影响材料抗冲强度的主要因素(抗冲击性能指的是什么)

影响抗冲强度的主要因素

根据橡胶增韧塑料的主要机理,可从基体特性、橡胶相结构和相间结合力三个方面来讨论影响抗冲强度的主要因素。

总的来说,橡胶增韧塑料的抗冲强度随树脂基体的韧性增大而提高。树脂基体的韧性主要取决于树脂大分子链的化学结构和相对分子质量。化学结构决定了树脂的种类和大分子链的柔顺性。在基体种类已定的情况下,基体的韧性主要与基体相对分子质量有关,相对分子质量越大,分子链之间的物理缠结点越多,韧性越大。

1,橡胶含量的影响
一般情况下,橡胶含量增大时,抗冲击强度提高。但对基体韧性较大的增韧塑料,如ABS增韧的PVC,橡胶含量存在一最佳值。

2,橡胶粒径的影响
粒径的影响与基体树脂的特性有关。前面已提及,脆性基体断裂时以银纹化为主,较大的粒径对诱发和支化银纹有利,颗粒太小可能被银纹吞没而起不到应有的作用。当然粒径也不宜过大,否则在同样橡胶含量下,橡胶相作用要减小。所以常存在最佳粒径范围。例如在PS中银纹厚度为0.9 ~ 2.8um,所以HIPS中橡胶粒径最佳值为2~3umo对韧性基体,断裂以剪切屈服形变(即塑性形变)为主,即在橡胶颗粒空穴化作用下发生脆一韧转变。较小的粒径对空穴化有利即对引发剪切带有利,但粒径过小时也影响空穴化有效地进行,所以存在最佳粒径值,此最佳值要小于脆性基体的情况。例如ABS改性PVC中,像胶粒径最佳值为0.1 ~ 0.2um粒径分布也有影响,有时采用双峰或三峰分布的粒径对增韧作用有协同效应,但目前尚未总结出一般性规律。

3,橡胶和与基体树脂混滩性的影响
橡胶相与基体树脂应有适中的互溶性。互溶性过小,相间黏合力不足,粒径过大,增韧效果差;互溶性过大,橡胶颗粒过小,甚至形成均相体系,也不利于抗冲强度的提高。例如用NBR增韧PVC时,NBR与PVC的互溶性与AN的含量有关,AN含量越大,互溶性越好,所以AN含量存在一最佳值。

4·橡胶相玻璃化转变温度的影
一般而言,橡胶相玻璃化转变温度T,越低,增韧效果越大。这是由于在高速的冲击作用下,像胶相的T,会显著提高。一般而言,负载作用频率增大10倍,T,提高6-7℃,而冲击实验中,裂纹发展速率相当于10″Hz作用频率所产生的影响,可使T,提高60℃左右。所以橡胶相的T应比室温低40 ~60℃才能有明显的增韧效果。

5,橡胶颗粒内树脂包宋物含量的影响
橡胶颗粒内树脂包容物使橡胶相的有效体积增大,因而可在相同质量含量下达到较高的抗冲击强度。但包容物也不能过多。因为树脂包容物使橡胶颗粒的模量增大,当模量过大时,则减小甚至丧失引发和终止银纹以及产生空穴化的作用。因此树脂包容物含量也存在最佳值,例如HIPS的情况。

6,橡胶交联度的影响
橡胶交联度也存在最佳值。交联度过小,加工时在受剪切作用下会变形、破碎,对增韧不利;交联度过大,T,和模量都会提高,会失去橡胶的特性。交联度过大时,不但对引发和终止银纹不利,对橡胶颗粒的空穴化也不利。最佳交联度目前仍靠经验确定。

7,橡肤相与基体黏合力的影响
只有当两相间有良好的黏合力时,橡胶相才能有效地发挥作用。为增加两相间的结合力,可采用接枝共聚一共混或嵌段共聚一共混的方法,新生成的共聚物起增容剂的作用,可大大提高抗冲强度。但是,这种黏合力未必越强越好,较好的次价结合就足以满足增韧的需要。所以两相之间有足够的混溶性即可。不过,多数情况下,设法增大相间黏合力是有利的。

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