非弹性体增韧剂的研究
关于聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯)共混改性的现代研究
关于聚烯烃（聚丙烯、聚乙烯）共混改性的现代研究摘要随着当今社会的快速发展和科学技术的不断进步，高分子材料在工农业中应用的比重也在不断增加，并得到了广泛的应用。
由于塑料是高分子材料发展的重要内容之一，PP在使用过程中，不仅应该具有较高的强度，也应该有良好的韧性。
因此对通用大品种树脂聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）开展改性研究一直是高分子材料科学研究领域的重要课题。
关键词聚烯烃；聚丙烯；聚乙烯；共混改性前言众所周知，PP和PE是重要的通用大品种树脂，聚丙烯（PP）具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点，但脆性和低温抗冲击性能差。
聚乙烯（PE）具有优良的电绝缘性、耐化学性、耐低温性和良好的加工流动性等特点，但耐热性差、耐大气老化性能差以及易应力开裂等缺点也相当突出。
因此聚丙烯和聚乙烯的改性研究已经成为目前高分子材料科学研究的重点，本文主要对聚丙烯（PP）与聚乙烯（PE）的共混改性进行研究与探讨。
1 聚烯烃概述1.1 聚丙烯聚丙烯（即）是非常重要的廉价通用高分子材料，它具有比重小、耐应力开裂性和耐磨性能突出、较好的耐热性和化学稳定性等优点，广泛用于薄膜、管材、板材、注射产品及中空制品中。
聚丙烯相对低的价格和适宜的特性提高了它的市场效能，不仅用做其他材料的替代物，而且也不断地开发出一些新的应用[1]。
1.2 聚乙烯聚乙烯工艺化已有60多年的歷史，聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。
其应用已深入到国民经济的各个部门和人们的日常生活中。
历经半个多世纪的开发，现在已能生产各种类型和品级的聚乙烯树脂，可以做成不同形式、不同用途的系列制品。
在满足最终用途的前提下，与其他聚合物和非聚合物材料相比，聚乙烯树脂以其价廉质优而具有强劲的市场竞争力，已发展成生产量大、用途宽广的最重要的一类通用树脂。
2 聚烯烃（聚丙烯，聚乙烯）共混改性方法2.1 塑料增韧PP采用塑料类作为PP增韧改性的改性剂，不仅可以达到增韧的目的，而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善，且价格低廉。
PVC抗冲改性剂的性能及应用
8.94
8.82
8.21
9.00
2.1橡胶弹性体的增韧机理
迄今报道的弹性体抗冲改性剂的增韧机理大致包括微裂纹理论、多重裂纹理论，屈服膨胀理论，次级转变理论、银纹支化理论、韧化机理和银纹-剪切带理论等。尽管这些理论各有不完善之处，但由Bucknall等人提出的银纹-剪切带理论则能较为合理地解释弹性体抗冲改性剂增韧塑料配合物的各种现象。
综上，根据银纹一剪切带理论，弹性体改性剂粒子降低了总的银纹引发应力，并利用微粒变形和剪切带阻止银纹的增长，从而起到抗冲增韧的作用。
弹性体改性剂又可分为预定弹性体(PDE)型、非预定弹性体（NPDE）型和过渡型三类：
核一壳结构的ACR类即属预定弹性体（PDE）型，其核为软状弹性体，赋予制品抗冲性能：包围核的壳具有高玻璃化温度，主要功能是使改性剂微粒之间相互隔离、防止结团聚集，形成可自由流动的细粉颗粒，改善操作性，促进改性剂在聚合物基体中的分散以及增强改性剂与树脂基体之间的相互作用，使改性剂能够偶联到基体树脂上。
过渡型抗冲改性剂是指介于预定弹性体（PDE）型和非预定弹性体（NPDE）型抗冲改性剂之间的抗冲改性剂。过渡型抗冲改性剂结构中含有一定限度的交联弹性体，并且其在PVC熔体中能保持大部分形状，但对加工条件仍有显著的敏感性，ABS三元共聚物被认为是此类改性剂的代表。
非弹性体增韧聚丙烯的研究进展
1 有机刚性粒子增韧
