PP增韧改性

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PP改性工艺全解析(含配方)

PP改性工艺全解析(含配方)

PP改性工艺全解析(含配方)
本文档旨在解析聚丙烯(PP)改性工艺的全过程,并提供相关配方。

以下是详细内容:
1. 聚丙烯(PP)改性概述
聚丙烯是一种常用的高分子材料,具有良好的物理和化学性能。

为了进一步改善其性能,人们开发了多种改性工艺。

2. 常见的聚丙烯改性方式
以下是常见的聚丙烯改性方式:
2.1 增韧改性
增韧改性是指通过添加韧性剂或填充剂来提高聚丙烯的韧性。

常用的增韧剂包括乙烯丙烯橡胶(EPR)、塑料增韧剂等。

填充剂可
以选择碳酸钙、碳酸镁等。

2.2 抗静电改性
抗静电改性主要是为了改善聚丙烯的导电性能,以防止静电积聚。

常用的抗静电剂包括导电纤维、导电粉末等。

2.3 耐热改性
耐热改性是指通过添加耐热剂来提高聚丙烯的耐高温性能。

耐热剂可以选择氧化镁、氧化铝等。

3. 示例配方
以下是一种常见的聚丙烯改性配方示例:
- 聚丙烯:80%
- 乙烯丙烯橡胶(EPR):15%
- 碳酸钙:5%
4. 结论
通过上述分析,我们了解了聚丙烯改性的概述、常见方式及示例配方。

这可以帮助我们在聚丙烯的改性过程中做出正确的决策。

以上是对PP改性工艺的全解析,内容简洁明了。

PP增韧改性研究

PP增韧改性研究

一 PP增韧改性配方及成本
树 脂:PP(T30S) 增 韧 剂:POE(8200) 填 料:碳酸钙 抗 氧 剂:抗氧剂1010 100 20 12 1.3
பைடு நூலகம்
树脂:
PP(T30S)
成本大约为:12150元/t 厂家:南京春开塑胶制品有限公司
增韧剂: POE(8200) 成本大约为:17100元/t
填料:
碳酸钙 成本大约为:560元 /t 厂家:萍乡市赣碱龙轻质碳酸钙有限公司
抗氧化剂:
抗氧剂1010 成本大约为:44800元/t 厂家:上海惠今化工贸易有限公司
参考配方报价表
品种 PP(T30s)
POE (8200) 碳酸钙 抗氧剂 1010 总计
加入量 100
20
单价 本次估价 12150元/t 9113元
四 . 结束语
POE具有较小的内聚能,较高的剪切敏感性, 加工时与聚丙烯的相容性好,其表观切变粘度对温 度的依赖性与PP接近,对PP增韧效果显著。另外 POE在原料采集方面的优势,使其成为近年来比 EPDM、SBS、BR等更具发展潜力的增韧剂。 近年来,PP的增韧改性,已成为其工程化的重 要手段。PP的原材料优势,使其在塑料的开发与应 用中,始终占有相当重要的地位。可见,未来的PP 改性材料,将会得到更加广泛的应用。
厂家:上海千峰化工有限公司
POE与PP的相容性非常好,增韧效果尤其是 低温增韧效果十分明显,优于EPDM,且弯 曲模量和拉伸强度下降幅度小。POE在PP 中加入量超过15%时,增韧效果迅速提高。 POE中长支链的引入大大提高了其在PP母 体中的分散性,从而具有有利于冲击韧性的 理想形态和黏弹性。与其他弹性体相比,较 少的POE就可以使PP获得高的低温冲击强 度,减少了加入弹性体而引起的刚性和强度 的损失。

