塑料增韧剂之刚性粒子增韧机理

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刚性粒子分为有机刚性粒子和无机刚性粒子。有机刚性粒子增韧聚合物的增韧机理有两种："冷拉"机理和"空洞化"机理。Kurauchi等在研究PC/ABS、PC/AS共混物的力学性能时首先提出了脆性塑料粒子可以提高韧性塑料基体拉伸冲击强度的概念，并用"冷拉"机理给予了解释：拉伸前，ABS、AS都是以球形微粒状分散在PC基体中，粒径大约为2μm 和1μm拉伸后。PC/ABS、PC/AS共混物中都没产生银纹，但分散相的球形微粒都发生了伸长变形，变形幅度大于100%，基体PC也发生了同样大小的形变。刚性粒子形变过程中发生大变形的原因在于：在拉伸时，基体树脂发生形变，分散相粒子的极区受到拉应力， 赤道区受到压应力，脆性粒子屈服并与基体产生同样大小的形变，吸收相当多的能量，使共混物的韧性提高。界面是两相间应力传递的基础，所以界面粘接好坏直接影响刚性粒子的冷拉。如PA6/ AS共混物，不具有增韧效果，其原因在于其界面的粘接力小于屈服应力。拉伸时，在分散相AS粒子的两极首先发生脱粘，破坏了原有的三维应力场，无法达到使AS屈服冷拉的要求。在PA6/AS共混物中添加增容剂SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物），提高了界面粘接强度，消除了分散相粒子两极脱粘的现象，使共混物的韧性显著提高。以上分析表明：冷拉增韧机理只能在拉伸时出现，因为要在分散相粒子极区形成压应力，共混物界面粘接必须很强，要在极区避免界面脱粘。