有机刚性粒子的增韧理论是1984年Kuranchi和Ohta首次提出的[6]。他们在研究 PC/ABS和PC/AS共混体系的力学性能,特别是在研究共混物的能量吸收时发现的。 尽管AS、ABS本体的力学性能差别很大,AS硬而脆,ABS软而韧,但两者皆能增韧 PC。共混物的拉伸应力2应变曲线都呈高韧性行为。电镜形态表明,ABS和AS皆 以微粒分散于PC基体中,粒径分别为2μm和1μm,拉伸后分散相的球状结构发生了 伸长变形。这说明脆性的AS在共混物中也是很有韧性的。他们认为对于含有分 散粒子的复合物,在拉伸过程中,由于分散粒子的刚性球端和基体之间的杨氏模量 和泊松比存在差别,从而在分散相的赤道面上产生一种较高的静压强。当静压强 到一定数值时,刚性颗粒易屈服而产生冷拉,发生大的塑性转变,从而吸收大量的冲 击能量,使材料的韧性得以提高。对非弹性体共混物体系而言,在拉伸时粒子将发 生塑性形变而使材料增韧。临界静压力σe可用来判断分散相粒子是否屈服
非弹性体增韧聚丙烯的研究进展
聚丙烯(PP)自1957年工业化以来发展极其迅速,是一种应 用很广泛的通用塑料。聚丙烯主要采用溶液聚合法,依靠 齐格勒2纳塔催化剂按阴离子配位聚合而得。聚丙烯的耐 热性好,其熔点达164℃,可在100～120℃下长期使用。此 外,聚丙烯还具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性和较小的介 电率,而且有很突出的刚性和耐折叠性。聚丙烯大部分用 于注射成型,除生活用品外还制造工业用制件如建筑、机 械部件、电工器件等;也可用挤出和吹塑等成型法生产薄 膜、板材、管材、单丝等。聚丙烯还用在纤维、涂料领 域
为什么用非弹性体增韧？
尽管聚丙烯有很多优点,但是用作结构材料仍有许多不 足之处:韧性差、耐磨性不足、低温时脆性更大等。这 些缺点使进一步拓展其应用领域受到很大的限制。因 此,有必要研究如何提高聚丙烯的韧性、冲击强度,生产 出高性能的聚丙烯。聚丙烯改性方法很多,塑料增韧大 多以橡胶弹性体材料作为增韧剂，但是弹性体作为增 韧剂增韧存在着一些难以克服的毛病，提高材料韧性 的时候确实材料的刚度和强度下降，因此引进了非弹 性体代替橡胶增韧的新方法。
非弹性体增韧——聚合物增韧的新途径
非弹性体增韧——聚合物增韧的新途径
李东明;漆宗能
【期刊名称】《高分子通报》
【年(卷),期】1989()3
【摘要】本文是一篇关于非弹性增韧方法的综述。
文章首先简要回顾了传统的橡胶增韧韧性聚合物材料的机理,然后着重介绍了最近在国外出现的刚性有机填料(ROF)增韧的基本概念、分析方法和增韧的冷拉机理,列举了脆性塑料粒子和韧性基体组成的合金体系的大量实验结果来说明以上内容,最后通过与传统橡胶增韧机理的对比指出非弹性体增韧是不同于后者的一种新增韧方法,并有可能成为制备高强度、高韧性工程塑料的一种新途径。
【总页数】7页(P32-38)
【关键词】聚合物;增韧机理;刚性有机填料
【作者】李东明;漆宗能
【作者单位】中国科学院化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ311
【相关文献】
1.非弹性体增韧聚丙烯的研究进展 [J], 沈燕;张诚;胡黎东;吕玲
2.弹性体与刚性粒子增韧聚合物的研究进展 [J], 任杰;郑震
3.聚合物/热塑性弹性体/纳米无机粒子三元复合材料的增韧增强研究进展 [J], 杨
帆;贾悦欣;张然;陈兴刚;桑晓明
4.非弹性体增韧高分子材料的研究进展 [J], 邓琴;付东升;张康助
5.非弹性体增韧高分子材料的研究进展 [J], 邓琴;付东升;张康助
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FPE,CaCO3非弹性体增韧PVC／CPE体系的研究
FPE,CaCO3非弹性体增韧PVC／CPE体系的研究钱翼清【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】1998(026)001【摘要】介绍以ＰＥ固相接枝马来酸二丁酯（简称ＦＰＥ）非弹性体增韧ＰＶＣ／ＣＰＥ体系。