改性pp材料

改性pp材料

改性pp材料改性PP材料。

改性PP材料是指通过在聚丙烯(PP)基础材料中添加一定比例的改性剂,以改善PP材料的性能和加工工艺。

改性PP材料具有优异的物理性能、化学稳定性和加工性能,被广泛应用于汽车、家电、电子、建筑等领域。

本文将从改性PP材料的种类、性能及应用领域等方面进行介绍。

一、改性PP材料的种类。

1.增韧改性PP材料。

增韧改性PP材料是通过在PP基础材料中添加增韧剂,如SEBS、EPDM等,以提高PP材料的韧性和抗冲击性能。

这种改性PP材料不仅具有优异的力学性能,还具有良好的耐热性和耐候性,适用于汽车保险杠、家电外壳等领域。

2.增强改性PP材料。

增强改性PP材料是在PP基础材料中添加增强剂,如玻璃纤维、碳纤维等,以提高PP材料的强度和刚性。

这种改性PP材料具有优异的机械性能和热稳定性,适用于汽车零部件、工业零配件等领域。

3.耐热改性PP材料。

耐热改性PP材料是通过在PP基础材料中添加耐热剂,如热稳定剂、阻燃剂等,以提高PP材料的耐高温性能。

这种改性PP材料具有优异的耐热性和阻燃性能,适用于电子电器、建筑材料等领域。

二、改性PP材料的性能。

1.力学性能。

改性PP材料具有优异的力学性能,包括抗拉强度、弯曲强度、冲击强度等,能够满足不同领域的工程要求。

2.热稳定性。

改性PP材料具有良好的热稳定性,能够在高温环境下保持稳定的物理性能,适用于高温工艺加工。

3.耐候性。

改性PP材料具有良好的耐候性,能够在户外环境中长期使用而不发生老化、变色等现象。

4.加工性能。

改性PP材料具有良好的加工性能,能够通过注塑、挤出、吹塑等工艺加工成型,适用于各种复杂形状的制品生产。

三、改性PP材料的应用领域。

1.汽车领域。

改性PP材料在汽车外饰件、内饰件、发动机舱件等领域有着广泛的应用,如汽车保险杠、车灯支架、仪表盘等。

2.家电领域。

改性PP材料在家电外壳、零部件等领域有着广泛的应用,如洗衣机外壳、冰箱把手、空调面板等。

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。

浅谈PP材料增强增韧改性研究进展

浅谈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材料是一种广泛使用的热塑性塑料,具有良好的机械性能、化学稳定性和加工性能。

然而,它也存在一些缺点,如低抗冲击强度、低抗拉伸强度、低耐热性等。

为了克服这些缺点,人们通过增强、增韧和改性来改善PP材料的性能。

增强PP材料的方法主要包括填充增强和纤维增强两种方式。

填充增强是将一些颗粒或纤维填充到PP材料中,以改善其力学性能。

填充材料可以是无机填充剂、有机填充剂或复合填充剂。

其中,无机填充剂如滑石粉、氧化钙、碳酸钙等,可以增加PP材料的硬度、强度和耐热性;有机填充剂如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,可以增加PP材料的强度和刚度。

复合填充剂的组合可以达到更好的性能效果。

纤维增强是将纤维加入PP材料中,其中最常用的是玻璃纤维和碳纤维。

玻璃纤维增强PP材料可以提高其强度、刚度和耐冲击性,而碳纤维增强PP材料可以提高其耐热性和刚度。

同时,纤维增强还可以提高PP材料的耐腐蚀性和耐疲劳性。

增韧PP材料的方法主要包括添加韧性改性剂和增加填充材料粒径两种方式。

添加韧性改性剂可以提高PP材料的韧性和冲击强度,常用的改性剂有SEBS、EPDM、SBS等。

增加填充材料粒径可以增加PP材料的韧性和冲击强度,以及降低PP材料的收缩率。

改性PP材料的方法主要包括添加改性剂和掺杂改性两种方式。

添加改性剂可以改善PP材料的热稳定性、耐候性、抗氧化性等性能。

掺杂改性可以在PP材料中添加其他材料,如PMMA、ABS、PET等,以改善其性能。

近年来,通过多种组合方式的研究,PP材料已经取得了一定的增强、增韧和改性效果。

然而,随着科技的不断进步,对PP材料各项性能的要求也越来越高,研究人员需要不断探索新的增强、增韧和改性方法,以满足市场需求。

pp的增韧改性-成型加工实验设计

pp的增韧改性-成型加工实验设计

实验设计方案一:PP的改性
一.实验目的
1.学习和掌握双螺杆挤出机的操作。

2.了解PP的共混增韧方法
二.实验原理
聚丙烯是由丙烯单体聚合而得到的热塑性加聚物,具有优良的抗冲击性、耐化学药品性、透明性、电绝缘性及加工性等性能,但是其均聚物的低温性能和耐老化性能较差,成型收缩率大,共混改性可以作为提高聚丙烯力学性能和扩大其应用的一条比较实用的途径。

利用橡胶类聚合物进行聚丙烯改性,在韧性提高的同时也可以使刚性降低、脆性增大。

采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)改性填充聚丙烯,其共混物能够有效提高冲击性能、断裂伸长率和熔体流动速率,制品表面光泽也有所提高。

