增韌劑是用(yòng)於改善塑料的衝(chōng)擊性能,提高塑(sù)料韌性的一種助劑。增韌的主要方法有共混彈性體增(zēng)韌、添加剛性粒子增韌、形態控製增韌(rèn)、交聯增韌和低發泡(pào)增韌,最(zuì)有效的(de)方式為共混(hún)彈性(xìng)體增韌。
1、彈(dàn)性體增韌材(cái)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(zǔ)分之間的相容性,隻有具有良好相容性的增韌體係才(cái)能達到要求的增韌目的,否(fǒu)則適(shì)得其反。
常用的彈性體增韌劑按玻璃化溫度高低分類:
(1)、高抗衝擊樹脂。如氯化(huà)聚乙烯(CPE)、甲基丙烯(xī)酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯酸酯類(lèi)共(gòng)聚物(ACR)、苯(běn)乙烯-丁二(èr)烯嵌段共聚物(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(tǐ)內部(bù)結構分類:
(1)、預定彈性體類。屬於核-殼結構聚合物(wù),核為軟狀彈性體,殼(ké)為具有高(gāo)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(jī)改性是以溶劑化作用機理進行改性,如CPE、EVA等。
(3)、過渡性彈性體類。結構介於(yú)預定型和(hé)非(fēi)預定(dìng)型彈性(xìng)體之間,如ABS等。
2、剛性增韌材料
(1)、無機剛性增韌材料(RIF),主(zhǔ)要有超細無機填料和特殊填料。
超細無機填料指粒度在(zài)0.1-5um之間(jiān),此(cǐ)類填料的改性效果隨填料添加量(liàng)的增大,共混體係的拉升強度和(hé)衝擊強度(dù)下降平緩、不(bú)變或稍有增加,而其他性能(néng)繼續升高。
特殊填料包括超級纖維(CF)、針狀/球狀填料、堿土金屬鹽及稀土礦物等。
超級纖維如碳纖維、硼纖維、石英(yīng)纖維、有機纖維、碳(tàn)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和有針對性的(de)方法。
針狀填料如針狀矽灰石,它具有一定的增韌(rèn)效果。一般在50-80℃條件下,用矽烷偶(ǒu)聯劑或者複合偶聯劑處理10-15min,添加量推薦10-15%。沒有經過處理的矽灰石(shí)不具備增韌效果。
球狀填料有玻璃微球、玻璃中空微球、矽灰石珠、塑料(liào)珠、陶瓷珠等。
堿土金屬鹽(yán)主要有硫酸鋇,填充量在(zài)很(hěn)寬的範圍內,填充材料(liào)的衝(chōng)擊強度有不同程度的(de)提高,在添加量在60%左右時,衝擊強度達到峰值。
稀土礦物(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)化鈰。稀土礦物的增韌機理一般與其成核作用有關,即稀土(tǔ)作為成核劑而改(gǎi)善增韌體(tǐ)係的結晶結構(gòu)而達到增韌目的。主要用於結晶聚合物的增韌,如PP、PA、POM等。
(2)、有機剛性增韌材料(ROF)。如(rú)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(pāo)物線變化。
不同(tóng)增韌劑粒子對塑料增韌作用比較(jiào)
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項目 |
彈性體 |
ROF |
RIF |
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增(zēng)韌對象 |
脆-韌基體 |
韌性好基體 |
一定韌(rèn)性基體 |
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粒子間距、 半徑影(yǐng)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(de)影響較(jiào)重要 |
小粒子易引發剪切帶,大粒子有利控製銀(yín)紋 |
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增韌(rèn)劑用(yòng)量 |
一定範圍(範圍(wéi)較寬) |
一定範圍(範圍較窄) |
一(yī)定(dìng)範圍(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、加工性能下降 |
綜合力學性能、加工性(xìng)能上升(shēng) |
綜合力學性能、加工性(xìng)能上升 |
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增韌效果 |
韌性提高幅度較大(dà) |
韌性提高幅度較大 |
韌性提高幅度較大 |
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