如何提高塑料的刚性、韧性、抗冲击性

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楼主 2018-06-19 01:44:17
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刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小;“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。“刚度”越大,越不容易发生变形;“柔度”越大,越容易发生变形。韧性好的材料比较柔软,拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大,而硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量较小。由此我们可以看出:刚度和韧性之间是呈对立的状态,那么如何才能让这样看起来相互对立的性能可以相互依存呢。对塑料制品来说,通过改性来达到“刚度”于“柔度”依存无疑是最好的方法。例如用玻纤增强塑料后,它的刚性变大的同时,可能出现拉伸强度和冲击强度都增加。


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如何提高塑料韧性


通过对塑料制品的测试发现,提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果。增韧的途径很多,比如增大基体树脂的分子量,使分子量分布变得窄小,或者控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等方法提来高韧性。


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如何区分塑料常用的增韧剂?


橡胶弹性体增韧

EPR(二元乙丙)、EPDM(三元乙丙)、顺丁橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异丁烯橡胶(IBR)、丁腈橡胶(NBR)等;适用于所有塑料树脂的增韧改性;

热塑性弹性体增韧

SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等;多用于聚烯烃或非极性树脂增韧,用于聚酯类、聚酰胺类等含有极性官能团的聚合物增韧时需加入相容剂;

核-壳共聚物及反应型三元共聚物增韧

ACR(丙烯酸酯类)、MBS(丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PTW(乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)、E-MA-GMA(乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)等;多用于工程塑料以及耐高温高分子合金增韧;

高韧性塑料共混增韧

PP/PA、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等;高分子合金技术是制备高韧性工程塑料的重要途径;

其它方式增韧

纳米粒子增韧(如纳米CaCO3)、沙林树脂(杜邦金属离聚物)增韧等。

树脂

常用增韧剂

聚烯烃

POE、EPDM、EVA、SBS、SEBS、EPR、NR

PVC

TPU、CPE、ACR、NBR、MBS、NBR

ABS

CPE、ACR、高胶粉

PC

MBS、含硅丙烯酸酯橡胶

PBT/PET

POE-GMA、E-MA-GMA、EPDM-GMA、核-壳型共聚物、离聚体

PA

NBR、EPDM、SBS、SEBS与POE及其对应接枝共聚物、核-壳型共聚物、UHMWPE、TPAE

PPO

HIPS、SEBS-MA、POE-MA

PPS

SEBS-MA、E-MA-GMA、HDPE-MA、TLCP、PTFE、离聚体

从原理上讲,增韧的本质可以说是增容。如果把增韧剂看作一类聚合物,就可以把这种增容原理延伸到所有的高分子共混物中。工业上制备有用的聚合物共混物时,反应性增容是我们必须要运用的技术,增韧剂也因此有了不一样的意义,也正是如此,才有了“增韧相容剂”,“界面乳化剂”的形象称谓! 


3
如何提高抗冲击性能


作为工程塑料,我们希望它同时具有良好的韧性和刚性。在改善材料的韧性时,还应设法提高刚性。

一般情况下加入无机填料即可增加刚性。但最有效的方法是将弹性体的增韧和填料的增强结合起来。

抗冲击性能差是工业上某些重要塑料的性能缺陷。如PVC、PS、PP等,尤其在低温时因抗冲击性能太低而使其应用受到限制。然而在热塑性塑料中,通过添加“冲击改性剂”就能大大提高它们的抗冲击性能。

冲击改性剂的品种:

常用的有ACR-丙烯酸酯类树脂、MBS-甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、CPE-氯化聚乙烯、ABS、EVA、EPT-三元乙丙胶等。从塑料制品的改性效果来看,ACR是综合性能最好的一类;

MBS是透明制品重要的冲击改性剂,在全球冲击改性剂市场中占有重要地位。

冲击改性剂虽然可以提高冲击强度,但对其他机械强度有不利的影响。

如MBS加入PVC中使拉伸强度和弯曲强度下降。ACR的加入,也会使HPVC-高分子量PVC的拉伸强度、硬度和维卡耐热性有所下降。CPE的加入,也使共混物的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化点下降。所以使用冲击改性剂时,必须兼顾其他性能,予以综合考虑。以确定合适的用量。

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