改性聚丙烯采用EVAD的VAc(乙酸乙烯)含量为14%~18%,此时EVA 为极性较低的非晶性材料,加入聚丙烯共混体系后有明显的增韧作用。

随着EVA 用量的增加,其缺口冲击性强度也提高,断裂伸长率显著增大,而弯曲强度、拉伸强度、热变形温度有所下降。

EVA的加入使共混体系中各组分的均匀分散达到较好的分散效果。

采用EVA改性聚丙烯较EPDM、SBS等改性剂的成本低。

华北工学院用EVA-15对聚丙烯增韧,使材料韧性最高值比纯聚丙烯提高12倍,而成本低于聚丙烯与弹性体或橡胶的改性材料。

调节共混物比例及加工工艺条件可制得具有不同性能特点的共混材料。

PP的加入也可以改善PP的韧性,并提高低温落球冲击强度。

PP与高密度聚乙烯共混,可改善PP的拉伸性能和韧性。

三.实验设备和原料
1.主要设备:双螺杆挤出机
2.PP/EVA/LDPE增韧体系配方:。

PP 增韧剂的特性是什么

PP 增韧剂的特性是什么

1、PP 改性:
PP 增韧剂着良好的回弹性和柔韧性,且其硬度很低,耐寒性极佳,所以POE 弹性体广泛的用于PP的增韧,提高PP的常温和低温下的冲击强度,改性增后的PP应用有,汽车保险杠,汽车门板,家电外壳,办公文具,电瓶车和摩托车的塑料配件等。

2、与EVA并用发泡:
PP 增切剂柔韧性和回弹要比EVA 高出很多,很多情况下,POE和EVA 并用发泡会有着令人满意的效果,如发泡后的产品重星更轻,压缩回弹更好,触感良好,泡孔均匀细腻,撕裂强度高等突出优点。

无论是模压发泡还是造粒后的注射发泡,POE都已经大量的被使用在如沙滩鞋,拖鞋,运动鞋的中底,鼠标垫,座垫,保丽龙材料,保温材料,缓冲片材,箱包衬里等发泡产品上。

3、PA等工程塑料增韧,相容剂:
PP 增韧剂非极性虽然使得其与如PA,PET等工程塑料的相容性不好,但POE 通过过氧化物引发,可以顺利且有效与MAH,GMA,AA等单体发生接枝反应,所得到的接枝物广泛的用来增PA等工程塑料,同时也可以当作相容剂用于塑料合金中。

聚丙烯增韧改性的方法及机理

聚丙烯增韧改性的方法及机理

聚丙烯增韧改性的方法及机理PP本身脆性(尤其是低温脆性)较大,用于对韧性要求较高的产品(特别是结构材料)时必须对PP进行增韧改性。

1 无规共聚改性采用生产等规PP的工艺路线和方法,使丙烯和乙烯的混合气体进行共聚,即可制得主链中无规则分布丙烯和乙烯链节的共聚物。

共聚物中乙烯的质量分数一般为1%~7%。

乙烯链节的无规引入降低了PP的结晶度,乙烯含量为20%时结晶变得困难,含量为30%时几乎完全不能结晶。

与等规PP相比,无规共聚PP结晶度和熔点低,较柔软,透明,温度低于0℃时仍具有良好的冲击强度,一20%时才达到应用极限,但其刚性、硬度、耐蠕变性等要比均聚PP低10%~15%。

无规共聚PP主要用于生产透明度和冲击强度好的薄膜、中空吹塑和注塑制品。

其初始热合温度较低,乙烯含量高的共聚物在共挤出薄膜或复合薄膜中作为特殊热合层得到了广泛应用2 嵌段共聚改性乙丙嵌段共聚技术在20世纪60年代即已出现,其后很快得到推广。

