PVC增韧剂含增韧机理(优质参考)

PVC增韧剂

一、PVC

1.简介

PVC是一种综合性能优良、价格低廉和原料来源广泛的通用塑料,其产量仅次于聚乙烯而居世界树脂产量第二位。具有阻燃、耐磨、耐酸碱、绝缘等优良的综合性能和价格低廉、原料来源广泛的优点,被广泛应用于农业、化工、建筑等各个部门。

2.优缺PVC制品用作结构材料,强度和韧性是两个重要的力学性能,但是PVC玻璃化温度高,通常呈脆性,存在着抗冲击强度低,加工性能差等缺点,这些缺点大大限制了在生产中的使用。PVC具有韧性差、缺口冲击强度低、耐热性差、增塑作用不稳定等缺点,这严重制约了PVC 在性能要求较高领域的应用。

3.改性方法

通过化学改性和物理改性两种方式可以改善PVC的上述缺点。化学改性是在PvC链段上引人柔性链节单元,以提高其韧性,但化学改性由于经济和技术的限制,研究成果不多。物理改性是改性剂与VPC共混,起到增韧的作用,是一种简单易行、经济实用的方法。我们主要讨论增韧剂与PVC物理共混改性PVC。

二、PVC增韧剂

1.增韧剂

2.弹性体增韧剂：

2.1NBR是增韧PvC最早商品化的改性剂,因其耐油、耐老化、耐腐蚀且与VPC相性好等优点而倍受青睐。Man。等[川发现Pve与NBR在一50℃下进行机械共混时,两相之间具有较好的相容性,体系交联结构的存在使体系具有良好的综合力学性能。随着NBR含量的增大,体系的断裂伸长率迅速增大,但拉伸强度有所下降。

2.2CPE是通过在在聚乙烯分子链上引入氯原子得到的一种韧性高分子聚合物。Whittle A J 等研究了不同含量的CPE对PVC的韧性影响,在他们的测试范围内,复合材料的韧性与CPE 几乎成线性关系。

2.3EvA是乙烯与醋酸乙烯醋共聚而成的一种橡胶弹性体。TPU是一种新型的热塑性树脂,具有较高的力学性能,弹性好,耐油、耐磨、介电性能好等优点,但价格较高。

2.4ABS与PVC溶解度参数相近,经SEM分析发现二者有良好的相容性。若在VPC与ABS 的共混体系中加入CPE,体系的冲击强度和断裂伸长率大幅度提高,而拉伸强度随CPE用量的增加而下降。

3.与刚性粒子共混增韧改性：

由于弹性体在增韧聚合物的同时,却使聚合物的强度等大幅度下降,人们开始研究刚性粒子增韧聚合物的可能性。自Kuaruchi和ohta提出脆性塑料分散于具有一定韧性的基体中能进一步提高混合体系的冲击强度后,国内学者纷纷对此进行了研究。

3.1无机刚性粒子共混增韧改性无机刚性粒子,如CaCO,在过去很长一段时间内一直作为降低PVC生产成本的填料。近年研究发现,当刚性粒子的粒径小于某一数值之后,材料在受冲击时刚性粒子能引发基体产生银纹并吸收能量,提高体系的韧性。纳米CaCO3是最早开发的无机纳米刚性粒子之一。

3.2有机刚性粒子共混增韧改性

PVC共混增韧改性中常用的有机刚性粒子为PMMA、MMAS、SAN,但是只用有机刚性粒子增韧,效果不如无机刚性粒子增韧显著,一般先用弹性体对PVC进行预增韧,然后再共混增韧。不同粒子对Pvc的改性效果不同,PS的增韧效果最好,但若同时考虑增韧增强效

果,则以PMMA为佳。

三、PVC增韧机理

3.1弹性体增韧PVC的机理

弹性体增韧机理有许多,其中主要有以下两种理论:

(1)弹性体粒子应力集中诱发大量银纹或剪切带,从而吸收能量,同时弹性体粒子及剪切带均

可终止银纹,阻止其扩展成裂纹。

(2)弹性体通过自身破裂、延伸或形成空穴作用吸收能量,离散型核-壳结构聚合物就可以桥

连裂纹阻止裂纹增长,高延伸性可使界面不易完全断裂,空穴作用导致应力集中能够引发剪切带。

3.2刚性粒子增韧机理

3.1.1刚性有机粒子增韧

多数学者认为是由于应力集中效应,使基体作用在分散粒子上的压力增加,导致微粒发生脆

韧转变产生冷拉现象,从而吸收大量变形能,使体系韧性提高。

3.1.2刚性无机粒子增韧机理

刚性无机粒子与基体粘合良好,促进基体在断裂过程中发生剪切屈服,吸收大量塑性变形能, 从而提高韧性。

3.3纳米材料增韧机理

(1)纳米材料均匀分布在基体之中,当基体受到冲击时,粒子与基体间产生微裂纹即银纹,同时粒子之间基体产生塑性形变,吸收冲击能,从而达到增韧效果。

(2)随着粒度变细,粒子的比表面积增大,粒子与基体之间接触面增大,受冲击时,产生更多微裂纹和塑性形变,吸收更多的冲击能,增韧效果提高。

(3)当填料加入量达到临界值时,粒子之间过于接近,材料受冲击时,产生微裂纹和塑性形变太大,几乎成宏观应力开裂,从而使冲击性能下降。

四、增韧剂对PVC增韧后的性能

4.1.1CPE用量对共混体系冲击性能的影响

从图1中可以看出,随CPE用量的增加,PVC/CPE共混体系的缺口冲击强度逐渐增加,冲击性能曲线呈“S”型。当CPE用量小于10份时,体系的冲击强度随CPE用量增加而缓慢增加,当CPE含量为15份时,体系冲击强度突然增加,由10份时的21 kJ/m2突增至40 kJ/m2,18份时达70 kJ/m2,当CPE用量超过20份时,冲击强度趋于平衡,不再随CPE用量发生明显变化。

4.1.2CPE增韧机理

CPE是线形分子,以网络形式分散在PVC基体中,在拉伸力作用下,这种网络容易变形,引发共混体在与拉伸方向成30°～45°方向上发生剪切滑移,形成剪切带,吸收大量的变形能,使共混体系的韧性提高

