06-第五章几种常用增韧剂及典型-6.ppt

5.8 常用塑料的增韧及几种典型增韧剂 5.8.1 塑料的韧性 在PVC软制品中加入粉末丁腈橡胶，不仅可以提高增塑剂耐久性，而且可以改善其力学性能。研究结果表明，在软质PVC鞋用粒料中加入P83，在P83用量为15质量份以内时，物料的耐磨性、拉伸强度等性能随P83用量增大而呈上升之势。在P83用量增至30份时，耐磨性进一步提高，拉伸强度则略有下降。因此，对于鞋用粒料等用途，PVC/NBR共混体系以PVC为主体，粉末丁腈的用量一般宜在15~30质量份之间。此外，粉末丁腈橡胶还可以降低软质PVC的压缩水久变形，提高其弹性，还可以改善软质PVC的耐挠曲性。 在粉末丁腈与PVC及液体增塑剂等助剂的共混工艺中，必须考虑到粉末丁腈对液体增塑剂的吸收速度比PVC快这一因素。因而，在捏合时，应先将PVC与液体增塑剂混合，待液体增塑剂被PVC吸收后，再加入粉末丁腈。 * 一、塑料的韧性指标 塑料的韧性常用其冲击强度值大小来表示。 冲击强度是指试样受冲击破坏断裂时，单位面积上所消耗的功。 它用于评价材料抵抗外界冲击的能力或判断材料的脆性或韧性程度。 一种材料的冲击强度越高，其韧性越好；反之，其脆性越大。 目前已见报道的冲击强度测试方法至少有十五种，但比较常用的只有三种，即悬臂梁冲击试验法、简支梁冲击试验法和落锤冲击试验法。 下面分别予以简单介绍。 (1)悬臂梁冲击试验法 此方法适用于韧性好的材料。 悬臂粱冲击试验法又称为艾祖德（Izod）试验法，它是将冲击样条的一端固定而另一端悬空(悬臂)，用摆锤冲击试样的一种试验方法。 悬臂梁冲击强度的定义为： 冲击试样在悬臂梁冲击破坏过程中所吸收能量与试样原始横截面积之比，单位为KJ／m2。 对于韧性较好的材料，试样一般开一个小口(缺口)，小口的放置 方向分正置和反置两种。 正置为缺口方向面对着摆锤方向，称为正置缺口悬臂梁冲击强度； 反置为缺口背着摆锤方向，称为反置缺口悬臂梁冲击强度。 (2)简支梁冲击试验法 此方法适用于脆性材料。 简支梁冲击试验法也称为charpy法．它是将待冲击试样条两端放于两个支承点上，用摆锤冲击样条的一种试验方法。 简支梁冲击强度的定义为：在冲击负荷作用下，试样破坏时吸收的冲力能量与试样原始横截面积之比，单位也为KJ／m2 。 简支梁冲击试验法的冲击强度样条有时也开口。开口一般正置，即面对摆锤。 (3)落锤冲击试验法 此法主要适用于高韧性材料。 落锤冲击试验法的主要对象是塑料制品本身，如管材及片材等。 落锤冲击试验法的定义为：在规定条件下，用一定形状和重量的落球(锤)，在某一高度上自由落下对制品进行冲击，通过改变球 (锤)的重量或落下高度．直至制品被破坏为止，测定此时的落球(锤)高度和球(锤)重量，即可测出制品在一定高度下破坏时所需能量，单位为J／m，其中m代表高度，J代表吸收能量。 各种塑料之间的韧性相差十分大，以落球冲击试验法为例，其冲击强度具体如表5—1所示。 表5-1 几种树脂落球冲击强度 从表5-1中可以看出，除PC和LDPE等少数树脂以外，大部分树脂的冲击强度都不十分高。尤其是PS和PP两种树脂的冲击强度更低，其落球冲击强度值还不足20J／m，属于脆件材料之列。 二、 常用塑料的韧性 对于一些用于高冲击场合如汽车保险杠等制品，往往要求其落球冲击强度值要大干400J／m，低温冲击强度也要达到50J／m。从表5-1中可以看出，除PC和LDPE两种树脂外，其它树脂用于汽车保险杠材料时，都需要进行不同程度的增韧改性。 三、 塑料增韧技术的发展 早在20世纪50年代，就已开始研究塑料的增韧问题，代表品种为HIPS。 早期的增韧改性只是共混弹性体，虽然其改性效果十分好，冲击强度可增大几倍到几十倍。但增韧的问时，却牺牲了材料的刚性及耐热性。 到20世纪80年代中后期，人们才开始研究非弹性体刚性增韧材料，制成了集韧性、刚性及耐热性于一体的韧性材料。 共混弹性体增韧材料； 添加非弹性体刚性增韧材料 形态控制增韧； 交联增韧； 低发泡塑料增韧。 上述方法中最有效的增韧材料仍为共混有机弹性体，近年来刚性增韧材料发展也比较快，而其它方法往往不单独使用，往往与前两者结合起来应用。 目前已获得应用的增韧方法有： 5.8.2 塑料共混弹性体材料的增韧方法 值得注意的是，对于不同的增韧基体，其增韧机理不大相同。常见的四种增韧基体分类如下： 实际上：银纹剪切带理论也具有局限性，它只能解释以无定型脆性树脂为基体的弹性体增韧体系，