在ＰＶＣ／ＣＰＥ＝１００／５．５及１００／１０（质量比）体系中，加入５．５质量份ＦＰＥ后，其缺口冲击强度由１３．５ｋＪ／ｍ２、３１．５ｋＪ／ｍ２提高到１８．１ｋＪ／ｍ２、４０．８ｋＪ／ｍ２；拉伸强度由４９．４ＭＰａ、４１．７ＭＰａ提高到５２．９ＭＰａ、４２．７ＭＰａ，表明ＦＰＥ对ＰＶＣ／ＣＰＥ体系具有增韧增强双重作用。
在ＰＶＣ／ＣＰＥ／ＦＰＥ三元体系中，加入适量的ＣａＣＯ３＊也有增韧作用，添加５质量份时，体系的缺口冲击强度由１８．１ｋＪ／ｍ２提高到２４．１ｋＪ／ｍ２。
通过流变性能的测试表明，ＦＰＥ的加入能改善体系的流动性能。
此外，还用ＳＥＭ研究了体系的增韧机理，认为在ＰＶＣ／ＣＰＥ／ＦＰＥ体系中，ＣＰＥ属弹性体增韧类型，ＦＰＥ属非弹性体增韧类型，两种机理同时存在。
【总页数】4页(P93-96)【作者】钱翼清【作者单位】南京化工大学高分子系【正文语种】中文【中图分类】O631.21【相关文献】1.CPE对PVC/CaCO3复合材料增韧研究 [J], 李萌;杨建军;吴庆云;张建安;吴明元2.纳米CaCO3增韧PVC/CPE复合材料的性能研究 [J], 严海彪;陈艳林;潘国元;胡圣飞3.超细活性CaCO3填充PVC／CPE／PE共混体系研究 [J], 吴唯4.HPVC改性体系增韧机理形态学研究：PVC／CPE二元体系的研究 [J], 周丽玲;吴其晔5.纳米级CaCO_3粒子与弹性体CPE微粒同时增韧PVC的研究 [J], 曾晓飞;陈建峰;王国全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚合物共混改性_思考题答案
❖1.试述聚合物共混的概念。
答：聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混，最终形成一种宏观上均匀，而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程，这种混合过程称为聚合物的共混改性，所得到的新的共混产物称为聚合物共混物，简称共混物。
❖2.共混物的形态学要素有哪些？答：1. 分散相和连续相；2. 分散相的分散状况；3. 两相体系的形貌；4. 相界面。
❖3.简述分散相颗粒分散过程的两种主要机理。
❖答：液滴分裂机理：分散相的大粒子，分裂成两个较小的粒子，然后，较小的粒子在进一步分裂，这一过程不断重复，直至平衡。
❖细流线破裂机理：分散相的大粒子，在拉伸应力下变形为细流线，细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。
❖4.依据“液滴模型”，讨论影响分散相变形的因素。
答：Weber数粒径；连续相黏度；界面张力；熔体弹性；流动场；两相粘度比。
❖5.依据“双小球模型”，讨论影响分散相破碎的因素。
❖答：K值的影响；r*值的影响；初始位置（分散相粒径）的影响❖6.采用哪些方法，可以对聚合物熔体黏度进行调控。
❖答：调节剪切应力；通过助剂调节；调节共混组分的相对分子量。
❖1.影响共混物性能的因素有哪些？❖答：一、各组分的性能与配比的影响；二、共混物形态的影响；三、制样方法和条件的影响；四、测试方法与条件的影响❖2.试述聚合物大形变时的形变机理及两种过程。
❖答：玻璃态聚合物大形变时的形变机理包含两种可能的过程❖剪切形变过程：剪切过程包括弥散型的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是使物体形状改变，分子间的内聚能和物体的密度基本上不受影响。
❖银纹化过程：银纹化过程则使物体的密度大大下降。
这两种机理各自所占的比重与聚合物结构及实验条件有关。
❖3.形成局部应变的两种原因是什么？❖答：1）是纯几何的原因（试样截面积的波动）。