4.2纳米级CaCO3粒子对PVC增韧增强

4.2.1CaCO3粒子对PVC力学性能的影响

图1是两种不同粒径CaCO3填充PVC拉伸强度与断裂伸长率随CaCO3含量变化曲线。从图中可以看出,随着纳米级CaCO3用量的增加,体系的拉伸强度增大,当纳米CaCO3用量为10%时出现最大值(58MPa),为纯PVC(47 MPa)的123%,再增加其用量体系拉伸强度下降。而粒径为1μmCaCO3则无明显增强效果。同时,两种填充体系断裂伸长率都呈下降趋势,但纳米级CaCO3体系下降更快。

图2是两种不同粒径CaCO3填充PVC缺口冲击强度随CaCO3含量变化的曲线。

可以看出,随着CaCO3用量的增大,两体系缺口冲击强度均有不同程度的增加。当纳米CaCO3用量为10%时缺口冲击强度达到最大值(16.3 kJ·m-2),为纯PVC(5.2 kJ·m-2)的313%;而微米CaCO3用量为20%时缺口冲击强度为最大(12.5 kJ·m-2)为纯PVC的238%。

纳米级CaCO3由于粒子的细微化,体积减少,比表面增大,因而与基体树脂接触面积增大。材料受到外力作用时,刚性纳米级CaCO3粒子引起基体树脂银纹化吸收能量。对于微米粒子,由于其体积相对增大,容易引起基体树脂裂纹化(微小裂纹),不利于大幅度提高体系力学强度。从图1、2中可以看出,当CaCO3用量超过20%时,纳米级Ca-CO3填充材料的拉伸强和缺口冲击强度均低于微米级CaCO3填充体系,这种现象可以从两个方面理解:①纳米级粒子用量增大,粒子过于接近,银纹组合成大的裂纹。②纳米级粒子增多后,分散更加困难,易产生粒子“聚团”现象。由于“团聚”粒子的表面缺陷,一则容易引起基体树脂损伤而产生应力集中,二则在外力作用时,团聚粒子产生相互滑移,使体系性能变劣。

从试样拉伸及冲击断口的SEM照片(见图3)可以看出,30%的纳米级CaCO3复合体系中CaCO3粒子聚集成团,在拉伸方向,纳米级CaCO3粒子被拉成条状分布,且在基体中分布欠佳。而填充量10%的纳米级Ca-CO3SEM照片中,纳米级CaCO3颗粒细小,在基体中成点阵分布,粒子与基体界面间无明显间隙象粘在基体上,基体在冲击方向则存在一定的网丝状屈服。说明纳米级CaCO3的加入量、分散状况和团聚状态,对复合材料的力学性能影响强烈。

陶瓷增韧机理

陶瓷作业 姓名：王槐豪 学号：1071900220 班级：0719201

陶瓷韧化机理 陶瓷最致命缺点是脆性，低可靠性和低重复性，这些不足严重影响陶瓷材料的应用范围。只有改善陶瓷的断裂韧性，提高其可靠性和使用寿命，才能是陶瓷真正成为一种广泛应用的新型材料，因此陶瓷增韧技术一直是陶瓷研究的热点。 陶瓷的断裂主要是由于裂纹扩展导致的，阻止间断裂纹的扩展的方法有三种。其一为分散裂纹尖端应力；其二为消耗裂纹扩展的能量，增大裂纹扩展所需克服的能垒；最后问转换裂纹扩展的能量。 相变韧化 受相变诱发塑性钢，即TRIP (transformation induced plasticity)钢的启发，将ZrO 2 t →m 相变M s 点稳定到比室温稍低，而M d 点比室温高，使其在承载时由应力诱发产生t →m 相变，由于相变产生的体积膨胀效应和形状效应，而吸收大量的能量，从而表现出异常高的韧性。这就是相变韧化（transformation toughening ）的概念。韧化机理分析： 1.相变韧化(?K ICT ) ； d i

【CN110105709A】增韧剂改性环氧树脂韧性的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910168267.4 (22)申请日 2019.03.06 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 张帆　吴雨豪　舒在勤　张金咏　 王为民　傅正义　 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 苏敏 (51)Int.Cl. C08L 63/00(2006.01) C08L 67/04(2006.01) C08K 5/3445(2006.01) C08G 59/42(2006.01) C08G 59/58(2006.01) (54)发明名称 增韧剂改性环氧树脂韧性的方法 (57)摘要 本发明公开了一种增韧剂改性环氧树脂韧 性的方法，包括以下步骤：(Ⅰ)高温固化剂改性； (ⅱ)原料恒温；(ⅲ)固化调配，所述固化调配包 括低温和高温调配。本发明以合成聚氨酯预聚体 软段原料聚己内酯二醇作为增韧剂，其与环氧树 脂具有优异的相容性， 所得到的环氧增韧产物冲击韧性和断裂延伸率得到极大的提高，同时对树 脂的粘接强度也有一定提高。权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 110105709 A 2019.08.09 C N 110105709 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110105709 A 1.一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：包括以下步骤 (Ⅰ)高温固化剂改性 将助剂加入高温固化剂中搅拌均匀，即得改性高温固化剂； (Ⅱ)原料恒温 将环氧树脂、改性高温固化剂、增韧剂置于50℃烘箱中，原料温度稳定后开始调配； (Ⅲ)固化调配 (ⅰ)高温固化调配 取增韧剂与环氧树脂混合均匀后，放置于50℃烘箱中静置10min，再加入改性高温固化剂混匀，然后在除泡机中进行除泡，最后经高温固化温度制度后即得高温改性环氧树脂； (ⅱ)低温固化调配 取增韧剂与环氧树脂混合均匀后，放置50℃烘箱中静置10min，将混合后溶液取出待温度下降至40℃以下，加入低温固化剂混匀，然后在除泡机中进行除泡，最后经低温固化温度制度后即得低温改性环氧树脂。 2.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述环氧树脂为常规改性环氧树脂。 3.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E51或者环氧树脂E44。 4.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述助剂为2-甲基咪唑；高温固化剂为甲基四氢苯酐；低温固化剂为改性多元胺；增韧剂为聚己内酯二醇。 5.根据权利要求4所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述聚己内酯二醇的分子量为500～3000之间任意分子量。 6.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述高温固化调配中各原料的质量份数分别为： 环氧树脂 100份； 增韧剂 50～100份； 改性高温固化剂 85份。 7.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述高温固化剂与助剂的质量比为85：3。 8.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述低温固化调配中各原料的质量份数分别为： 环氧树脂 100份； 增韧剂 10～50份； 低温固化剂 30份。 9.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述高温固化温度制度为先90℃维持180mim，然后120℃维持120min，最后135℃维持180min。 10.根据权利要求1所述的一种增韧剂改性环氧树脂韧性的方法，其特征在于：所述低温固化温度制度为先40℃维持600min，然后80℃维持120min。 2

