增韌劑是用于改善塑料的沖擊性能,提高塑料韌性的一種助劑。增韌的主要方法有共混彈性體增韌、添加剛性粒子增韌、形態(tài)控制增韌、交聯(lián)增韌和低發(fā)泡增韌,最有效的方式為共混彈性體增韌。
1、彈性體增韌材料
幾乎所有柔性材料都可以作為脆性材料的增韌劑,關(guān)鍵是多相組分之間的相容性,只有具有良好相容性的增韌體系才能達到要求的增韌目的,否則適得其反。
常用的彈性體增韌劑按玻璃化溫度高低分類(lèi):
?。?)、高抗沖擊樹(shù)脂。如氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、丙烯酸酯類(lèi)共聚物(ACR)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、氫化SBS(SEBS)、POE、EVA等。
?。?)、高抗沖擊橡膠。如乙丙橡膠(EPR)、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
按彈性體內部結構分類(lèi):
?。?)、預定彈性體類(lèi)。屬于核-殼結構聚合物,核為軟狀彈性體,殼為具有高玻璃化溫度的聚合物。如MBS、ACS、MABS等。
?。?)、非預定彈性體類(lèi)。屬于網(wǎng)狀聚合物,其沖擊改性是以溶劑化作用機理進(jìn)行改性,如CPE、EVA等。
?。?)、過(guò)渡性彈性體類(lèi)。結構介于預定型和非預定型彈性體之間,如ABS等。
2、剛性增韌材料
?。?)、無(wú)機剛性增韌材料(RIF),主要有超細無(wú)機填料和特殊填料。
超細無(wú)機填料指粒度在0.1-5um之間,此類(lèi)填料的改性效果隨填料添加量的增大,共混體系的拉升強度和沖擊強度下降平緩、不變或稍有增加,而其他性能繼續升高。特殊填料包括超級纖維(CF)、針狀/球狀填料、堿土金屬鹽及稀土礦物等。超級纖維如碳纖維、硼纖維、石英纖維、有機纖維、碳納米管及各種晶須等。超級纖維在聚合物中的分散必須采用相對特殊和有針對性的方法。
針狀填料如針狀硅灰石,它具有一定的增韌效果。一般在50-80℃條件下,用硅烷偶聯(lián)劑或者復合偶聯(lián)劑處理10-15min,添加量推薦10-15%。沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的硅灰石不具備增韌效果。
球狀填料有玻璃微球、玻璃中空微球、硅灰石珠、塑料珠、陶瓷珠等。
堿土金屬鹽主要有硫酸鋇,填充量在很寬的范圍內,填充材料的沖擊強度有不同程度的提高,在添加量在60%左右時(shí),沖擊強度達到峰值。
稀土礦物主要為稀土氧化物、烷基稀土化合物及稀土鹽等,如氧化銣、氟化鈰。稀土礦物的增韌機理一般與其成核作用有關(guān),即稀土作為成核劑而改善增韌體系的結晶結構而達到增韌目的。主要用于結晶聚合物的增韌,如PP、PA、POM等。
?。?)、有機剛性增韌材料(ROF)。如PMMA、PP、PS、MMA/S及SAN等。具有增韌和增強的雙重功能,增韌與增強效果呈拋物線(xiàn)變化。