增韌技術大解析之改性尼龍

     一、塑料韌性的性能表征

     ——剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變

     韌性與剛性相對，是反映物體形變難易程度的一個屬性，剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變。通常，剛性越大，材料的硬度、拉伸強度、拉伸模量（楊氏模量）、彎曲強度、彎曲模量均較大；反之，韌性越大，斷裂伸長率和沖擊強度就越大。沖擊強度表現(xiàn)為樣條或制件承受沖擊的強度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強度隨樣條形態(tài)、試驗方法及試樣條件表現(xiàn)不同的值，因此不能歸為材料的基本性質。

     ——不同的沖擊試驗方法所得到的結果是不能進行比較的

     沖擊試驗的方法很多，依據(jù)試驗溫度分：有常溫沖擊、低溫沖擊和高溫沖擊三種；依據(jù)試樣受力狀態(tài)，可分為彎曲沖擊-簡支梁和懸臂梁沖擊、拉伸沖擊、扭轉沖擊和剪切沖擊；依據(jù)采用的能量和沖擊次數(shù)，可分為大能量的一次沖擊和小能量的多次沖擊試驗。不同材料或不同用途可選擇不同的沖擊試驗方法，并得到不同的結果，這些結果是不能進行比較的。

     二、塑料增韌機理及影響因素

     （一）銀紋-剪切帶理論

     在橡膠增韌塑料的共混體系中，橡膠顆粒的作用主要有兩個方面：

     一方面，作為應力集中的中心，誘發(fā)基體產(chǎn)生大量的銀紋和剪切帶；

     另一方面，控制銀紋的發(fā)展使銀紋及時終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。

     銀紋末端的應力場可以誘發(fā)剪切帶而使銀紋終止。當銀紋擴展到剪切帶時也會阻止銀紋的發(fā)展。在材料受到應力作用時大量的銀紋和剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展要消耗大量的能量，從而使得材料的韌性提高。銀紋化宏觀表現(xiàn)為應力白發(fā)現(xiàn)象，而剪切帶則與細頸產(chǎn)生相關，其在不同塑料基體中表現(xiàn)不同。

     一、塑料韌性的性能表征

     ——剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變

     韌性與剛性相對，是反映物體形變難易程度的一個屬性，剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變。通常，剛性越大，材料的硬度、拉伸強度、拉伸模量（楊氏模量）、彎曲強度、彎曲模量均較大；反之，韌性越大，斷裂伸長率和沖擊強度就越大。沖擊強度表現(xiàn)為樣條或制件承受沖擊的強度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強度隨樣條形態(tài)、試驗方法及試樣條件表現(xiàn)不同的值，因此不能歸為材料的基本性質。

     ——不同的沖擊試驗方法所得到的結果是不能進行比較的

     沖擊試驗的方法很多，依據(jù)試驗溫度分：有常溫沖擊、低溫沖擊和高溫沖擊三種；依據(jù)試樣受力狀態(tài)，可分為彎曲沖擊-簡支梁和懸臂梁沖擊、拉伸沖擊、扭轉沖擊和剪切沖擊；依據(jù)采用的能量和沖擊次數(shù)，可分為大能量的一次沖擊和小能量的多次沖擊試驗。不同材料或不同用途可選擇不同的沖擊試驗方法，并得到不同的結果，這些結果是不能進行比較的。

     二、塑料增韌機理及影響因素

     （一）銀紋-剪切帶理論

     在橡膠增韌塑料的共混體系中，橡膠顆粒的作用主要有兩個方面：

     一方面，作為應力集中的中心，誘發(fā)基體產(chǎn)生大量的銀紋和剪切帶；

     另一方面，控制銀紋的發(fā)展使銀紋及時終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。

     銀紋末端的應力場可以誘發(fā)剪切帶而使銀紋終止。當銀紋擴展到剪切帶時也會阻止銀紋的發(fā)展。在材料受到應力作用時大量的銀紋和剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展要消耗大量的能量，從而使得材料的韌性提高。銀紋化宏觀表現(xiàn)為應力白發(fā)現(xiàn)象，而剪切帶則與細頸產(chǎn)生相關，其在不同塑料基體中表現(xiàn)不同。

     三、塑料增韌劑有哪些？如何劃分？

     （一）塑料常用的增韌劑如何劃分

     1、橡膠彈性體增韌：EPR（二元乙丙）、EPDM（三元乙丙）、順丁橡膠（BR）、天然橡膠（NR）、異丁烯橡膠（IBR）、丁腈橡膠（NBR）等；適用于所用塑料樹脂的增韌改性；

     2、熱塑性彈性體增韌：SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等；多用于聚烯烴或非極性樹脂增韌，用于聚酯類、聚酰胺類等含有極性官能團的聚合物增韌時需加入相容劑；

     3、核-殼共聚物及反應型三元共聚物增韌：ACR（丙烯酸酯類）、MBS（丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PTW（乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）、E-MA-GMA（乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）等；多用于工程塑料以及耐高溫高分子合金增韌；

     4、高韌性塑料共混增韌：PP/PA改性尼龍、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等；高分子合金技術是制備高韌性工程塑料的重要途徑；

     5、其它方式增韌：納米粒子增韌（如納米CaCO3）、沙林樹脂（杜邦金屬離聚物）增韌等；

     （二）在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，改性塑料的增韌大概分以下情況：

     1、合成樹脂本身韌性不足，需要提高韌性以滿足使用需求，如GPPS、均聚PP等；

     2、大幅度提高塑料的韌性，實現(xiàn)超韌化、低溫環(huán)境長期使用的要求，如超韌尼龍；

     3、對樹脂進行了填充、阻燃等改性后引起了材料的性能下降，此時必須進行有效的增韌。

     通用塑料一般都是通過自由基加成聚合而得，分子主鏈及側鏈不含極性基團，增韌時添加橡膠粒子及彈性體粒子即可獲得較好的增韌效果；而工程塑料一般是由縮合聚合而得，分子鏈的側鏈或端基含有極性基團，增韌時可通過加入官能團化的橡膠或彈性體粒子較高的韌性。