陶瓷的强化与增韧

陶瓷材料的强化 影响陶瓷材料强度的因素是多方面的,材料强度的本质是内部质点(原子、离子、分子）间的结合力，为了使材料实际强度提高到理论强度的数值，长期以来进行了大量研究。从对材料的形变及断裂的分析可知，在晶体结构既定的情况下，控制强度的主要因素有三个，即弹性模量E，断裂功（断裂表面能）和裂纹尺寸。其中E是非结构敏感的，与微观结构有关，但对单相材料，微观结构对的影响不大，唯一可以控制的是材料中的微裂纹，可以把微裂纹理解为各种缺陷的总和。所以强化措施大多从消除缺陷和阻止其发展着手。值得提出的有下列几个方面。 （1）微晶, 高密度与高纯度为了消除缺陷,提高晶体的完整性,细、密、匀、纯是当前陶瓷发展的一个重要方面。近年来出现了许多微晶、高密度、高纯度陶瓷,例如用热压工艺制造的陶瓷密度接近理论值,几乎没有气孔，特别值得提出的是各种纤维材料及晶须。 （2）预加应力人为地预加应力,在材料表面造成一层压应力层,就可提高材料的抗张强度。脆性断裂通常是在张应力作用下,自表面开始,如果在表面造成一层残余压应力层,则在材料使用过程中表面受到拉伸破坏之前首先要克服表面上的残余压应力。 （3）化学强化如果要求表面残余压应力更高,则热韧化的办法就难以做到,此时就要采用化学强化(离子交换)的办法。这种技术是通过改变表面的化学组成,使表面的摩尔体积比内部的大。由于表面体积胀大受到内部材料的限制,就产生一种两向状态的压应力。 4）陶瓷材料的增韧 所谓增韧就是提高陶瓷材料强度及改善陶瓷的脆性,是陶瓷材料要解决的重要问题。与金属材料相比，陶瓷材料有极高的强度，其弹性模量比金属大很多。 韧化的主要机理有应力诱导相变增韧,相变诱发微裂纹增韧,残余应力增韧等。几种增韧机理并不互相排斥,但在不同条件下有一种或几种机理起主要作用。 相变增韧：利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度的相变,从而增韧的效果,统称为相变增韧。例如,利用的马氏体相变来改善陶瓷材料的力学性能,是目前引人注目的研究领域。研究了多种?的相变增韧,由四方相转变成单斜相,体积增大3% 5%,如部分稳定,四方多晶陶瓷(TZP), 增韧陶瓷(ZTA), 增韧莫来石陶瓷(ZTM), 增韧尖晶石陶瓷, 增韧钛酸铝陶瓷, 增韧陶瓷,增韧以及增韧等。其中PSZ陶瓷较为成熟,TZP,ZTA,ZTM研究得也较多,PSZ,TZP,ZTA等的新裂韧性已达,有的高达,但温度升高时,相变增韧失效。 当部分稳定陶瓷烧结致密后,四方相颗粒弥散分布于其他陶瓷基体中(包括本身),冷却时亚稳四方相颗粒受到基体的抑制而处于压应力状态,这时基体沿颗粒连线方向也处于压应力状态。材料在外力作用下所产生的裂纹尖端附近由于应力集中的作用,存在张应力场,从而减轻了对四方相颗粒的束缚,在应力的诱发作用下会发生向单斜相的转变并发生体积膨胀,相变和体积膨胀的过程除消耗能量外,还将在主裂纹作用区产生压应力,二者均阻止裂纹的扩展,只有增加外力做功才能使裂纹继续扩展,于是材料强度和新裂韧性大幅度提高。 因此，这种微结构会产生三种不同的增韧机理。在氧化锆中具有亚稳态四方相的盘状沉淀的微粒，如图1-55所示。首先，随着裂纹发展导致的应力增加。会使四方结构的沉淀相通过马氏体相变转变为单斜结构，这一相变吸收了能量并导致体积膨胀产生张应力。这种微区的形变在裂纹附近尤为明显。其次，相变的粒子周围的应力场会吸收额外的能量，并形成许多微裂纹。这些微结构的变化有效地降低了裂纹尖端附近的有效应力强度。第三，由于沉淀颗粒对裂纹的阻滞作用和局域残余应力场的效应，会引起裂纹的偏转。裂纹偏转又引起裂纹的表面积和有效表面能增加，从而增加材料的韧性。上述的情况同样适甩于粒子和短纤维强化的复合材料中。

增韧

影响抗冲击强度的因素： 1、缺口的影响 冲击实验时，有时在试样上预置缺口，有时不加缺口。有缺口试样的抗冲强度远小于无缺口试样，原因在于有缺口试样已存在表观裂纹，冲击破坏吸收的能量主要用于裂纹扩展。 另外缺口本身有应力集中效应，缺口附近的高应力使局部材料变形增大，变形速率加快，材料发生韧-脆转变，加速破坏。缺口曲率半径越小，应力集中效应越显著，因此预置缺口必须按标准严格操作。 2、温度的影响 温度升高，材料抗冲击强度随之增大。对无定形聚合物，当温度升高到玻璃化温度附近或更高时，抗冲击强度急剧增大。 对结晶性聚合物，其玻璃化温度以上的抗冲击强度也比玻璃化温度以下的高，这是因为在玻璃化温度附近时，链段运动释放，分子运动加剧，使应力集中效应减缓，部分能量会由于材料的力学损耗作用以热的形式逸散。右图给出几种聚丙烯试样的抗冲强度随温度的变化，可以看出，在玻璃化温度附近抗冲强度有较大的增长。 3、结晶、取向的影响 对聚乙烯、聚丙烯等高结晶度材料，当结晶度为40-60%时，由于材料拉伸时有屈服发生且断裂伸长率高，韧性很好。结晶度再增高，材料变硬变脆，抗冲击韧性反而下降。这是由于结晶使分子间相互作用增强，链段运动能力减弱，受到外来冲击时，材料形变能力减少，因而抗冲击韧性变差。 从结晶形态看，具有均匀小球晶的材料抗冲击韧性好，而大球晶韧性差。球晶尺寸大，球晶内部以及球晶之间的缺陷增多，材料受冲击力时易在薄弱环节破裂。 对取向材料，当冲击力与取向方向平行，冲击强度因取向而提高，若冲击力与取向方向垂直，冲击强度下降。由于实际材料总是在最薄弱处首先破坏，因此取向对材料的抗冲击性能一般是不利的 4、共混，共聚，填充的影响 实验发现，采用与橡胶类材料嵌段共聚、接枝共聚或物理共混的方法可以大幅度改善脆性塑料的抗冲击性能。 采用丁二烯与苯乙烯共聚得到高抗冲聚苯乙烯；采用氯化聚乙烯与聚氯乙烯共混得到硬聚氯乙烯韧性体，都将使基体的抗冲强度提高几倍至几十倍。 橡胶增韧塑料已发展为十分成熟的塑料增韧技术，由此开发出一大批新型材料，产生巨大经济效益。 5、填充、复合改性效果 在热固性树脂及脆性高分子材料中添加纤维状填料，也可以提高基体的抗冲击强度。纤维一方面可以承担试片缺口附近的大部分负荷，使应力分散到更大面积上，另一方面还可以吸收部分冲击能，防止裂纹扩展成裂缝。 与此相反，若在聚苯乙烯这样的脆性材料中添加碳酸钙之类的粉状填料，则往往使材料抗冲击性能进一步下降。因为填料相当于基体中的缺陷，填料粒子还有应力集中作用，这些都将加速材料的破坏。 近年来人们在某些塑料基体中添加少量经过表面处理的微细无机粒子，发现个别体系中，无机填料也有增韧作用。

