂伸长率和冲击强度就越大。冲击强度表现为样条或制件承受冲击的强度,通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试样条件表现不同的值,因此不能归为材料的基本性质。
     ——不同的冲击试验方法所得到的结果是不能进行比较的
     冲击试验的方法很多,依据试验温度分:有常温冲击、低温冲击和高温冲击三种;依据试样受力状态,可分为弯曲冲击-简支梁和悬臂梁冲击、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击;依据采用的能量和冲击次数,可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法,并得到不同的结果,这些结果是不能进行比较的。
     二、塑料增韧机理及影响因素
     (一)银纹-剪切带理论
     在橡胶增韧塑料的共混体系中,橡胶颗粒的作用主要有两个方面:
     一方面,作为应力集中的中心,诱发基体产生大量的银纹和剪切带;
     另一方面,控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。
     银纹末端的应力场可以诱发剪切带而使银纹终止。当银纹扩展到剪切带时也会阻止银纹的发展。在材料受到应力作用时大量的银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量,从而使得材料的韧性提高。银纹化宏观表现为应力白发现象,而剪切带则与细颈产生相关,其在不同塑料基体中表现不同。
     三、塑料增韧剂有哪些?如何划分?
     (一)塑料常用的增韧剂如何划分
     1、橡胶弹性体增韧:EPR(二元乙丙)、EPDM(三元乙丙)、顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异丁烯橡胶(IBR)、丁腈橡胶(NBR)等;适用于所用塑料树脂的增韧改性;
     2、热塑性弹性体增韧:SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等;多用于聚烯烃或非极性树脂增韧,用于聚酯类、聚酰胺类等含有极性官能团的聚合物增韧时需加入相容剂;
     3、核-壳共聚物及反应型三元共聚物增韧:ACR(丙烯酸酯类)、MBS(丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PTW(乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)、E-MA-GMA(乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)等;多用于工程塑料以及耐高温高分子合金增韧;
     4、高韧性塑料共混增韧:PP/PA改性尼龙、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等;高分子合金技术是制备高韧性工程塑料的重要途径;
     5、其它方式增韧:纳米粒子增韧(如纳米CaCO3)、沙林树脂(杜邦金属离聚物)增韧等;
     (二)在实际的工业生产中,改性塑料的增韧大概分以下情况:
     1、合成树脂本身韧性不足,需要提高韧性以满足使用需求,如GPPS、均聚PP等;
     2、大幅度提高塑料的韧性,实现超韧化、低温环境长期使用的要求,如超韧尼龙;
     3、对树脂进行了填充、阻燃等改性后引起了材料的性能下降,此时必须进行有效的增韧。
     通用塑料一般都是通过自由基加成聚合而得,分子主链及侧链不含极性基团,增韧时添加橡胶粒子及弹性体粒子即可获得较好的增韧效果;而工程塑料一般是由缩合聚合而得,分子链的侧链或端基含有极性基团,增韧时可通过加入官能团化的橡胶或弹性体粒子较高的韧性。
 
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