美国从1962年开始工业化规模生产(丙烯/乙烯)嵌段共聚物,该共聚物含有65%一85%的等规PP、10%一30%的乙丙共聚物和5%的无规PP 。

(丙烯/乙烯)嵌段共聚物与无规共聚PP一样,也可以在制造等规PP的设备中生产,有连续法和间歇法两种工艺路线。

(丙烯/乙烯)嵌段共聚物具有与等规PP及高密度聚乙烯(HDPE)相似的高结晶度及相应特征,其具体性能取决于乙烯含量、嵌段结构、分子量大小及分布等。

共聚物的嵌段结构有多种形式,如有嵌段的无规共聚物、分段嵌段共聚物、末端嵌段共聚物等。

目前工业生产的主要是末端嵌段共聚物以及PP、聚乙烯、末端嵌段共聚物三者的混合物。

通常(丙烯/乙烯)嵌段共聚物中乙烯质量分数为5%一20%。

(丙烯/乙烯)嵌段共聚物既有较好的刚性,又有好的低温韧性,其增韧效果比无规共聚物要好。

其主要用途为制造大型容器、周转箱、中空吹塑容器、机械零件、电线电缆包覆制品,也可用于生产薄膜等产品3 接枝共聚改性PP接枝共聚物是在PP主链的某些原子上接枝化学结构与主链不同的大分子链段,以赋予聚合物优良的特性。

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塑料增韧配方设计一、塑料的韧性塑料的韧性是指抗御外来冲击力的能力,常用冲击强度之大小来表示。