PVC增韧剂全解

PVC增韧剂 一、PVC 1.简介 PVC是一种综合性能优良、价格低廉和原料来源广泛的通用塑料,其产量仅次于聚乙烯而居世界树脂产量第二位。具有阻燃、耐磨、耐酸碱、绝缘等优良的综合性能和价格低廉、原料来源广泛的优点,被广泛应用于农业、化工、建筑等各个部门。 2.优缺PVC制品用作结构材料,强度和韧性是两个重要的力学性能,但是PVC玻璃化温度高,通常呈脆性,存在着抗冲击强度低,加工性能差等缺点,这些缺点大大限制了在生产中的使用。PVC具有韧性差、缺口冲击强度低、耐热性差、增塑作用不稳定等缺点,这严重制约了PVC 在性能要求较高领域的应用。 3.改性方法 通过化学改性和物理改性两种方式可以改善PVC的上述缺点。化学改性是在PvC链段上引人柔性链节单元,以提高其韧性,但化学改性由于经济和技术的限制,研究成果不多。物理改性是改性剂与VPC共混,起到增韧的作用,是一种简单易行、经济实用的方法。我们主要讨论增韧剂与PVC物理共混改性PVC。 二、PVC增韧剂 1.增韧剂 2.弹性体增韧剂： 2.1NBR是增韧PvC最早商品化的改性剂,因其耐油、耐老化、耐腐蚀且与VPC相性好等优点而倍受青睐。Man。等[川发现Pve与NBR在一50℃下进行机械共混时,两相之间具有较好的相容性,体系交联结构的存在使体系具有良好的综合力学性能。随着NBR含量的增大,体系的断裂伸长率迅速增大,但拉伸强度有所下降。 2.2CPE是通过在在聚乙烯分子链上引入氯原子得到的一种韧性高分子聚合物。Whittle A J 等研究了不同含量的CPE对PVC的韧性影响,在他们的测试范围内,复合材料的韧性与CPE 几乎成线性关系。 2.3EvA是乙烯与醋酸乙烯醋共聚而成的一种橡胶弹性体。TPU是一种新型的热塑性树脂,具有较高的力学性能,弹性好,耐油、耐磨、介电性能好等优点,但价格较高。 2.4ABS与PVC溶解度参数相近,经SEM分析发现二者有良好的相容性。若在VPC与ABS 的共混体系中加入CPE,体系的冲击强度和断裂伸长率大幅度提高,而拉伸强度随CPE用量的增加而下降。 3.与刚性粒子共混增韧改性： 由于弹性体在增韧聚合物的同时,却使聚合物的强度等大幅度下降,人们开始研究刚性粒子增韧聚合物的可能性。自Kuaruchi和ohta提出脆性塑料分散于具有一定韧性的基体中能进一步提高混合体系的冲击强度后,国内学者纷纷对此进行了研究。 3.1无机刚性粒子共混增韧改性无机刚性粒子,如CaCO,在过去很长一段时间内一直作为降低

环氧树脂增韧途径与机理

环氧树脂增韧途径与机理 环氧树脂(EP)是一种热固性树脂，因其具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性，而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。由于纯环氧树脂具有高的交联结构，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定限制。因此对环氧树脂的共聚共混改性一直是国内外研究的热门课题。 一、序言 目前环氧树脂增韧途径，据中国环氧树脂行业协会专家介绍，主要有以下几种：用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性； 用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互穿网络米增韧改性； 通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧； 控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。 近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法，如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混；使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(I PN)体系；用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性；用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。这些方法既可使环氧捌脂的韧性得到提高，同时又使其耐热性、模量不降低，甚至还略有升高。 随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展，环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。中国环氧树脂行业协会专家表示，这种发展趋势使得对其增韧机理的研究H益深入，增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据，因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。 采用热塑性树脂改性环氧树脂，其研究始于20世纪80年代。使用较多的有聚醚砜(P ES)、聚砜(P S F)、聚醚酰亚胺(P EI)、聚醚醚酮(PE EK)等热塑性工程塑料，人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，这些热塑性树脂不仪具有较好的韧性，而且模量和耐热性较高，作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相，它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高，而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。 二、热塑性树脂增韧环氧树脂 1、热塑性树脂增韧方法 未改性的PE S对环氧的增韧效果不明显，后来实验发现两端带有活性反应基团的P ES 对环氧树脂改性效果显著。如苯酚、羟基封端的P E S可使韧性提高100%；双氨基封端、双羟基封端的P E S也是有效的改性剂；环氧基封端的PE S由于环氧基能促进相互渗透，因而也提高了双酚A型环氧树脂的韧性。以二氨基二苯砜为固化剂，P E S增韧的环氧树脂

