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塑料增韧机理及影响因素

1、银纹-剪切带理论

在橡胶增韧塑料的共混体系中，橡胶颗粒的作用主要有两个方面:一方面，作为应力集中的中心，诱发基体产生大量的银纹和剪切带;另一方面，控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。

银纹末端的应力场可以诱发剪切带而使银纹终止。当银纹扩展到剪切带时也会阻止银纹的发展。在材料受到应力作用时大量的银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量，从而使得材料的韧性提高。银纹化宏观表现为应力白发现象，而剪切带则与细颈产生相关，其在不同塑料基体中表现不同。

例如，HIPS基体韧性较小，银纹化，应力发白，银纹化体积增加，横向尺寸基本不变，拉伸无细颈;增韧PVC，基体韧性大，屈服主要由剪切带造成，有细颈，无应力发白;HIPS/PPO，银纹、剪切带都占有相当比例，细颈和应力发白现象同时产生。

2、影响塑料增韧效果的因素主要有三点

(1)基体树脂的特性

研究表明，提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果，提高基体树脂的韧性可通过以下途径实现:

增大基体树脂的分子量，使分子量分布变得窄小;通过控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等提高韧性。例如，PP中加入成核剂提高结晶速率，细化晶粒，从而提高断裂韧性。

(2)增韧剂的特性和用量

增韧剂分散相粒径的影响--对于弹性体增韧塑料，基体树脂的特性不同，弹性体分散相粒径的佳值也不相同。例如，HIPS中橡胶粒径佳值为0.8-1.3μm，ABS佳粒径为0.3μm左右，PVC改性的ABS其佳粒径为0.1μm左右。增韧剂用量的影响--增韧剂的加入量存在一个佳值，这与粒子间距参数有关;增韧剂玻璃化转变温度的影响--一般弹性体的玻璃化温度越低，增韧效果越好;增韧剂与基体树脂界面强度的影响--界面粘结强度对增韧效果的影响不同体系有所不同;弹性体增韧剂结构的影响--与弹性体类型、交联度等有关。

(3)两相间的结合力

两相间具备良好的结合力，可以使得应力发生时可以在相间进行有效的传递从而消耗更多的能量，宏观上塑料的综合性能就越好，其中尤以冲击强度的改善为显著。通常这种结合力可以理解为两相之间的相互作用力，接枝共聚和嵌段共聚就是典型的增加两相结合力的方法，不同的是它们通过化学合成的方法形成了化学键，如接枝共聚物HIPS、ABS，嵌段共聚物SBS、聚氨酯。

对于增韧剂增韧塑料而言，属于物理共混的方法，但是其原理是一样的。理想的共混体系应是两组分既部分相容又各自成相，相间存在一界面层，在界面层中两种聚合物的分子链相互扩散，有明显的浓度梯度，通过增大共混组分间的相容性，使其具备良好的结合力，进而增强扩散使界面弥散，加大界面层的厚度。而这，即是塑料增韧亦是制备高分子合金的关键技术之所在--高分子相容技术!