冲击强度是指试样受到冲击破坏断裂时,单位面积上所消耗的功。

它可用于评价材料的脆性或韧性强度,材料的冲击强度越高,说明其韧性越好;反之说明材料的脆性越大。

可用于测定材料冲击强度的方法很多,已见报道的不下十五种,但比较常用的有如下三种。

(1)悬臂梁冲击强度也称为Izod试验法,适用于韧性较好的材料。

它将冲击样条的一端固定而另一段悬臂,用摆锤冲击式样的方法。

其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比,单位kj/m2。

对于韧性好的材料,因难以冲断往往在试样上开一小口,所以悬臂梁冲击强度常常需要标注有缺口或无缺口。

(2)简支梁冲击强度也称为Charpy法,适用于脆性材料。

它将试样条的两端放在两个支点上,用摆锤冲击式样的方法。

其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比,单位kj/m2。

此法有时也在试样上开口。

(3)落球冲击强度在规定的条件下,用规定形状和质量的落球(锤),在某一高度上自由落下对制品进行冲击,通过改变球的高度和质量,直至塑料制品被破坏为止。

测定此时落球的高度和质量,可计算出制品在此高度下被破坏时所需能量,单位J/m2。

由于塑料制品的冲击强度对温度依赖性很大,所以测试时必须规定温度值。

一般设置两种温度,常温为23,低温为-30.同一种塑料制品,用不同的方法测定其冲击强度,会得到不同的结果,并无可比性,甚至会出现相反的结果。

因此,要对韧性大小进行比较,必须用同一种测试方法。

在我们接触的塑料中,其韧性相差很大,常用塑料的落球冲击强度值见表1-1所以。

在不同应用场合中,对塑料制品的冲击强度要求不同。

如汽车保险杠要求落球冲击强度大于400J/m,如此高的冲击强度要求,对大部分塑料而言都需要增韧改性方可使用。

传统的增韧方法为在树脂中共混弹性体材料,其增韧效果很好,但不足之处为刚性降低,近年来开发出了新的刚性增韧方法,增韧和增强同时进行。

二、塑料弹性体增韧配方设计1、塑料弹性体增韧机理弹性体增韧的机理很多,目前最成熟的为银纹-剪切带理论。

该理论的核心思路为在基体树脂内加入弹性体后,在外来冲击力的作用下,弹性体可引发大量裂纹,树脂则产生剪切屈服,靠银纹-剪切带吸收冲击能量。

对于不同类型的树脂,银纹和剪切屈服对抗冲击的贡献不一样,以脆性树脂为基体的弹性体增韧体系,外来冲击能主要靠银纹来消耗;如PS属于脆性材料,银纹对增韧的贡献大。

要求弹性体的尺寸要与银纹的尺寸一致才有效,加入的弹性体要高浓度、大颗粒。

以韧性树脂为基体的弹性体增韧体系,外来冲击能主要靠剪切屈服来消耗;如PVC属于韧性树脂,剪切屈服对增韧的贡献大。

要求弹性体的粒度要小,分散要均匀。

2、塑料弹性增韧材料可用于塑料增韧的弹性体很多,按不同的方法可分为如下几类。

(1)按弹性体的玻璃化温度高低分类高抗冲树脂,主要有CPE、POE、MBS、ACR、ABS及EV A等;高抗冲橡胶,主要有SBS、EPR、EPDM及NBR 等。

(2)按弹性体的分子内部结构分类①预定弹性体类。

它属于核-壳结构聚合物,其核为软状弹性体,赋予制品以冲击性能;壳为具有高玻璃化温度的聚合物,使弹性体微粒之间隔离,形成可自由流动的颗粒,促进均匀分散。

属于此类的弹性体有ACR、MBS、MABS、MACR等。

②非预定弹性体类。

它属于网状结构,其冲击改性以溶剂化作用(增塑作用)机理进行。

属于此类的弹性体有CPE及EV A等。

③过渡性弹性类。

其结构介于预定弹性体和非预定性弹性体,属于此类的弹性体有ABS等。

3、各类弹性体品种(1)ACR ACR为近年来开发的最优异的增韧剂,其常温和低温冲击性能都很好。

用于PVC中最有效,可使其冲击强度增大几十倍之多,并可改善其加工性能、耐候性、不降低耐热温度。

ACR的品种很多,用于增韧剂的有甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯四种单体的共聚体,代号为ACR401。

ACR401属于典型的核-壳结构增韧剂,其甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯共聚物为壳,为丙烯酸丁酯及苯乙烯交联形成的橡胶弹性体为核。

在PVC中的加入量为6~8份,目前ACR仍以进口料为主。

(2)CPE CPE为PE分子中仲碳原子的氢被氯原子取代的无规聚合物,外观为白色细微粒状无定形状固体。

用于增韧剂的CPE含氯量为30%~45%之间,属于弹性体范围。

CPE除冲击性能好外,其耐候性、耐磨性、耐热性、低温性能及耐药品均佳,来源广泛,成本低,国产料可满足需要。

CPE主要用于、4、塑料弹性体增韧配方设计在选用弹性体品种时,要注意如下几点。

(1)弹性体与树脂的相容性要好①极性相近原则塑料的极性大小为纤维素塑料>PA>PF>EP>PVC>EVA >PS>PP、HDPE、LDPE、LLDPE。

弹性体的极性大小为胶>丁晴胶>氯丁胶>丁苯胶>顺丁胶>天然胶>乙丙胶。

具体选用时,极性要对应和匹配,即高极性树脂选用高极性弹性体,低极性树脂选用低极性弹性体。

②溶解度参数相近原则在具体选用时,树脂与弹性体的溶解度参数差值要小于1.5,才能保证其相容性好。

几种塑料与树脂的溶解度参数见表1-2所示。

表1-2几种塑料与树脂的溶解度参数(2)相容剂的加入对于树脂与弹性体相容性不好的增韧体系,应加入适当的相容剂,以提高两者的相容性。

常用的相容剂为树脂或增韧剂的马来酸酐或丙烯酸类接枝物。

(3)弹性体的协同作用不同品种的弹性体之间的一起加入往往具有协同作用,如在PP增韧配方中,EPDM和ABS复合加入增韧效果好。

(4)需要考虑的其他因素制品需要透明时,选MBS;制品需要阻燃时,选CPE,制品需要耐候时,选CPE、ACR、EVA、不选MBS、ABS;制品要求成本低时,选CPE及EVA,不同弹性体价格高低顺序为MBS>ACR>ABS>NBR>CPE>EVA。

