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橡胶增韧树脂研究现状进展

时间:2021-03-02 20:06来源:毕业论文
橡胶增韧树脂的发展起源于20世纪40年代,最早先合成了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。于50年代起,合成了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物,即ABS。目前,橡胶增韧的树脂主要有聚氯乙烯(PVC) 、聚

橡胶增韧树脂的发展起源于20世纪40年代,最早先合成了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。于50年代起,合成了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物,即ABS。目前,橡胶增韧的树脂主要有聚氯乙烯(PVC) 、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、酚醛树脂(PF) 、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)和环氧树脂(EP)等。63840

橡胶增韧树脂的微观结构是两相体系,即橡胶无规则地分散在树脂基体中。分散相应有低的剪切模量、较好的粘接力、适当的粒径以及低的玻璃化转变温度。另外,基体还影响材料的韧性,如结晶形态、聚合物分子量、增塑剂和其它添加剂等[ ]。

1 橡胶树脂增韧理论

 从20世纪50年代起,进行了弹性体增韧树脂机理的研究,早先提出的理论为橡胶能量直接吸收理论,之后出现了微裂纹理论、剪切屈服(屈服膨胀)理论、多重银纹理论、橡胶空洞化理论、银纹-剪切带理论、界面空洞化理论和逾渗理论等。下面主要介绍大家普遍认可的几种增韧理论。

1.1 多重银纹理论

在微裂纹理论基础上,Bucknall等于1965年提出了多重银纹理论,此理论认为,橡胶粒子不仅可以引发银纹,而且能够控制银纹的增长。在应力的作用下,银纹出现在橡胶粒子的赤道区域,称为最大主应力点,银纹则会沿着最大主应力平面不断的增长。但当银纹遇到橡胶粒子和其他障碍物的时候,或当银纹尖端应力下降至银纹增长所需的临界值以下的时候,银纹的增长便得到终止。

1.2 剪切屈服理论

    Newman等研究ABS和PVC拉伸变形时提出了剪切屈服理论,他们认为,橡胶粒子周围的树脂基体中会存在流体静拉伸应力,这使得树脂基体的自由体积增大,会使Tg降低,从而导致塑性流动。之所以会形成这种应力有两个方面的原因:一是因为橡胶与树脂的热膨胀系数不同,材料成型中,冷却过程橡胶粒子的收缩率较树脂基体大,即热收缩差而造成的。二是力学效应,橡胶泊松比较树脂大,所以橡胶的横向收缩大。文献综述

1.3 银纹-剪切带理论

银纹是指聚合物受到应力的作用或其它环境的影响(如表面擦伤或溶剂)后,在其表面出现了肉眼可见的细微裂纹,尤其是透明的玻璃态聚合物会更容易被观察到。剪切带即为剪切滑移变形带,、韧性高分子材料拉伸到屈服点时,聚合物表面就会形成和外力方向呈45°角的变形带。

橡胶粒子增韧树脂之后,当复合材料受到一定的作用力时,作为分散相的橡胶粒子能够引发银纹与剪切带,抵消部分外界所给予的能量;另一方面,橡胶粒子可以终止银纹的继续发展,以避免出现更大的裂纹。银纹与剪切带是相互作用的,银纹可以引发剪切带的产生,剪切带又可以终止银纹演变成为裂纹,如此实现橡胶对树脂基体的增韧。

1.4 界面空洞化理论

界面空洞化理论指材料受到一定冲击以后,共混体系中两相界面处发生橡胶粒子与塑料的分离,会产生界面空洞。产生空洞与发生形变都会吸收破坏能量,从而提高材料的抗冲击性能。

1.5 橡胶空洞化理论

界面空洞化理论中的空洞是于两相之间产生的,而橡胶空洞化理论中的空洞发生于橡胶粒子内部。当共混体系受到外力冲击时,橡胶粒子内部就会出现空洞化,而引发银纹和剪切带以损耗更多能量,这称为屈服过程;形变后期,橡胶链段发生取向,因而应力随应变的增大而增大。

2 影响橡胶增韧树脂的因素

2.1 橡胶的性质

(1)橡胶的含量和粒径

一定范围之内,随橡胶含量的逐渐增加,复合材料裂纹的诱发和终止都增加,抗冲击强度则不断加强;若橡胶含量过多,则树脂基体的抗张、抗弯及硬度下降,加工性能变坏。HIPS中橡胶含量若在6wt%-8wt%范围内,增韧效果会十分明显,而超过8wt%后,韧性提高的程度减缓。 橡胶增韧树脂研究现状进展:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_70630.html

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