非弹性体增韧剂的研究

环氧树脂增韧研究进展* 余剑英孙涛官建国 （武汉理工大学） 摘要：介绍了以橡胶弹性体，非弹性体，热塑性树脂，热致液 晶聚合物，原位聚合刚性高分子及大分子固化剂等方法增韧环氧 树脂的研究进展和增韧机理 Abstract; Introduced to the rubber elastomer, non-elastomer, thermoplastic resin, thermotropic liquid crystalline polymers, rigid polymers and macromolecules in situ polymerization method of toughened epoxy resin curing agent of progress and toughening mechanism 关键词：环氧树脂；增韧；机理 环氧树脂以其优良的电绝缘性，化学稳定性，粘接性，在机械，电子，航天航空，涂料，粘接等领域得到了广泛的应用，但环氧树脂固化后性脆，耐冲击性能差而且容易开裂的缺点在很大程度上制约了其在那些需要高抗冲击及抗断裂等场合下的应用【1】从60年代初期人们就用加入增塑剂，增柔剂等方法对其进行改性，但是效果不是很理想，后发展到用液体端羧基丁腈橡胶改性时才取得了初步的成果，随后研究的领域又扩展到其它的橡胶和弹性体上【2】。80年代后，人们开始把目光投向了一些热塑性材料，如聚醚砜，聚砜等，使改性的领域大大拓宽，进入九十年代以后，出现了新型的高分子材料——热致性液晶聚合物和大分子的固化剂来增韧环氧树脂。综述了环氧树脂增韧改性的主要研究进展。 1 环氧树脂的增韧改性方法 1.1 橡胶类弹性体增韧环氧树脂 对环氧树脂增韧,最初的方法是在环氧树脂中加入一些增柔剂,但由于这会大大降低环氧树脂的其它性能,如耐热性,硬度等,故后来人们采用橡胶类弹性体尤其是反应性液态聚合物如液体端羧基丁腈橡胶(CTBA), 端羟基丁腈橡胶(HTBN) 聚硫橡胶等对环氧树脂增韧,才使环氧树脂在其它的性能降低不是太大的情况下韧性得到大大的提高。 橡胶类弹性体对环氧树脂的增韧一般认为是由于橡胶与环氧树脂的poisson比不同,导致材料受到冲击时应力场不均匀,应力集中使橡胶粒子具有诱发银纹和产生剪切带的能力,由于银纹和剪切带能吸收大量的能量,而使环氧树脂的韧性有较显著的提高【2】但这只适用于低密度交联的环氧树脂体系P 因为在高密 度的环氧树脂交联体系中并未观察到银纹结构，因此kinLoch等【3】又建立了

陶瓷复合材料的增韧

陶瓷基复合材料的增韧研究进展（综述） 摘要：陶瓷材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀等优异性能，但是陶瓷材料的脆性问题一直制约着陶瓷材料的发展。近年来，人们在提高陶瓷的韧性方面取得了众多成果。本文介绍了近五年来国内外关于纳米陶瓷基复合材料的增韧问题的研究进展，并对陶瓷基复合材料的增韧进行了前景展望。 关键词：陶瓷基复合材料；增韧；研究进展 Research and Development of Toughening of Ceramic Matrix Composites (A Review) Zhou Kui State Key Laboratory of Material Processing and Die&Mould Technology, Huazhong university of science and technology Abstract:Ceramic materials have outstanding performance at strength, high temperature resistance, corrosion resistance, but the development of ceramic materials has been restricted by the brittleness of ceramic materials.In recent years,many achievements in improving ceramic toughness has been made.In this paper,the research status about ceramic matrix composite toughening problem at home and abroad had been introduced and the prospect of ceramic matrix composite toughening was also proposed. Keywords:ceramic matrix composites;toughening;research status 1、引言 陶瓷材料不管是在古代还是当今社会都是不可缺少的材料，它和金属材料、高分子材料并列为当代三大固体材料。[1]陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点，不仅可用作结构材料，由于其还具有某些特殊的性能，因此它也可作为功能材料。[2] 目前，新型的陶瓷材料正在以往使用金属的领域中得到应用，如发动机零部件、高温喷嘴、磨球、轴承、耐磨部件、刀具等。由于结构陶瓷固有的脆性，其具有灾难性破坏的致命弱点，使其可靠性较差，因此，改善陶瓷材料的韧性就成为直接关系到陶瓷材料在高科技领域中应用的关键。近年来，围绕陶瓷材料韧化这一关键性问题，已进行了大量而深入的基础研究，取得了不少突破性的进展。主要表现在以下几个方面：[3] （1）发展了高纯、超细、均质的陶瓷粉体制备技术，最终提升陶瓷的韧性； （2）开发出了流延法成型、轧膜成型、注射成型、挤制成型以及近年来出现的胶态成型等实用新型成型工艺； （3）发展了热压烧结、热等静压烧结、气压烧结、微波烧结、自蔓延高温合成、等离子放电烧结等烧结新技术；

增韧2

聚合物增韧 摘要：总结了聚合物增韧机理的原理，讨论了分散相橡胶类弹性题增韧的机理、影响增韧的因素及无机刚性粒子增韧聚合物。 前言 聚合物共混改性一直是高分子材料科学研究的重要内容，它是从聚合物增韧改性开始的。橡胶增韧塑料机理的研究早在20世纪50年代就已开始。早期就出现了微裂纹理理论、剪切屈服理论和裂纹核心理论等，并逐步建立了较普遍接受的银纹剪切带理论和橡胶粒子空洞化理论。20世纪80年代中期，人们开始讨论研究采用非弹性代替橡胶增韧聚合物的新思路。随着增韧理念的发展，增韧理论由传统的定性分析进入了定量分析阶段，不断地完善，对聚合物增韧作出巨大贡献。聚合物增韧还有着很大的发展前景。 一、聚合物增韧的机理 1、银纹剪切带理论 橡胶颗粒在增韧体系中发挥着两个重要的作用：一是作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带；二是控制银纹的发展，并使银纹终止而不致发展成破坏性裂纹。银纹尖端的应力场可以诱发剪切带的产生，而剪切带也可以阻止银纹的进一步发展。大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量，因而使材料的冲击强度显著提高。该理论的特点是既考虑了橡胶颗粒的作用（既引发银纹和剪切带，并终止银纹发展），又考虑了树脂连续相性能的影响。此外，还明确指出了银纹的双重功能：一方面，银纹的产生和发展消耗大量能量，可提高材料的破裂能；另一方面，银纹又是产生裂纹，并导致材料破坏的先导。该理论已经被广泛地用来定性解释橡胶增韧的机理。 大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。剪切形变只是物体形状的改变，分子间的内聚能和物体的密度基本不变。银纹化过程则使物体的密度大大下降。一方面，银纹体中有空洞，说明银纹化造成了材料一定的损伤，是亚微观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机

