增韧改性与增强改性都有哪些区别?
一、增韧改性
韧性表示的是材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,材料的韧性,可以使用材料形变至断裂点时所吸收的应变能来表征。通常可以使用冲击强度来衡量材料的韧性,冲击强度是度量材料在高速冲击下韧性大小和抗断裂能力的数值。
1、弹性体增韧机理
增韧改性加入弹性体传统方式是加入橡胶颗粒,目前发展到加入各种新型弹性体。弹性体颗粒的主要作用就是引发塑料基体产生大量银纹和剪切带,和控制银纹的扩展。在弹性粒子和塑料的界面具有非常好的粘结作用的情形下,塑料基体产生大量银纹和剪切带,直接吸收冲击能,而且剪切带还能够终止银纹,阻止发展成了裂纹。相对脆性基体而言,弹性颗粒主要是在塑料基体中诱发银纹,对有一定韧性的基体,橡胶(弹性)颗粒主要是诱发剪切带。为此,有三种理论提出来:微裂纹理论、多重银纹理论和剪切屈服理论。在现实弹性体增韧塑料试样拉伸过程中,因为剪切变形导致高分子的取向接近拉伸方向,进而更有利于银纹产生,因此可以认为,正是因为剪切带与银纹的各种相互作用,使得材料具有更强的增韧效果。
经常使用弹性体增韧材料有:高抗冲击树脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂(MPR)等;高抗冲击橡胶,如乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈胶(NBR)、丁苯胶、天然胶、顺丁胶、氯丁胶、聚异丁烯及丁二烯胶等。
二、增强改性
在聚合基体里加入第二种物质,可形成“复合材料”,借助复合来显著提升材料力学强度的效果称之为“增强”效果。能够提升聚合物基体力学强度的物质称之为增强剂或活性填料。常常被熟知的塑料增强是添加补强填料和纤维,另外还有液晶增强和纳米材料增强等。
1、填料增强改性
粉状填料粒子的活性表面较强烈的吸附聚合物的分子链,产生链间的物理交联。吸附了分子链的这种粒子能够起到均匀分布负荷的效果,减少了材料发生断裂的可能性,进而达到了增强作用。粒子和分子链在界面上的亲和性越好,则结合力越大,增强作用就越明显。常用的粉状填料有木粉、炭黑、轻质二氧化硅、碳酸镁、氧化锌等,它们与一些橡胶或塑料复合,能够明显改善其性能。
2、纤维增强
纤维增强作用于塑料和橡胶中略有不同,纤维填料在橡胶制品中,主要用作骨架,可以帮助承担负荷。一般采用纤维的网状织物。纤维填充塑料增强的原因在于依靠其复合作用,是利用纤维的高强度以承受应力,借助基体树脂的塑性流动及其与纤维的粘结性以传递应力。纤维填充材料以及各种天然纤维(如棉、麻、丝、毛及其织物)、玻璃纤维、特种纤维填料(如碳纤维、石墨纤维、硼纤维、超细金属纤维和单晶纤维(晶须))。
3、液晶增强作用
液晶增强作用是因为:与热塑性塑料共混制备高性能复合材料的液晶聚合物一般是热致型主链液晶,在共混物里可产生微纤而起到增强作用。
从以上增强和增韧方法来讲,各种办法在增韧的同时还有增强作用,比如填料的添加、液晶改性等。聚合物改性的目的在于获得综合性能更优质的材料,但是在改性的实际应用时根据性能需要选择最佳的方法。