增韌劑(jì)是用於(yú)改善塑料的衝擊性能,提高塑料韌性的一種助劑。增韌的(de)主要方法有共混彈性(xìng)體(tǐ)增韌、添加(jiā)剛性粒子(zǐ)增韌、形態控製增韌、交聯增韌和低發泡增韌,最有(yǒu)效的方(fāng)式為共混彈性體(tǐ)增韌。
1、彈性體增韌材料
幾乎所(suǒ)有柔性(xìng)材料都可以作為脆性材(cái)料的增韌劑,關鍵是多相組(zǔ)分之間的相(xiàng)容性,隻有具有良好相容性的增韌體係才能達到要求的增韌(rèn)目的,否則適得其反。
常用的彈性體增(zēng)韌劑按玻璃化溫度高低分類:
(1)、高抗衝擊樹脂。如氯(lǜ)化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸(suān)甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯酸酯類共聚物(ACR)、苯乙烯-丁二烯(xī)嵌段共聚物(wù)(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
(2)、高抗衝擊橡膠。如乙丙橡膠(EPR)、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
按彈性體內部結構分類:
(1)、預定彈性體類。屬於核-殼結構聚合物,核為軟狀彈(dàn)性體,殼為具有高玻璃化溫度的聚合物。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化作用機理進行(háng)改性,如(rú)CPE、EVA等。
(3)、過渡(dù)性彈性體類。結構介於預定型和(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(shū)填料。
超細(xì)無機填料(liào)指粒度在0.1-5um之間,此類填料的改性效果隨填料添加量的增大,共混體係的(de)拉升強度和衝擊強度下降平緩、不變或稍有增加,而其他性能繼續升高。
特殊填料包括超級纖維(CF)、針狀(zhuàng)/球(qiú)狀填料、堿土金屬鹽及稀土礦物(wù)等。
超級纖維如碳(tàn)纖維、硼纖維、石英(yīng)纖(xiān)維、有機纖維(wéi)、碳納米管及各種晶須等。超級纖維在聚合物中的分散必須采用相對特殊(shū)和有針對性的方(fāng)法(fǎ)。
針狀填料如(rú)針狀矽灰石(shí),它具有一定的增韌效果。一(yī)般(bān)在50-80℃條件下,用矽烷偶聯劑或者複合偶聯劑處理10-15min,添加量推薦10-15%。沒有(yǒu)經過處理的矽灰石不(bú)具備增韌效果。
球狀填料有玻(bō)璃微球(qiú)、玻璃中空微球、矽灰石珠、塑料珠、陶瓷珠等。
堿土金屬鹽主要有硫酸鋇,填充量在很寬的範圍內,填(tián)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,衝擊強度達到(dào)峰值。
稀土礦物主要為稀(xī)土(tǔ)氧化物、烷基稀土化合物及稀土鹽等,如氧化銣(rú)、氟(fú)化鈰。稀土礦物的增韌機理一般與其成核作用(yòng)有關,即稀土(tǔ)作為成(chéng)核(hé)劑而改善(shàn)增韌體(tǐ)係的(de)結(jié)晶結(jié)構而達到增韌目(mù)的。主要用於結(jié)晶聚合物的增韌,如(rú)PP、PA、POM等(děng)。
(2)、有機剛(gāng)性(xìng)增韌材料(ROF)。如PMMA、PP、PS、MMA/S及SAN等(děng)。具有增韌和增強的雙重功能,增韌與增強效果呈拋物線變化。
不同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 |
脆-韌基體 |
韌性好基(jī)體 |
一定韌性基體 |
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粒子(zǐ)間距、 半徑影響 |
小粒子易引發(fā)剪切帶,大粒子有利控製銀紋 |
粒子間距的影響較重要 |
小(xiǎo)粒子(zǐ)易引發剪(jiǎn)切帶,大(dà)粒子有利控製銀紋 |
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增韌(rèn)劑用量 |
一定範圍(範圍較寬) |
一定範圍(範(fàn)圍(wéi)較窄(zhǎi)) |
一定(dìng)範圍(範(fàn)圍較窄) |
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改善效果 |
韌性增(zēng)加,模量(liàng)、強度、熱變形溫度、加工性能下降(jiàng) |
綜合力學(xué)性能、加工性能上升 |
綜合力學性能、加工性能上升 |
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增韌效果 |
韌(rèn)性提高幅度較大 |
韌性提高(gāo)幅度較大 |
韌性提高幅度較大(dà) |
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