这种纯几何的原因仅在一定的负荷条件下才会产生局部应变❖2）应变软化（材料对应变的阻力随应变的增加而减小）。
PP材料增强增韧改性研究进展
PP材料增强增韧改性研究进展PP材料是一种具有广泛应用前景的塑料材料，具有物理化学性质稳定、机械性能优良、加工性好等优点。
然而，PP材料的缺点是比较容易破裂、硬度低，抗冲击性较差，不适用于承受大力的场合。
为了从根本上解决这些问题，研究人员开展了PP材料增强增韧改性方面的研究，在增强改性方面取得了较大进展。
本文将从PP材料的增强增韧改性入手，对研究进展进行浅谈。
一、PP材料增韧方法1、增加韧性剂增加韧性剂是增加PP材料韧性的一种常见方法。
其中，硅橡胶、聚烯烃弹性体、碳纤维和玻璃纤维等都是常见的韧性剂。
硅橡胶和聚烯烃弹性体具有良好的弹性和韧性，能够有效提高PP材料的抗冲击性；碳纤维和玻璃纤维具有高强度和高模量特点，能够增加PP材料的强度和硬度。
2、添加增强剂添加增强剂是增加PP材料强度的一种方法。
其中，玻璃纤维、碳纤维等都是常见的增强剂。
这些增强剂的加入能够有效提高PP材料的抗拉强度、抗压强度等力学性能。
3、融合增韧融合增韧是将增韧和增强两种材料融合在一起，使得两种材料共同发挥作用的一种方法。
例如，将玻璃纤维和聚烯烃弹性体融合在一起形成复合材料，可以同时增加PP材料的强度和韧性。
二、PP材料增强改性技术1、制备纳米复合材料纳米复合材料是由纳米材料和基体材料组成的复合材料。
将纳米材料与PP材料复合，可以有效提高PP材料的机械性能、电学性能等。
例如，将纳米SiO2与PP材料复合可以提高PP材料的硬度和强度。
2、离子掺杂离子掺杂是将离子直接掺入PP材料中，从而使其具有特殊的化学和物理性质的一种方法。
通过离子掺杂，可以改变PP材料的分子结构和表面性质，提高其化学稳定性、抗热性等性能。
3、化学改性化学改性是通过化学反应改变PP材料的结构，从而提高其性能的一种方法。
例如，将PP材料与氧气进行氧化反应，可以提高其耐热性和抗氧化性能，使其能够适用于高温环境下使用。
三、未来研究方向虽然目前在PP材料增强增韧改性方面已经取得了较大进展，但仍存在一些问题需要进一步研究。
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究一、本文概述Overview of this article环氧树脂胶粘剂是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的重要材料，因其优异的机械性能、良好的化学稳定性和较强的粘附力而备受关注。
然而，随着科技的发展和应用领域的不断拓展，传统的环氧树脂胶粘剂在某些特定场合下已无法满足使用需求，尤其是在需要更高柔韧性和抗冲击性的场合。
因此，对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性研究具有重要的现实意义和应用价值。
Epoxy resin adhesive is an important material widely used in industrial production and daily life, which has attracted attention due to its excellent mechanical properties, good chemical stability, and strong adhesion. However, with the development of technology and the continuous expansion of application fields, traditional epoxy resin adhesives can no longer meet the usage needs in certain specific situations, especially in situations where higher flexibility and impact resistance are required. Therefore, studying the tougheningmodification of epoxy resin adhesives has important practical significance and application value.本文旨在探讨环氧树脂胶粘剂的增韧改性方法，以提高其柔韧性和抗冲击性。