(5)刚性的补偿弹性体作为树脂的增韧材料时,在增韧的同时,使拉伸强度、弯曲强度等刚性指标大幅度下降。

为了弥补刚性的损失,需在配方中加入刚性填料如碳酸钙、滑石粉及云母粉等;还可在弹性体增韧体系中加入AS、PMMA、等刚性有机树脂。

(6)弹性体的加入量弹性体的加入量不是越多越好,一般有一个最佳值。

如在PVC中加入MBS时,加入量15%为最大值。

(7)协同加入加工助剂对于弹性体加入量大的增韧配方,除ACR弹性体外,都能增加熔体的黏度。

为此,大都需要加入润滑剂或加工助剂,以改善其加工性能。

(8)弹性体的粒度弹性体的粒度对增韧效果影响很大。

按弹性体增韧理论,对脆性树脂如PS、PP等弹性体的粒度可相对大些;而对于韧性好一些的树脂如PVC、POM、PET等,弹性体的粒度可相对小些。

另外,弹性体的粒度对制品的表面光泽度影响较大粒度越大制品的光泽度越低。

如在HIPS中,弹性体的粒度大小为2-5微米,制品表面产生消光效应,如果弹性体的粒度小于0.5微米时,制品表面光泽性较好。

三.塑料刚性材料增韧配方设计(一)塑料刚性增韧的机理传统的塑料增韧为在树脂中共混弹性体材料如热塑性弹性体和橡胶等,其增韧效果十分显著。

但此种方法在提高复合材料韧性的同时,却导致复合材料强度、刚性、尺寸稳定性、耐热性及加工性的大幅度下降。

正可谓是一种“顾此失彼”的改性方法。

用刚性材料增韧塑料,是在20世纪末才开发出的一种全新的改性方法。

它在提高复合材料冲击性能的同时,不降低其拉伸强度和刚性,加工流动性和耐热性也有不同程度的提高。

是一种“两全其美”的改性方法,即在大幅度提高复合材料韧性的同时,对复合材料的其他原有优良性能有所提高或下降幅度很小。

刚性增韧材料英文简称RF,可分为有机刚性增韧材料(ROF)和无机刚性增韧材料(RIF)两类。

1、有机刚性增韧材料的增韧机理有机刚性增韧材料有PMMA、PP、PS、SAN(苯乙烯/丙烯晴共聚物)、MMA/St (甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯类共聚物)等,其中以MMA/St效果最好,PMMA次之。

ROF的增韧机理有两种,即适用于相容性较好体系的“冷拉机理”和适用于相容性不好体系的“空穴增韧机理”。

(1)冷拉机理①ROF 以圆形或椭圆形粒子均匀地分散于聚合物连续相中。

②由于连续相的聚合物和分散相ROF的杨氏模量(E)和泊松比(v)的不同(),在两相界面产生一种较强的静压强,在基体与分散相界面黏结良好的前提下,这种高的静压强使分散相ROF易于屈服而产生拉伸,分散相粒子变扁、变长(长径比增大)产生大的塑性变形,发生脆-韧转变,从而吸收大量的冲击能量,提高其韧性。

③ROF拉伸时促进其周围的基体发生屈服,也吸收一定的能量,使复合体系的冲击强度提高。

(2)空穴增韧机理①复合体系的相容性较差时,分散相ROF以规整的球状均匀地分散在连续相中,两项之间有明显的界面,甚至在分散相粒子周围存在着空穴。

②复合体系在受到冲击时,界面易脱粒而形成微小的空穴,这些微小的空穴会吸收能量,也可通过引发银纹而吸收能量,提高材料的冲击强度。

2、无机刚性增韧材料的增韧机理无机刚性增韧材料有针状硅灰石,优化表面处理的碳酸钙、细玻璃微珠、玻璃纤维、沉淀硫酸钡、云母、滑石粉、高岭土、超细填料、稀土、和碱土金属盐等。

一般也认为RIF的增韧机理如下。

(1)复合材料受力变形时,RIF的存在产生应力集中效应,引发其周围的基体屈服(如空穴、银纹、剪切带),这种基体的屈服将吸收大量的变形能量,起到增韧机理。

(2)当银纹遇到RIF时,会产生钉孔-攀越或钉孔-裂纹二次引发效应,是裂纹扩展的阻力增大,消耗变形能量,从而阻碍裂纹的扩展。

(3)良好的界面部分受力脱黏形成空穴,从而使裂纹钝化而不致于发展成破坏裂纹。

ROF和RIF增韧机理的不同点在于:ROF在应力作用下本身发生塑性变形,吸收冲击能,而RIF本身不变形,只起到应力集中的作用,诱发基体屈服,吸收大量变形能量,产生增韧作用。

基于以上RF增韧机理,对RF增韧的影响因素可归纳为以下几点。

①基体的原有韧性。

RF对聚合物的增韧是通过促进基体发生屈服和塑性变形以吸收冲击能来实现。

因此要求基体树脂要具有一定的初始韧性,既具有一定的塑性变形能力,在RF增韧体系中,基体的韧性越大,增韧效果越明显。

以碳酸钙增韧HDPE为例,HDPE的韧性越好,碳酸钙的增韧效果越好;当基体的韧性小于某一值时,RF几乎无增韧作用。

对于基体韧性过小的树脂,如果用RF增韧,必须事先用弹性体材料进行预增韧,达到一定的增韧效果。

如PP/POE/碳酸钙体系、PVC/MBS/PMMA和PVC/CPE/PMMA(100/15/4)体系等,都是典型的预增韧体系。

②界面黏结性。

为使作用于基体上的应力能有效地传递到RF上,使RF产生塑性变形以帮助基体吸收冲击能,基体与RF之间必须有良好的界面黏结性,以满足应力传递。

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