增韧剂的选择及对PA66性能的影响

增韧剂的选择及对PA66性能的影响 1、不同的增韧剂对共混物性能的影响及选择 尼龙66是准韧性基体，具有高的裂纹引发能和低的裂纹增长能，因此具有较高的无缺口冲击强度和较低的缺口冲击强度，因此提高尼龙66的缺口冲击强度（增韧）是必要的。用与尼龙66的增韧剂有弹性体EPDM，POE，EVA等，有机刚性粒子有聚烯烃类PE，PP等。 以弹性体增韧PA66的主要机理是，以形变中的弹性体本身吸收一定的能量，同时弹性体微粒在塑料基体中作为应力集中的产物，产生应力集中效应，引发基体的剪切屈服和银纹化，吸收了大量的能量，从而实现了增韧的目的。 以聚烯烃增韧PA66，由于聚烯烃PE和PA66之间的拉伸弹性模量和泊松比存在差异较大，在分散相的界面周围回产生高的静压强，在其作用下，作为分散相的PE易发生屈服产生冷拉伸，引起大的塑性形变，吸收了大量的冲击强度，达到增韧的目的。 可用于PA66增韧的增韧剂有EPDM，POE，PE，EVA等，但不同的增韧剂对其共混物的增韧效果及对刚性的影响不同。由于PA66是强极性高分子与弹性体本身相容性较差，因此常用弹性体接枝马来酸酐法来解决相容性问题。 聚烯烃的增韧效果远不如弹性体EPDM，POE，对于单纯的增韧PAA66来说，加入少量的弹性体就能达到增韧的目的，但作为增强增韧材料的增韧剂，除了要考虑到增韧剂对共混物韧性的影响外，我们还应该关注其增韧剂的加入对共混物综合力学性能的影响，入拉伸强

度，弯曲强度等。 2、PE-g-MAH的含量对共混物力学性能的影响 在PA66与PE-g-MAH共混后，在PE-g-MAH含量少与30%的情况下，共混材料的冲击强度随PE-g-MAH的含量的增加而逐步上升，在PE-g-MAH的含量为30%时，冲击强度达到最大值，然后逐渐下降。这一现象的出现一方面应归于PE经马来酸酐接枝改性后，其表面由中性变为酸性，由非极性变为极性，与碱性的PA66酸碱相匹配，相容性有所增加，这有利于PA66基体中分散和增强界面的相互作用。另一方面归因与PE-g-MAH上的酸酐基团在熔融过程中与PA66中的氨基发生了化学键合反应。 在PE—g-MAH含量为10%和30%增韧效果较明显，这2个数值是选择PE—g-MAH含量的较合理的用量。 3.接枝PE的影响工艺 马来酸酐接枝PE反应过程中，会伴随发生交联反应，交联度的大小会不同程度的影响增韧PA66的性能，主要表现在冲击强度，流动性及材料的表观性能等方面。交联度过小时，增韧效果不是十分明显，这是由于交联度太小，聚合物未交联的大分子多线性结构的接枝PE在外力作用下易产生变形这种形变发生导致在接枝PE与PA66的过渡区多重银纹甚至裂纹。而交联度过大时，PE-g-MAH几乎失去流动性，从而失去弹性，对增韧PA来说几乎没有增韧效果。 PE接枝过程中的交联主要原因是PE与MAH在引发剂DOP的引发作用

PP增韧改性

塑料增韧配方设计 一、塑料的韧性 塑料的韧性是指抗御外来冲击力的能力，常用冲击强度之大小来表示。 冲击强度是指试样受到冲击破坏断裂时，单位面积上所消耗的功。它可用于评价材料的脆性或韧性强度，材料的冲击强度越高，说明其韧性越好；反之说明材料的脆性越大。 可用于测定材料冲击强度的方法很多，已见报道的不下十五种，但比较常用的有如下三种。 （1）悬臂梁冲击强度也称为Izod试验法，适用于韧性较好的材料。它将冲击样条的一端固定而另一段悬臂，用摆锤冲击式样的方法。其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比，单位kj/m2。对于韧性好的材料，因难以冲断往往在试样上开一小口，所以悬臂梁冲击强度常常需要标注有缺口或无缺口。 （2）简支梁冲击强度也称为Charpy法，适用于脆性材料。它将试样条的两端放在两个支点上，用摆锤冲击式样的方法。其计算方法为冲击破坏过程中所吸收的能量与试样原始截面积之比，单位kj/m2。此法有时也在试样上开口。 （3）落球冲击强度在规定的条件下，用规定形状和质量的落球（锤），在某一高度上自由落下对制品进行冲击，通过改变球的高度和质量，直至塑料制品被破坏为止。测定此时落球的高度和质量，可计算出制品在此高度下被破坏时所需能量，单位J/m2。 由于塑料制品的冲击强度对温度依赖性很大，所以测试时必须规定温度值。一般设置两种温度，常温为23，低温为-30. 同一种塑料制品，用不同的方法测定其冲击强度，会得到不同的结果，并无可比性，甚至会出现相反的结果。因此，要对韧性大小进行比较，必须用同一种测试方法。

在我们接触的塑料中，其韧性相差很大，常用塑料的落球冲击强度值见表1-1所以。 在不同应用场合中，对塑料制品的冲击强度要求不同。如汽车保险杠要求落球冲击强度大于400J/m，如此高的冲击强度要求，对大部分塑料而言都需要增韧改性方可使用。传统的增韧方法为在树脂中共混弹性体材料，其增韧效果很好，但不足之处为刚性降低，近年来开发出了新的刚性增韧方法，增韧和增强同时进行。 二、塑料弹性体增韧配方设计 1、塑料弹性体增韧机理 弹性体增韧的机理很多，目前最成熟的为银纹-剪切带理论。该理论的核心思路为在基体树脂内加入弹性体后，在外来冲击力的作用下，弹性体可引发大量裂纹，树脂则产生剪切屈服，靠银纹-剪切带吸收冲击能量。对于不同类型的树脂，银纹和剪切屈服对抗冲击的贡献不一样， 以脆性树脂为基体的弹性体增韧体系，外来冲击能主要靠银纹来消耗；如PS属于脆性材料，银纹对增韧的贡献大。要求弹性体的尺寸要与银纹的尺寸一致才有效，加入的弹性体要高浓度、大颗粒。 以韧性树脂为基体的弹性体增韧体系，外来冲击能主要靠剪切屈服来消耗；