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环氧树脂增韧研究进展*
余剑英孙涛官建国
（武汉理工大学）
摘要：介绍了以橡胶弹性体，非弹性体，热塑性树脂，热致液
晶聚合物，原位聚合刚性高分子及大分子固化剂等方法增韧环氧
树脂的研究进展和增韧机理
Abstract; Introduced to the rubber elastomer, non-elastomer, thermoplastic resin, thermotropic liquid crystalline polymers, rigid polymers and macromolecules in situ polymerization method of toughened epoxy resin curing agent of progress and toughening mechanism
关键词：环氧树脂；增韧；机理
环氧树脂以其优良的电绝缘性，化学稳定性，粘接性，在机械，电子，航天航空，涂料，粘接等领域得到了广泛的应用，但环氧树脂固化后性脆，耐冲击性能差而且容易开裂的缺点在很大程度上制约了其在那些需要高抗冲击及抗断裂等场合下的应用【1】从60年代初期人们就用加入增塑剂，增柔剂等方法对其进行改性，但是效果不是很理想，后发展到用液体端羧基丁腈橡胶改性时才取得了初步的成果，随后研究的领域又扩展到其它的橡胶和弹性体上【2】。
80年代后，人们开始把目光投向了一些热塑性材料，如聚醚砜，聚砜等，使改性的领域大大拓宽，进入九十年代以后，出现了新型的高分子材料——热致性液晶聚合物和大分子的固化剂来增韧环氧树脂。
综述了环氧树脂增韧改性的主要研究进展。
1 环氧树脂的增韧改性方法
1.1 橡胶类弹性体增韧环氧树脂
对环氧树脂增韧,最初的方法是在环氧树脂中加入一些增柔剂,但由于这会大大降低环氧树脂的其它性能,如耐热性,硬度等,故后来人们采用橡胶类弹性体尤其是反应性液态聚合物如液体端羧基丁腈橡胶(CTBA), 端羟基丁腈橡胶(HTBN) 聚硫橡胶等对环氧树脂增韧,才使环氧树脂在其它的性能降低不是太大的情况下韧性得到大大的提高。
橡胶类弹性体对环氧树脂的增韧一般认为是由于橡胶与环氧树脂的poisson比不同,导致材料受到冲击时应力场不均匀,应力集中使橡胶粒子具有诱发银纹和产生剪切带的能力,由于银纹和剪切带能吸收大量的能量,而使环氧树脂的韧性有较显著的提高【2】但这只适用于低密度交联的环氧树脂体系P 因为在高密
度的环氧树脂交联体系中并未观察到银纹结构，因此kinLoch等【3】又建立了
孔洞剪切屈服理论，该理论的要点是裂纹前端的三向应力场与颗粒相固化残余应力的叠加作用使得颗粒内部或颗粒，基体界面破裂而产生微孔洞，这些微孔洞一方面可以缓解裂纹尖端累积的三向应力，另一方面又由于颗粒赤道上的应力集中而诱发相邻颗粒间基体的局部剪切屈服，从而达到增韧的目的，此外，这种屈服过程还会导致裂纹尖端的钝化，从而进一步达到减少应力集中和阻止断裂，该理论在实验中得到了验证，如在DGEBA环氧树脂中引入17 %(体积比) 的孔穴,发现体系的断裂韧性有显著的提高,而且其断裂面的形貌与橡胶增韧环氧树脂极为相似Q B R H 采用橡胶弹性体对环氧树脂进行增韧,弹性体的选择一般有以下几个原则(1 )：橡胶应能与环氧树脂形
