增韌改性與增強(qiáng)改性都有哪些區(qū)別?
一、增韌改性
韌性表示的是材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力,材料的韌性,可以使用材料形變至斷裂點(diǎn)時所吸收的應(yīng)變能來表征。通??梢允褂脹_擊強(qiáng)度來衡量材料的韌性,沖擊強(qiáng)度是度量材料在高速沖擊下韌性大小和抗斷裂能力的數(shù)值。
1、彈性體增韌機(jī)理
增韌改性加入彈性體傳統(tǒng)方式是加入橡膠顆粒,目前發(fā)展到加入各種新型彈性體。彈性體顆粒的主要作用就是引發(fā)塑料基體產(chǎn)生大量銀紋和剪切帶,和控制銀紋的擴(kuò)展。在彈性粒子和塑料的界面具有非常好的粘結(jié)作用的情形下,塑料基體產(chǎn)生大量銀紋和剪切帶,直接吸收沖擊能,而且剪切帶還能夠終止銀紋,阻止發(fā)展成了裂紋。相對脆性基體而言,彈性顆粒主要是在塑料基體中誘發(fā)銀紋,對有一定韌性的基體,橡膠(彈性)顆粒主要是誘發(fā)剪切帶。為此,有三種理論提出來:微裂紋理論、多重銀紋理論和剪切屈服理論。在現(xiàn)實(shí)彈性體增韌塑料試樣拉伸過程中,因?yàn)榧羟凶冃螌?dǎo)致高分子的取向接近拉伸方向,進(jìn)而更有利于銀紋產(chǎn)生,因此可以認(rèn)為,正是因?yàn)榧羟袔c銀紋的各種相互作用,使得材料具有更強(qiáng)的增韌效果。
經(jīng)常使用彈性體增韌材料有:高抗沖擊樹脂,如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油樹脂(MPR)等;高抗沖擊橡膠,如乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈膠(NBR)、丁苯膠、天然膠、順丁膠、氯丁膠、聚異丁烯及丁二烯膠等。
二、增強(qiáng)改性
在聚合基體里加入第二種物質(zhì),可形成“復(fù)合材料”,借助復(fù)合來顯著提升材料力學(xué)強(qiáng)度的效果稱之為“增強(qiáng)”效果。能夠提升聚合物基體力學(xué)強(qiáng)度的物質(zhì)稱之為增強(qiáng)劑或活性填料。常常被熟知的塑料增強(qiáng)是添加補(bǔ)強(qiáng)填料和纖維,另外還有液晶增強(qiáng)和納米材料增強(qiáng)等。
1、填料增強(qiáng)改性
粉狀填料粒子的活性表面較強(qiáng)烈的吸附聚合物的分子鏈,產(chǎn)生鏈間的物理交聯(lián)。吸附了分子鏈的這種粒子能夠起到均勻分布負(fù)荷的效果,減少了材料發(fā)生斷裂的可能性,進(jìn)而達(dá)到了增強(qiáng)作用。粒子和分子鏈在界面上的親和性越好,則結(jié)合力越大,增強(qiáng)作用就越明顯。常用的粉狀填料有木粉、炭黑、輕質(zhì)二氧化硅、碳酸鎂、氧化鋅等,它們與一些橡膠或塑料復(fù)合,能夠明顯改善其性能。
2、纖維增強(qiáng)
纖維增強(qiáng)作用于塑料和橡膠中略有不同,纖維填料在橡膠制品中,主要用作骨架,可以幫助承擔(dān)負(fù)荷。一般采用纖維的網(wǎng)狀織物。纖維填充塑料增強(qiáng)的原因在于依靠其復(fù)合作用,是利用纖維的高強(qiáng)度以承受應(yīng)力,借助基體樹脂的塑性流動及其與纖維的粘結(jié)性以傳遞應(yīng)力。纖維填充材料以及各種天然纖維(如棉、麻、絲、毛及其織物)、玻璃纖維、特種纖維填料(如碳纖維、石墨纖維、硼纖維、超細(xì)金屬纖維和單晶纖維(晶須))。
3、液晶增強(qiáng)作用
液晶增強(qiáng)作用是因?yàn)椋号c熱塑性塑料共混制備高性能復(fù)合材料的液晶聚合物一般是熱致型主鏈液晶,在共混物里可產(chǎn)生微纖而起到增強(qiáng)作用。
從以上增強(qiáng)和增韌方法來講,各種辦法在增韌的同時還有增強(qiáng)作用,比如填料的添加、液晶改性等。聚合物改性的目的在于獲得綜合性能更優(yōu)質(zhì)的材料,但是在改性的實(shí)際應(yīng)用時根據(jù)性能需要選擇最佳的方法。