什么是多組分聚合物的增韌機(jī)理
化學(xué)先生 / 2019-09-18
在多組分聚合物的發(fā)展過程中，以橡膠為分散相對脆性塑料進(jìn)行增韌是最重要的部分，而橡膠增韌塑料則是聚合物共混物中最重要的品種，其中較重要的有高杭沖聚苯乙烯(HIPS)、 ABS塑料、MBS塑料，以ABS、MBS、ACR等增韌的PVC、增韌聚碳酸酯、橡膠增韌的環(huán)氧樹脂等。
增韌是指通過某種手段使原先較胞性的材料的抗沖擊性能得以提高。因此橡膠增韌塑料的特點(diǎn)是具有很高的沖擊強(qiáng)度，通常比基體樹脂的沖擊強(qiáng)度高5~10倍乃至數(shù)千倍。此外，橡膠增韌塑料的沖擊強(qiáng)度與制備方法關(guān)系很大，因?yàn)椴煌苽浞椒ǔＪ菇缑嬲辰訌?qiáng)度、形態(tài)結(jié)構(gòu)變化很大。例如以聚丁二烯增韌聚苯乙烯，不同的制備方法，沖擊強(qiáng)度差別很大，如圖4-1所示。
聚合物的增韌改性經(jīng)歷了從彈性體到非彈性體增韌的過程。傳統(tǒng)的增韌改性是以橡膠類彈性體材料作為增韌劑，以適當(dāng)方式分散到塑料基體中以達(dá)到增韌的目的，如高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、 乙丙共聚彈性體增韌聚丙烯等，但存在難以克服的問題，如剛度、強(qiáng)度、熱變形溫度都有較大幅度降低。
1984年，日本的Kurauchi和Ohta首次提出了以非彈性體增韌(剛性粒子增韌)的新思想。這種方法可以在提高基體韌性的同時提高材料的強(qiáng)度、剛性和耐熱性，且無加工性能下降的不足，從而實(shí)現(xiàn)既增韌又增強(qiáng)的目的，克服了彈性體增韌出現(xiàn)的問題，因此受到廣泛的重視。在開始的有機(jī)剛性粒子增韌基礎(chǔ)上又發(fā)展了無機(jī)剛性粒子增韌和納米粒子增韌等。
增韌理論研究是多組分聚合物研究中最活躍的部分。自20世紀(jì)50年代中期，Marz提出第一個彈性體增韌機(jī)理以來，許多學(xué)者在研究聚合物共混物及增韌體系過程中，不斷探索新的增韌體系與機(jī)理，從最初簡單的定性解釋逐步向分類化、模型化、定量化方向發(fā)展。增韌體系包括簡單的橡膠彈性體、熱塑性彈性體到有機(jī)剛性粒子和納米材料，其增韌理論的發(fā)展大致可分為以下階段:第一階段是20世紀(jì)50~70年代的早期增韌理論，這一時期產(chǎn)生了很多的理論，主要是從定性角度來解釋彈性體增韌的原因；第二階段是20世紀(jì)80~90年代，這一時期對聚合物共混物增韌的研究開始由定性描述邁向定量估算，同時有機(jī)剛性材料與無機(jī)納米材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用發(fā)展了剛性粒子的增韌理論。
目前，彈性體增韌和剛性粒子增韌技術(shù)和理論都仍在不斷發(fā)展中。
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