增韌劑是用於改善(shàn)塑(sù)料的衝(chōng)擊性能,提高塑料韌性的一(yī)種助劑。增韌的主要方法有共混彈性體增韌、添加剛性粒子增韌、形(xíng)態控製增韌、交聯增韌和低發泡增韌,最有效的方式為共混彈性體增韌。
1、彈性體增韌材(cái)料
幾乎所有柔性材(cái)料都可以作為脆性材料的增韌劑,關鍵是多(duō)相組分之(zhī)間的相容性,隻有具有良好相容性的(de)增韌體係才能達到要求(qiú)的增(zēng)韌目的,否(fǒu)則適得其反。
常用的(de)彈性體增韌劑按玻璃化溫度高低分類(lèi):
(1)、高抗衝擊樹脂。如氯化(huà)聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲(jiǎ)酯-丁(dīng)二烯-苯乙烯共(gòng)聚物(MBS)、丙烯酸酯類共聚物(ACR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
(2)、高抗衝擊橡膠。如乙(yǐ)丙橡膠(EPR)、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
按彈性體內部結構分(fèn)類:
(1)、預定彈性體類。屬於核-殼結構聚合物,核為軟狀彈性體,殼為具有高玻璃(lí)化溫度的聚合物。如MBS、ACS、MABS等。
(2)、非預定彈性體類。屬於網狀聚合物,其衝擊改性是以溶劑(jì)化作(zuò)用機理進(jìn)行改性,如CPE、EVA等(děng)。
(3)、過渡性彈性體類。結構(gòu)介於預定型和(hé)非預定型彈性體之間,如ABS等。
2、剛性增韌材料
(1)、無機剛性增韌材料(RIF),主要有超細無機填料和特殊填料。
超細(xì)無機填(tián)料指粒度(dù)在0.1-5um之間,此類填料的改性效果隨填料添加(jiā)量的增大,共混體係的拉升(shēng)強度和衝擊強度下降(jiàng)平緩、不變或(huò)稍有增加,而其他性能繼續升高。
特殊(shū)填料(liào)包括超級纖維(CF)、針狀/球(qiú)狀(zhuàng)填料、堿土金屬鹽及稀土礦物等。
超級纖維如碳纖維、硼纖維、石英纖維、有機纖維、碳納米管(guǎn)及各種晶須等。超級纖維在聚合物中(zhōng)的分散必須采用相對特殊和有針對性的方法。
針(zhēn)狀填料如針狀矽灰石,它具有一定的增韌效果。一般在50-80℃條件下(xià),用矽烷偶聯劑或者複合偶聯劑(jì)處理10-15min,添加量推薦10-15%。沒有經過處理的矽灰石不具備增韌效果。
球狀填料(liào)有玻璃微球、玻(bō)璃中空微球、矽灰石珠、塑料珠(zhū)、陶瓷(cí)珠等(děng)。
堿土金屬(shǔ)鹽主要有硫酸鋇,填充量在很寬的範圍內,填充材料的衝擊強度有不同程度的提高,在添加量在60%左右時,衝擊強度(dù)達到峰(fēng)值。
稀土礦物主要為稀土氧化物、烷(wán)基稀土化合物及稀土鹽等,如氧化銣、氟化鈰。稀土礦物的(de)增韌機理一般與其成核作用有關,即稀土作為成核(hé)劑而改善增韌體係的結晶結構而(ér)達到(dào)增韌目的。主要用於結晶聚合物的(de)增韌,如PP、PA、POM等。
(2)、有機剛性增韌材料(ROF)。如PMMA、PP、PS、MMA/S及SAN等。具有增韌和增強的雙重功能,增韌與增強效果(guǒ)呈拋物線變化。
不同(tóng)增韌劑粒子對塑料增韌作用比較
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項目 |
彈性體 |
ROF |
RIF |
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增韌對象(xiàng) |
脆-韌基體 |
韌性好基體 |
一定韌性基(jī)體 |
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粒子間距、 半徑影響 |
小粒子易引發(fā)剪(jiǎn)切帶,大粒子有利控製銀紋(wén) |
粒子間(jiān)距的影響較重要 |
小粒子易引發剪切帶,大粒子(zǐ)有利控製銀紋 |
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增韌劑用量 |
一定範圍(範圍較寬) |
一定範圍(範圍較窄) |
一(yī)定範圍(範圍較窄) |
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改善效果 |
韌性增加,模量、強度、熱(rè)變(biàn)形溫度(dù)、加工性能下降(jiàng) |
綜合力學性能、加工性能上升 |
綜(zōng)合力學(xué)性(xìng)能、加工性能上升 |
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增韌效果 |
韌性提高幅度較大 |
韌性(xìng)提高幅度較大 |
韌性提高幅度(dù)較大 |
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