增韌劑是用於改善塑料的衝擊性能,提高塑料韌性的一種助劑。增韌的主要方法有共混(hún)彈性體增韌、添加(jiā)剛性粒子增韌、形態控製增韌、交聯增韌和低發泡增韌,最有(yǒu)效的(de)方式為共混彈性體增(zēng)韌。
1、彈性體增韌材料
幾(jǐ)乎所(suǒ)有柔性材料都可以(yǐ)作為脆性材料的(de)增韌劑,關鍵是多相組分之間的相容性,隻有具有(yǒu)良好相容性的增韌體係才能達到要求的增韌目(mù)的,否則適得其反。
常用的彈(dàn)性體增韌劑按玻璃化溫度高低分類:
(1)、高抗衝擊(jī)樹脂。如氯化聚乙(yǐ)烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙(yǐ)烯共聚物(MBS)、丙烯酸酯類共聚物(ACR)、苯乙烯(xī)-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
(2)、高抗衝擊(jī)橡膠。如乙丙橡(xiàng)膠(jiāo)(EPR)、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
按彈性體內(nèi)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(xìng)體,殼為具有高(gāo)玻璃化溫度的聚合(hé)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(jī)理進行改性,如CPE、EVA等。
(3)、過(guò)渡(dù)性彈性體類。結構介於預定型和非預定型彈性體之間,如ABS等。
2、剛(gāng)性增韌材料
(1)、無機(jī)剛性增韌(rèn)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,此類填料的(de)改性效果隨填料添加量的增大,共(gòng)混體係的拉(lā)升(shēng)強度(dù)和(hé)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(zhēn)狀/球狀填料(liào)、堿土金屬鹽及(jí)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(gè)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(yǒu)針對性的方法。
針狀填料如針狀矽(guī)灰(huī)石,它具有一(yī)定的增韌效果。一(yī)般在50-80℃條件下,用矽烷偶聯劑或者複合偶聯(lián)劑處理10-15min,添加量推薦10-15%。沒有經過處理的矽灰石不具備(bèi)增韌效果。
球狀填料有玻璃微球、玻璃中空微球、矽灰石珠(zhū)、塑料珠、陶瓷珠等(děng)。
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(yǒu)不(bú)同程度的提高,在添(tiān)加量在60%左右時,衝擊強度達到峰值。
稀土礦物主要(yào)為稀土氧化物、烷基稀土化合物及稀土鹽等,如氧化銣、氟化鈰。稀土礦物的增韌(rèn)機理一般與其成核作用有關,即稀土作為成核劑而改善(shàn)增韌體係的結晶結構而達到增韌目的。主要用於結晶(jīng)聚合物(wù)的(de)增韌,如PP、PA、POM等(děng)。
(2)、有(yǒu)機剛性增韌材料(ROF)。如PMMA、PP、PS、MMA/S及(jí)SAN等。具有增韌和增強的雙重功能(néng),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
項目 |
彈性體 |
ROF |
RIF |
增韌對象 |
脆(cuì)-韌基(jī)體 |
韌性好基體 |
一定韌性基體 |
粒子間距、 半徑影響 |
小(xiǎo)粒子(zǐ)易引發剪切帶,大粒子有利控製銀紋 |
粒(lì)子間距的影響較重(chóng)要 |
小粒子易引發剪(jiǎn)切帶,大粒子有利控製銀紋 |
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(jiào)窄(zhǎi)) |
改善效果 |
韌性增加,模(mó)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 |
綜合力學性能、加工性能上升 |
增韌效果 |
韌性提高幅度較大 |
韌性(xìng)提高幅度較大 |
韌性(xìng)提高幅(fú)度較大 |