增韌(rèn)劑是用於改善塑料的衝擊性能,提高塑料韌性(xìng)的一種助劑(jì)。增韌的主(zhǔ)要方法有共混彈性體增韌、添加剛性(xìng)粒子增韌、形態控製增韌、交聯增韌和低發泡增韌,最(zuì)有效的方式為共(gòng)混(hún)彈性體增韌。
1、彈性體增韌材料
幾(jǐ)乎所有柔性材料都可以作為脆性材(cái)料的增韌(rèn)劑,關鍵是(shì)多相組分之間的相容性,隻有具有良好相容性的增韌體係才能達到要(yào)求的增韌目的(de),否則適得其反。
常用的彈性體增韌(rèn)劑按(àn)玻璃化溫度高低分類:
(1)、高抗衝擊樹脂。如氯化聚乙烯(xī)(CPE)、甲基(jī)丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙(yǐ)烯共聚(jù)物(MBS)、丙烯酸酯類共聚物(wù)(ACR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚(jù)物(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
(2)、高抗衝擊橡膠。如乙丙(bǐng)橡膠(jiāo)(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,核為軟狀彈性體,殼為(wéi)具(jù)有高玻璃化溫度的聚合物(wù)。如MBS、ACS、MABS等。
(2)、非預定彈(dàn)性體類。屬於網狀聚合(hé)物,其衝(chōng)擊(jī)改性是以溶劑(jì)化作用機理進行改性,如CPE、EVA等。
(3)、過渡性彈性體(tǐ)類。結構介於預定型和非預定型(xíng)彈性體之(zhī)間(jiān),如ABS等(děng)。
2、剛性增韌材料
(1)、無機剛性增韌材料(RIF),主要有(yǒu)超細無機填料和特殊填料(liào)。
超細無(wú)機填料指粒度在0.1-5um之間,此類填料(liào)的改性效果隨(suí)填料添(tiān)加量的增大,共混體係的拉升強(qiáng)度和衝擊強度(dù)下降平緩、不變或稍有增加,而其他性能(néng)繼續升高。
特殊填料包括超(chāo)級纖維(CF)、針狀/球(qiú)狀填料、堿土(tǔ)金屬鹽及稀土礦物等(děng)。
超級纖維如碳纖維、硼纖維、石英纖維、有機纖維、碳納米管及各種晶須等(děng)。超級纖維在(zài)聚合(hé)物中的分散必須采用相對特殊和有針對性的方法。
針狀填料如(rú)針狀矽灰石,它具有一(yī)定(dìng)的增韌效果。一般在50-80℃條件下,用矽烷(wán)偶聯劑或者(zhě)複合偶聯劑處理10-15min,添加量推(tuī)薦10-15%。沒有經過處理的(de)矽灰石不具備增韌(rèn)效果。
球狀填(tián)料有玻璃微球、玻璃中空微球、矽灰石珠(zhū)、塑料珠、陶瓷珠等。
堿土金屬鹽主要有硫(liú)酸鋇,填充量在很寬的範圍內,填充材料的衝擊強度有(yǒu)不同程度的(de)提高,在添加量在60%左右(yòu)時,衝擊強度達(dá)到峰(fēng)值。
稀土礦物主要為稀土氧化物、烷基稀(xī)土化合物及稀土鹽等,如氧化銣、氟化鈰。稀土礦(kuàng)物的增韌機理一般與其成核作用(yòng)有關,即稀土作為成核劑而(ér)改善增(zēng)韌體係的結晶結構而達到增(zēng)韌目(mù)的(de)。主要用於(yú)結(jié)晶聚合物的增韌,如PP、PA、POM等。
(2)、有機剛性(xìng)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,增韌與增強效果呈拋物線(xiàn)變化。
不同增韌劑粒子對塑(sù)料增韌作用(yòng)比較
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項(xiàng)目 |
彈性體 |
ROF |
RIF |
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增(zēng)韌(rèn)對象 |
脆-韌(rèn)基體 |
韌性好基體 |
一(yī)定韌性基(jī)體 |
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粒子間距、 半徑影響 |
小(xiǎo)粒子易引發剪切帶,大粒(lì)子有利控製銀(yín)紋(wén) |
粒(lì)子間距的影響較重要 |
小粒子易引發剪切帶,大(dà)粒子有(yǒu)利控製銀(yín)紋 |
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增韌劑用量 |
一定範圍(範圍較寬) |
一定範圍(範(fàn)圍(wéi)較窄) |
一定範(fàn)圍(wéi)(範圍較窄) |
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改善效果 |
韌性增加,模量、強度、熱變形溫度、加工性能(néng)下降 |
綜合力學性能、加工性能上升 |
綜(zōng)合力(lì)學性能、加工性能上升 |
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增韌效果(guǒ) |
韌性提高(gāo)幅度(dù)較大 |
韌性提高幅度較大 |
韌性提高幅度較大 |
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