陶瓷材料的增韧机理

陶瓷材料的增韧机理 引言:现代陶瓷材料具有耐高温、硬度高、耐磨损、而腐蚀及相对密度轻等许多优良的性能。但它同时也具有致命的弱点,即脆性,这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。因此,陶瓷材料的强韧化问题便成了研究的一个重点问题。陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这就是陶瓷脆性的本质原因。人们经过多年努力,已探索出若干韧化陶瓷的途径,包括纤维增韧、晶须增韧、相变增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。这些增韧方法的实施,使陶瓷材料的韧性得到了较大的提高,使陶瓷材料在高温结构材料领域显示出强劲的竞争潜力。 增韧原理： 1.1纤维增韧 为了提高复合材料的韧性,必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击),吸收能量的方式无非是两种:材料变形和形成新的表面。对于脆性基体和纤维来说,允许的变形很小,因此变形吸收的断裂能也很少。为了提高这类材料的吸能,只能是增加断裂表面,即增加裂纹的扩展路径。纤维的引入不仅提高了陶瓷材料的韧性,更重要的是使陶瓷材料的断裂行为发生了根本性变化,由原来的脆性断裂变成了非脆性断裂。纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制包括基体预压缩应力、裂纹扩展受阻、纤维拔出、纤维桥联、裂纹。 1.2 晶须增韧

陶瓷晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶,因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体[8]。陶瓷 晶须目前常用的有SiC晶须,Si3N4晶须和Al2O3晶须。基体常用的有ZrO2,Si3N4,SiO2,Al2O3和莫来石等。采用30%(体积分数)B2SiC 晶须增强莫来石,在SPS烧结条件下材料强度比热压高10%左右,为570MPa,断裂韧性为415MPa#m1/2，比纯莫来石提高100%以上。王双喜等[10]研究发现,在2%(摩尔分数)Y2O32超细料中加入30%(体积 分数)的SiC晶须,可以细化2Y2ZrO2材料的晶粒,并且使材料的断裂方式由沿晶断裂为主变为穿晶断裂为主的混合断裂,从而显著提高了复合材料的刚度和韧性。 1.3 相变增韧 相变增韧ZrO2陶瓷是一种极有发展前途的新型结构陶瓷,其主要是 利用ZrO2相变特性来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具 有优良的力学性能,低的导热系数和良好的抗热震性。它还可以用来显著提高脆性材料的韧性和强度,是复合材料和复合陶瓷中重要的增韧剂。近十年来,具有各种性能的ZrO2陶瓷和以ZrO2为相变增韧物质的复合陶瓷迅速发展,在工业和科学技术的许多领域获得了日益广泛的应用。 ZrO2在常压及不同的温度下,具有立方(c2ZrO2)、四方(t2ZrO2)及 单斜(m2ZrO2)等3种不同的晶体结构。当ZrO2从高温冷却到室温时,要经历cytym的同质异构转变,其中tym会产生3%~5%的体积膨胀和7%~8%的剪切应变,由于ZrO2自身马氏体转变的这个特点,引起显著 裂纹韧化和残余应力韧化,可使韧性得到显著提高。ZrO2的增韧机 制一般认为有应力诱导相变增韧、微裂纹增韧、压缩表面韧化。在

聚合物的增韧

聚合物的增韧 摘要：本文是一篇关于聚合物实现既增韧的综述，方法及其机理，并讨论了聚台物实现增韧的条件。介绍几近年来增韧的几种材料。 聚合物作为结构材料，强度和韧性是两个重要的力学性能。塑料改性中增韧一直是高分子材料科学研究的重要内容，但一般情况下，增韧和增强往往是相互矛盾。增韧塑料其韧性、冲击性能提高，但材料的强度和刚度下降；而在增强塑料中，又通常导致韧性、冲击强度的降低。因此，如何获得既增强又增韧的综合性能优良的高分子材料，是高分子材料科学研究中的热门课题。 1. 弹性体（增韧）和填料（增强)的共同作用 早在上世纪初，人们就发现用橡胶类弹性体作为增韧剂以适当的方式分散于塑料基体中达到增韧目的，如环氧、尼龙、聚丙烯等的橡胶增韧。过去几十年来，人们在橡胶增韧塑料的机理方面做了大量的研究工作，并提出了许多理论。早期，Merz等人认为橡胶促使脆性材料韧性提高的原因是当材料在应变中产生裂纹时，有些橡胶粒子横跨于裂纹两端产生伸长变形，阻止裂纹扩展并吸收能量。后来Newman、Schmit、Bucknall等人发现橡胶增韧脆性材料的机理不在于橡胶微粒本身吸收能量，而主要是橡胶微粒在在塑料基体中作为应力集中体引发基体的剪切屈服和银纹化，从而因塑料基体本身吸收能量而使材料的韧性得到提高。但是橡胶类弹性体增韧塑料往往导致材料的强度、刚度、抗蠕变性、热变形温度等性能降低。如何保持既提高材料的强度、刚性争眭能的基础上，提高共混材料的韧性，便是目前塑料改性

的方向之一。而在填充、纤维增强聚合物复合材料中，填料的浓度、形态、尺寸、粒度分布、表面积、堆砌方式和纤维含量、分布、表面化学性质等对材料性能影响很大。在填充和纤维复合增强聚合物中，材料的性能除了取决于各组分的性能外，两组分间的界面的相互作用也是影响增强聚合物复合材料的重要因素之一。有关增强复合材料界面作用机理，现已提出了许多理论，其中比较重要的有：物理吸附或表面浸润理论，化学键理论，可形变层理论，束缚层理论和互穿网络理论。这些理论对于许多实验结果虽已取得较为成功的解释，但它们各有侧重。 在增强塑料中，材料的拉伸、压缩、弯曲强度和硬度一般都得到提高。但不少体系的材料韧性、冲击性能明显下降，如ABS、POM 等。因此，近年来用填料、纤维增强并用弹性体增韧聚合物体系的研究越来越多，以期获得刚性、强度和韧性达到最佳平衡的、综合性能优良的高分子材料，如研究的聚丙烯体系有：PP／弹性体／云母、PP／弹性体／硅灰石、PP／弹性体／碳酸钙、PP／弹性体／阻燃剂、PP／弹性体／纤维等。从而发挥橡胶的增韧和填料、纤维的增强作用，达到既增韧又增强的目的。在这类增韧增强的三元组分体系中，材料的力学性能不仅取决于各组分的性能，而且与相形态有关，尤其两种改性剂在基体内形成的分散相的形状、结构、大小对材料的性能有决定性的影响。增韧剂和增强剂可以各自独立地以分散相存在，也可以形成以填料为棱、弹性体为壳的核一壳结构分散相，则在填料或纤维和基体之间形成一个橡胶的界面层，或者形成独立分散与棱一壳形态的混

