改性塑料增韌技術(shù)之詳解！非常全面如今，改性塑料在國民生活中扮演的角色越來(lái)越重要，尤其在汽車(chē)、家電等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。而對于門(mén)類(lèi)眾多的改性塑料技術(shù)而言，塑料增韌技術(shù)一直被學(xué)術(shù)和工業(yè)界研究和關(guān)注，因為材料的韌性往往對產(chǎn)品的應用起著(zhù)決定性的影響。本文，將為大家解答有關(guān)塑料增韌的幾個(gè)問(wèn)題：

一、塑料韌性的性能表征——剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變

韌性與剛性相對，是反映物體形變難易程度的一個(gè)屬性，剛性越大材料越不容易發(fā)生形變，韌性越大則越容易發(fā)生形變。通常，剛性越大，材料的硬度、拉伸強度、拉伸模量（楊氏模量）、彎曲強度、彎曲模量均較大；反之，韌性越大，斷裂伸長(cháng)率和沖擊強度就越大。沖擊強度表現為樣條或制件承受沖擊的強度，通常泛指樣條在產(chǎn)生破裂前所吸收的能量。沖擊強度隨樣條形態(tài)、試驗方法及試樣條件表現不同的值，因此不能歸為材料的基本性質(zhì)。回復“增韌”，查看更多 ——不同的沖擊試驗方法所得到的結果是不能進(jìn)行比較的

沖擊試驗的方法很多，依據試驗溫度分：有常溫沖擊、低溫沖擊和高溫沖擊三種；依據試樣受力狀態(tài)，可分為彎曲沖擊-簡(jiǎn)支梁和懸臂梁沖擊、拉伸沖擊、扭轉沖擊和剪切沖擊；依據采用的能量和沖擊次數，可分為大能量的一次沖擊和小能量的多次沖擊試驗。不同材料或不同用途可選擇不同的沖擊試驗方法，并得到不同的結果，這些結果是不能進(jìn)行比較的。回復“助劑”或“增韌”，可查看更多相關(guān)文章

二、塑料增韌機理及影響因素

【1】銀紋-剪切帶理論

在橡膠增韌塑料的共混體系中，橡膠顆粒的作用主要有兩個(gè)方面：

?一方面，作為應力集中的中心，誘發(fā)基體產(chǎn)生大量的銀紋和剪切帶；

?另一方面，控制銀紋的發(fā)展使銀紋及時(shí)終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。

銀紋末端的應力場(chǎng)可以誘發(fā)剪切帶而使銀紋終止。當銀紋擴展到剪切帶時(shí)也會(huì )阻止銀紋的發(fā)展。在材料受到應力作用時(shí)大量的銀紋和剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展要消耗大量的能量，從而使得材料的韌性提高。銀紋化宏觀(guān)表現為應力白發(fā)現象，而剪切帶則與細頸產(chǎn)生相關(guān)，其在不同塑料基體中表現不同。

例如，HIPS基體韌性較小，銀紋化，應力發(fā)白，銀紋化體積增加，橫向尺寸基本不變，拉伸無(wú)細頸；增韌PVC，基體韌性大，屈服主要由剪切帶造成，有細頸，無(wú)應力發(fā)白；HIPS/PPO，銀紋、剪切帶都占有相當比例，細頸和應力發(fā)白現象同時(shí)產(chǎn)生。

【2】影響塑料增韌效果的因素主要有三點(diǎn)

