聚合物的增韌

1、聚合物的增韌聚合物的增韌摘要摘要：本文是一篇關(guān)于聚合物實(shí)現(xiàn)既增韌的綜述，方法及其機(jī)理，并討論了聚臺(tái)物實(shí)現(xiàn)增韌的條件。介紹幾近年來(lái)增韌的幾種材料。聚合物作為結(jié)構(gòu)材料，強(qiáng)度和韌性是兩個(gè)重要的力學(xué)性能。塑料改性中增韌一直是高分子材料科學(xué)研究的重要內(nèi)容，但一般情況下，增韌和增強(qiáng)往往是相互矛盾。增韌塑料其韌性、沖擊性能提高，但材料的強(qiáng)度和剛度下降；而在增強(qiáng)塑料中，又通常導(dǎo)致韌性、沖擊強(qiáng)度的降低。因此，如何獲得既增強(qiáng)又增韌的綜合性能優(yōu)良的高分子材料

2、，是高分子材料科學(xué)研究中的熱門(mén)課題。1.1.彈性體（增韌）和填料（增強(qiáng)彈性體（增韌）和填料（增強(qiáng))的共同作用的共同作用早在上世紀(jì)初，人們就發(fā)現(xiàn)用橡膠類彈性體作為增韌劑以適當(dāng)?shù)姆绞椒稚⒂谒芰匣w中達(dá)到增韌目的，如環(huán)氧、尼龍、聚丙烯等的橡膠增韌。過(guò)去幾十年來(lái)，人們?cè)谙鹉z增韌塑料的機(jī)理方面做了大量的研究工作，并提出了許多理論。早期，Merz等人認(rèn)為橡膠促使脆性材料韌性提高的原因是當(dāng)材料在應(yīng)變中產(chǎn)生裂紋時(shí)，有些橡膠粒子橫跨于裂紋兩端產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形

3、，阻止裂紋擴(kuò)展并吸收能量。后來(lái)Newman、Schmit、Bucknall等人發(fā)現(xiàn)橡膠增韌脆性材料的機(jī)理不在于橡膠微粒本身吸收能量，而主要是橡膠微粒在在塑料基體中作為應(yīng)力集中體引發(fā)基體的剪切屈服和銀紋化，從而因塑料基體本身吸收能量而使材料的韌性得到提高。但是橡膠類彈性體增韌塑料往往導(dǎo)致材料的強(qiáng)度、剛度、抗蠕變性、熱變形溫度等性能降低。如何保持既提高材料的強(qiáng)度、剛性爭(zhēng)眭能的基礎(chǔ)上，提高共混材料成獨(dú)立分散與棱一殼形態(tài)的混合結(jié)構(gòu)。以上不同形態(tài)

4、的形成取決于各組分的特性、相容性、加工條件、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)因素的影響，如果三組分間相容性不良，易于形成分離結(jié)構(gòu)。若彈性體與填料之間的界面的粘結(jié)強(qiáng)度大于基體與填料之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度，則可形成核殼結(jié)構(gòu)的形態(tài)。若基體、填料與彈性體間都有較好的相容性、粘結(jié)性能，就有可能形成混合結(jié)構(gòu)。聚丙烯(PP)與EPDM、云母共混，可得到具有高沖擊強(qiáng)度和高彎曲模量的硬而韌的復(fù)合材料。其中PP為連續(xù)相，包覆云母粒子和EPDM粒子。當(dāng)PP／EPDM／云母三元共混

5、物復(fù)合材料受到外力作用時(shí)，橡膠顆粒能夠起到應(yīng)力集中物的作用可以引發(fā)銀紋和剪切帶，并且銀紋首先出現(xiàn)在PP連續(xù)相。如銀紋進(jìn)一步發(fā)展，縱深方向?qū)⑹艿桨Ｗ踊駿PDM粒子的阻隔作用；橫的方向?qū)⑹艿姐y紋間帶狀結(jié)構(gòu)的阻止作用；同時(shí)EPDM粒子可以吸收部分沖擊能，和能夠破壞PP原有的結(jié)晶規(guī)整性，從而消耗大量的沖擊能，延緩材料破壞。而云母粒子、高比模量、高比強(qiáng)度有利于圖1PP／EPD云母的結(jié)構(gòu)形態(tài)模型提高材料的強(qiáng)度，使復(fù)合材料既增強(qiáng)又增韌。另外，象硅