成两相体系，其中分散相，橡胶，以球形颗粒分散在连续相，（环氧树脂）中（2）分散相的粒径应具有一最佳值，其值大小主要由环氧树脂基体的链结构决定；（3）分散的橡胶粒子之间虽然存在一定程度的协同效应,，但粒径分布越窄则越利于环氧树脂发生脆韧转变，（4）两相间应具有良好的界面粘接强度【5】.。
此外决定增韧效果的另一个因素是环氧树脂基体的选择，因为研究表明连续相的延展性越大) 橡胶增韧的效果就越显著，因此增韧另一潜力在于提高环氧树脂基体的屈服形变的能力【6】
1.2 非弹性体增韧环氧树脂
由于橡胶增韧也存在一些难以克服的缺点) 即在材料的韧性得到改善的同时) 材料的刚度. 强度和使用温度却有一定程度的降低80年代，国外出现了以非弹性体代替橡胶增韧塑料的新思想【7】这也为环氧树脂的增韧寻找到了一条新的途径，非弹性体包括一些刚性有机粒子和一些刚性无机粒子，虽然刚性粒子容易形成缺陷，但是如果粒子与基体树脂结合紧密，在承受拉应力下，粒子可产生应力集中效应，引发周围的基体树脂产生微裂纹，吸收一定变形功，且粒子能阻止裂纹扩展，或钝化及终止裂纹不至于发展成破坏性裂缝，但是要想用刚性粒子增韧，环氧树脂基体本身要有一定的韧性，且与刚性粒子间应有良好的界面粘接力【8】。
为此，近年来人们通过对无机粒子的表面处理或在体系中加入反应性组分使无机填料被橡胶相所包覆，而橡胶的大分子链又与环氧树脂的大分子链相互缠结，形成‘核--壳’型粒子，这种‘核--壳’型粒子综合了刚性粒子与弹性粒子的优点，使聚合物的韧性和模量同时得到了改善{9,10}。
近年来，随着纳米技术的发展，人们又试图用更小的粒子纳米粒子来增韧增强环氧树脂，由于纳米粒子具有量子效应. 表面效应. 小尺寸效应及宏观量子隧道效应，与常规的大颗粒材料相比，它能与环氧树脂的极性基团形成更加理想的界面（能形成远大于范德华力的作用力）并能起到引发微裂纹，吸收能量的作用，故具有独特的增韧效果，而且可提高环氧树脂的强度和刚度【11】
1 ,2热塑性树脂增韧环氧树脂
随着高分子相容性理论的发展和增容技术的进步,环氧树脂与热塑性树脂的合金化增韧也取得了长足的进步,从而有效的克服了弹性体增韧环氧树脂体系的不足等[12] 研究认为;环氧热塑性树脂体系的相结构发展通常遵循旋节相分离的机理,相区连续性和相区尺寸均随时间变化, 固化反应初期,均相混合物发生相分离, 产生双连续结构,随着相分离的进行,形成周期间距相似的结构,同时由于界面能的增加, 相连续性被破坏,形成球粒结构,并由于体系流动性降低,粒子在原处粗化, 最终形成彼此相连的球粒结构,由此可见, 如果能将相分离过程在不同的发展阶段固定住,就可以得到不同的相结构,为此,人们通过研究弹性体增韧环氧树脂体系的相分离结构,发现通过选择固化温度和分子量不同的环氧树脂可得到不同的
相结构,杨卉等[13] 研究表明,环氧树脂与聚砜共混时,在较低的温度下对环氧树脂预固化,然后升温后固化,通过控制预固化时间,可以达到调控相结构的目的,如长的预固化时间对应小的微区尺寸! 选用不同分子量的环氧树脂预聚物与聚砜共混,由相图中可看出,随着预聚物分子量的增大, 环氧富极相微区尺寸减小,从动力学上可以对这种结果进行解释,因为高分子共混物的相分离过.程是同种分子聚集成各自的分子链运动过程,体系粘度越大,链段运动需要克服的势能越大,分子链越难运动,相分离就不易进行,增大环氧的分子量,即增大体系粘度,在同样的条件下固化,相分离速度降低,因而环氧相区尺寸减小.
2结束语
随着电气,电子材料及复合材料的飞速发展! 对环氧树脂的性能要求越来越高! 因此! 环氧树脂增韧改性研究仍在不断深化.同时! 环氧树脂正由通用性产品向着高性能化,高附加值产品方向转化! 这种发展趋势使得对环氧树脂的增韧机理的研究也日益深入! 因为增韧机理的研究可为寻找新的增韧方法提供理论依据.因此! 可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现.
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