基體樹(shù)脂的特性

研究表明，提高基體樹(shù)脂的韌性有利于提高增韌塑料的增韌效果，提高基體樹(shù)脂的韌性可通過(guò)以下途徑實(shí)現：

增大基體樹(shù)脂的分子量，使分子量分布變得窄小；

通過(guò)控制是否結晶以及結晶度、晶體尺寸和晶型等提高韌性。例如，PP中加入成核劑提高結晶速率，細化晶粒，從而提高斷裂韌性。

增韌劑的特性和用量

A. 增韌劑分散相粒徑的影響——對于彈性體增韌塑料，基體樹(shù)脂的特性不同，彈性體分散相粒徑的佳值也不相同。例如，HIPS中橡膠粒徑佳值為0.8-1.3μm，ABS佳粒徑為0.3μm左右，PVC改性的ABS其佳粒徑為0.1μm左右。

B. 增韌劑用量的影響——增韌劑的加入量存在一個(gè)佳值，這與粒子間距參數有關(guān)；

C. 增韌劑玻璃化轉變溫度的影響——一般彈性體的玻璃化溫度越低，增韌效果越好；

D. 增韌劑與基體樹(shù)脂界面強度的影響——界面粘結強度對增韌效果的影響不同體系有所不同；

E. 彈性體增韌劑結構的影響——與彈性體類(lèi)型、交聯(lián)度等有關(guān)。

兩相間的結合力

兩相間具備良好的結合力，可以使得應力發(fā)生時(shí)可以在相間進(jìn)行有效的傳遞從而消耗更多的能量，宏觀(guān)上塑料的綜合性能就越好，其中尤以沖擊強度的改善顯著(zhù)。通常這種結合力可以理解為兩相之間的相互作用力，接枝共聚和嵌段共聚就是典型的增加兩相結合力的方法，不同的是它們通過(guò)化學(xué)合成的方法形成了化學(xué)鍵，如接枝共聚物HIPS、ABS，嵌段共聚物SBS、聚氨酯。

對于增韌劑增韌塑料而言，屬于物理共混的方法，但是其原理是一樣的。理想的共混體系應是兩組分既部分相容又各自成相，相間存在一界面層，在界面層中兩種聚合物的分子鏈相互擴散，有明顯的濃度梯度，通過(guò)增大共混組分間的相容性，使其具備良好的結合力，進(jìn)而增強擴散使界面彌散，加大界面層的厚度。而這，即是塑料增韌亦是制備高分子合金的關(guān)鍵技術(shù)之所在——高分子相容技術(shù)！

如果您想了解更多塑料的增韌方面的知識

三、塑料增韌劑有哪些？如何劃分？

【1】塑料常用的增韌劑如何劃分

1.橡膠彈性體增韌：EPR（二元乙丙）、EPDM（三元乙丙）、順丁橡膠（BR）、天然橡膠（NR）、異丁烯橡膠（IBR）、丁腈橡膠（NBR）等；適用于所用塑料樹(shù)脂的增韌改性；

2. 熱塑性彈性體增韌：SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等；多用于聚烯烴或非極性樹(shù)脂增韌，用于聚酯類(lèi)、聚酰胺類(lèi)等含有極性官能團的聚合物增韌時(shí)需加入相容劑；

3. 核-殼共聚物及反應型三元共聚物增韌：ACR（丙烯酸酯類(lèi)）、MBS（丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PTW（乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）、E-MA-GMA（乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）等；多用于工程塑料以及耐高溫高分子合金增韌

4. 高韌性塑料共混增韌：PP/PA、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、 PC/ABS、 PC/PBT等；高分子合金技術(shù)是制備高韌性工程塑料的重要途徑；

5. 其它方式增韌：納米粒子增韌（如納米CaCO3）、沙林樹(shù)脂（杜邦金屬離聚物）增韌等；

【2】在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，改性塑料的增韌大概分以下情況：

a、合成樹(shù)脂本身韌性不足，需要提高韌性以滿(mǎn)足使用需求，如GPPS、均聚PP等；

b、大幅度提高塑料的韌性，實(shí)現超韌化、低溫環(huán)境長(cháng)期使用的要求，如超韌尼龍；

c、對樹(shù)脂進(jìn)行了填充、阻燃等改性后引起了材料的性能下降，此時(shí)必須進(jìn)行有效的增韌。

通用塑料一般都是通過(guò)自由基加成聚合而得，分子主鏈及側鏈不含極性基團，增韌時(shí)添加橡膠粒子及彈性體粒子即可獲得較好的增韌效果；而工程塑料一般是由縮合聚合而得，分子鏈的側鏈或端基含有極性基團，增韌時(shí)可通過(guò)加入官能團化的橡膠或彈性體粒子較高的韌性。回復“助劑”，可查看更多相關(guān)文章

常用樹(shù)脂的增韌劑種類(lèi)

樹(shù)脂 ?

常用增韌劑

目前增韌改性常用增韌劑

（增韌效果好）

聚烯烴

NR、EPR、EPDM、SBS、SEBS、EVA ? ?

POE、EPDM

PVC ? ?

NBR、MBS、CPE、TPU、ABS、ACR ? ?

CPE、ACR

ABS ? ?

CPE、ACR、高膠粉 ? ?

高膠粉

PC ? ?

MBS、含硅丙烯酸酯橡膠 ?

MBS

PBT/PET ?

E-GMA、EPDM-GMA、POE-GMA、核-殼型共聚物、離聚體 ? ?

POE-GMA、E-MA-GMA

PA ?

NBR、EPDM、SBS、SEBS與POE及其對應接枝共聚物