增韌劑是用於改善塑料(liào)的衝擊性能,提高塑料(liào)韌性的一種助劑。增韌(rèn)的主要方法有共混彈性體增韌、添加剛(gāng)性粒子增韌、形態控製增韌、交聯增韌和低發(fā)泡增(zēng)韌,最有效的方式為(wéi)共混彈性體增韌。
1、彈(dàn)性體增韌材料
幾乎所有柔性材料都可以作為脆性材料的增韌劑,關鍵是多相組分之間的相容性,隻有具有良好相容性(xìng)的增(zēng)韌體係才能達到(dào)要求的增韌目的,否則適得其反。
常用的彈性體增韌劑按玻璃化溫(wēn)度高低分類:
(1)、高抗衝擊樹(shù)脂。如氯化聚乙(yǐ)烯(CPE)、甲基丙(bǐng)烯酸甲(jiǎ)酯-丁二烯-苯乙烯共聚(jù)物(MBS)、丙烯酸酯類共聚(jù)物(ACR)、苯乙烯-丁(dīng)二(èr)烯嵌段共(gòng)聚物(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
(2)、高抗衝擊橡膠。如乙丙橡膠(jiāo)(EPR)、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
按彈性體內部結構分類:
(1)、預定彈性(xìng)體(tǐ)類。屬(shǔ)於核(hé)-殼結構聚合物,核為軟狀彈性體,殼為(wéi)具有高(gāo)玻璃化溫度的聚合物(wù)。如MBS、ACS、MABS等。
(2)、非預定彈性體類。屬於網狀聚合物,其衝擊改(gǎi)性是以溶劑化作用機理進行改性(xìng),如CPE、EVA等。
(3)、過渡性彈(dàn)性體(tǐ)類。結構介於預定型和非預(yù)定型彈性體之間,如(rú)ABS等。
2、剛性增(zēng)韌材料(liào)
(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(chāo)細無機填料指粒度在0.1-5um之間,此類填(tián)料的(de)改性效果隨填(tián)料添加量的增大,共(gòng)混體係的拉升強度和衝擊強(qiáng)度下降(jiàng)平緩、不變或稍有增加,而其他性能繼續升高。
特殊填料包括(kuò)超級(jí)纖維(CF)、針狀/球狀填料(liào)、堿土金屬(shǔ)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、碳納米管及各種晶須等。超級纖維在聚合物(wù)中的分散必須采用相對特殊和有(yǒu)針對性的方法。
針(zhēn)狀填料如針狀矽(guī)灰石,它具有一定的增韌(rèn)效果。一般在50-80℃條件下,用(yòng)矽烷偶聯劑或者複(fù)合偶聯劑處理10-15min,添加量推(tuī)薦(jiàn)10-15%。沒有經過處理的矽灰石不(bú)具備增韌(rèn)效果。
球狀填料(liào)有玻(bō)璃微球、玻璃中空微球、矽灰(huī)石珠、塑料珠、陶瓷珠等。
堿土金屬鹽主(zhǔ)要有硫酸鋇(bèi),填充(chōng)量在很(hěn)寬的範圍內,填充材料的衝擊強度有不同程度(dù)的(de)提高,在添加量在60%左右時,衝擊強度達到峰值。
稀土礦(kuàng)物(wù)主要為稀土氧化物、烷基稀土化合物及稀土鹽等,如氧化銣、氟(fú)化(huà)鈰。稀土(tǔ)礦物的增(zēng)韌機理一般與其成核作(zuò)用有關,即稀土作為成核劑而改善增韌體係的結晶結構而達到增(zēng)韌目的。主要用於結晶聚合(hé)物的增韌(rèn),如PP、PA、POM等。
(2)、有機剛性增韌材料(liào)(ROF)。如PMMA、PP、PS、MMA/S及SAN等。具有增(zēng)韌和增強的雙重(chóng)功能,增韌與增強效果呈拋物線變(biàn)化。
不同增韌(rèn)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(zēng)韌對象(xiàng) |
脆-韌基體 |
韌性好基體 |
一定韌性基體(tǐ) |
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粒子間距(jù)、 半徑影(yǐng)響 |
小粒子易引發剪切帶,大(dà)粒子有利控製銀紋 |
粒子間距的影響較重要 |
小粒子易引發剪切帶,大(dà)粒(lì)子有利控製(zhì)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) |
一定範圍(範圍較窄) |
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改善效果 |
韌性增加,模量、強(qiáng)度、熱變形溫度、加工性能(néng)下降 |
綜合力學性能、加工性(xìng)能上升 |
綜合力學性能、加工性能上升 |
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增韌效果 |
韌性提高(gāo)幅度(dù)較大 |
韌性提高幅度較大 |
韌性(xìng)提高幅度(dù)較大 |
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