塑料增韌的主要方法是以接枝改性TPE彈性體為分散相,塑料為基體共混增韌,能大幅提高塑料的沖擊強度。TPE彈性體作為分散相,主要從以下八個方面影響TPE彈性體/塑料共混物的韌性。
1.TPE彈性體粒子間距的影響
對于增韌塑料而言,TPE彈性體粒子間距ID存在一個臨界值IDc,隻有當分散相的TPE彈性體粒子之間的間距ID小于這個臨界值IDc時,才會發生脆韌轉變,明顯提高韌性。這是因為TPE彈性體粒子間距較大時,粒子周圍的應力場到其他粒子很小的影響,基體中的應力場隻是這些孤立的粒子應力場的總和,故而共混物仍為脆性。但當粒子充分接近至臨界時,應力場不再是簡單的加和,粒子周圍應力場會有明顯的相互作用,分散相機體層減薄,銀紋尖端的塑性區相互貫通,從平面應力狀态轉變為平面應變狀态,銀紋的擴展得到抑制,基體層産生剪切屈服,共混物表現為韌性。在PA6基體中,5805-L(POE-g-MAH)粒子間距達到臨界值後,體系發生脆韌轉變,PA6轉變成超韌材料。
2.TPE彈性體含量的影響
塑料基體中TPE彈性體含量增加,銀紋的引發、支化及終止速率增加,沖擊強度随之提高。但是,隻有當TPE彈性體含量達到一定份數時才會有明顯的增韌效果,這是因為TPE彈性體隻有達到一定份數後分散相粒子間距才能達到臨界值IDc。佳易容5805-L(POE-g-MAH)添加量越高,PA6的沖擊強度越高,但隻有當5805-L添加量達到約10份以上時,才會有明顯的增韌效果。
3.TPE彈性體粒徑的影響
大量實驗證明,對于某一種塑料而言,過大或者過小的TPE彈性體粒子都不能有效引發銀紋和及時終止銀紋。同樣添加量,在PBT基體中,POE的粒子偏大,不能有效的引發和終止銀紋,故增韌效果不明顯。而SOG-02(POE-g-GMA)在PBT中的粒徑比較适中,故而能夠有效的提高沖擊強度。另外,對于脆性較大的樹脂,由于脆韌轉變對應的臨界粒子間距IDc很低,故而在添加量一定的前提下,TPE彈性體粒徑越小,才能有效增韌。
A、20%POE添加于PBT B、20%SOG-02添加于PBT
4.TPE彈性體玻璃化轉變溫度的影響
一般而言,分散相TPE彈性體的玻璃化轉變溫度越低,分子鍊柔性越好,對塑料的增韌效果尤其是低溫增韌效果越有利。
5.TPE彈性體與基體樹脂相容性的影響
TPE彈性體相和樹脂相相容性太好或者太差都不好。相容性太差,兩相粘合力不足,相容性太好,TPE彈性體尺寸太小,甚至形成均相體系,也不會産生很好的增韌效果。
6.膠粒内樹脂包容物含量的影響
TPE彈性體粒子内樹脂包容物使TPE彈性體相的有效體積增加,因而可在TPE彈性體重量份數較低的情況下達到較好地增韌效果。但包容物過多,是TPE彈性體模量增加過大以緻接近樹脂相模量時,就會失去引發和終止銀紋的能力,起不到增韌的作用。故而樹脂包容物的含量也存在最佳值。
7.TPE彈性體交聯度的影響
TPE彈性體交聯度存在适宜的範圍,交聯度過大,TPE彈性體模量過高,失去TPE彈性體的特性,難以發揮增韌的作用。交聯度過小,加工時在剪切作用下TPE彈性體粒子容易變形破碎,這也不利于提高TPE彈性體相的增韌效能。
8.TPE彈性體模量的影響
作為分散相,TPE彈性體的模量增加,不利于增韌,如圖4,對于同一種基體樹脂而言,分散相TPE彈性體模量越低,越容易實現脆韌轉變。
不同TPE彈性模量彈性體接枝物對增韌PBT分散相粒子間距ID的影響
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