陶瓷材料的增韧机理

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陶瓷材料的增韧机理 引言:现代陶瓷材料具有耐高温、硬度高、耐磨损、而腐蚀及相对密度轻等许多优良的性能。但它同时也具有致命的弱点,即脆性,这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。因此,陶瓷材料的强韧化问题便成了研究的一个重点问题。陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这就是陶瓷脆性的本质原因。人们经过多年努力,已探索出若干韧化陶瓷的途径,包括纤维增韧、晶须增韧、相变增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。这些增韧方法的实施,使陶瓷材料的韧性得到了较大的提高,使陶瓷材料在高温结构材料领域显示出强劲的竞争潜力。 增韧原理： 1.1纤维增韧 为了提高复合材料的韧性,必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击),吸收能量的方式无非是两种:材料变形和形成新的表面。对于脆性基体和纤维来说,允许的变形很小,因此变形吸收的断裂能也很少。为了提高这类材料的吸能,只能是增加断裂表面,即增加裂纹的扩展路径。纤维的引入不仅提高了陶瓷材料的韧性,更重要的是使陶瓷材料的断裂行为发生了根本性变化,由原来的脆性断裂变成了非脆性断裂。纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制包括基体预压缩应力、裂纹扩展受阻、纤维拔出、纤维桥联、裂纹。 晶须增韧 陶瓷晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶,因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体[8]。陶瓷晶须目前常用的有SiC 晶须,Si3N4晶须和Al2O3晶须。基体常用的有ZrO2,Si3N4,SiO2,Al2O3和莫来

增韧剂的种类及作用

1．丙烯酸酯类聚合物(ACR) ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物，ACR为近年来开发的最好的冲击改性剂，它可使材料的抗冲击强度增大几十倍。ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。尤其适用于户外使用的PVC塑料制品的冲击改性，在PVC塑料门窗型材使用ACR作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好，表面光洁，耐老化好，焊角强度高的特点，但价格比CPE高1／3左右。国外常用的牌号如K-355，一般用量6—10份。目前国内生产ACR冲击改性剂的厂家较少，使用厂家也较少。 2．苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS) 热塑性弹性体SBS是由丁二烯与苯乙烯通过阴离子聚合而得的嵌段共聚物。SBS在常温下有两相结构——聚丁二烯的橡胶连续相和聚苯乙烯的树脂微区。连续相聚丁二烯具有橡胶的弹性和良好的耐低温性能。聚苯乙烯链段聚集在一起呈分散相(微区)，起着交联和增强橡胶的作用。当温度升高时由于聚苯乙烯微区加热熔融，交联点熔化产生根好的流动性。所以SBS可与其它树脂热熔共混，而且工业产品大多入粒状，可直接在挤出机中挤出共混连续生产。 3．甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS) MBS可由丁苯胶乳42份(按干质计)、苯乙烯28份、甲基丙烯酸甲酯30份在水中聚合而得。MBS耐无机碱、酸，不耐酮、芳烃、脂肪烃和氯代烃等溶剂。 4．丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体聚合而成的。在树脂的连续相中分散着橡胶相。ABS不透明，水、无机盐、碱和酸对它无什么影响，不溶于大部分醇和烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解

增韧剂的种类及作用

页眉内容 1．丙烯酸酯类聚合物(ACR) ACR为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等单体的共聚物，ACR为近年来开发的最好的冲击改性剂，它可使材料的抗冲击强度增大几十倍。ACR属于核壳结构的冲击改性剂，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物组成的外壳，以丙烯酸丁酯类交联形成的橡胶弹性体为核的链段分布于颗粒内层。尤其适用于户外使用的PVC 塑料制品的冲击改性，在PVC塑料门窗型材使用ACR作为冲击改性剂与其它改性剂相比具有加工性能好，表面光洁，耐老化好，焊角强度高的特点，但价格比CPE高1／3左右。国外常用的牌号如K-355，一般用量6—10份。目前国内生产ACR冲击改性剂的厂家较少，使用厂家也较少。 2．苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体(SBS) 热塑性弹性体SBS是由丁二烯与苯乙烯通过阴离子聚合而得的嵌段共聚物。SBS在常温下有两相结构——聚丁二烯的橡胶连续相和聚苯乙烯的树脂微区。连续相聚丁二烯具有橡胶的弹性和良好的耐低温性能。聚苯乙烯链段聚集在一起呈分散相(微区)，起着交联和增强橡胶的作用。当温度升高时由于聚苯乙烯微区加热熔融，交联点熔化产生根好的流动性。所以SBS可与其它树脂热熔共混，而且工业产品大多入粒状，可直接在挤出机中挤出共混连续生产。 3．甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS) MBS可由丁苯胶乳42份(按干质计)、苯乙烯28份、甲基丙烯酸甲酯30份在水中聚合而得。MBS耐无机碱、酸，不耐酮、芳烃、脂肪烃和氯代烃等溶剂。 4．丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS) ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体聚合而成的。在树脂的连续相中分散着橡胶相。ABS不透明，水、无机盐、碱和酸对它无什么影响，不溶于大部分醇和烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS有极好的抗冲强度且在低温下也不迅速下降，但是它的抗冲性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散程度有关。 5．氯化聚乙烯(CPE) 聚乙烯是结晶高聚物，随着氯的取代破坏了它的结晶性而使它变软、玻璃化温度降低。但在CPE中若氯的含量超过一定量时，玻璃化温度反而增高，因此CPE的玻璃化温度和熔融温度可比原来的聚乙烯高或低。 CPE的性能取决于原料聚乙烯的分子量、氯化程度、分子链结构和氯化方法。由于这些可变因素，所以可得到软性、弹性、韧性、或刚性的不同材料。当含氯量少时其性能接近聚乙烯，而含氯量大时性能接近聚氯乙烯。作为增韧剂用时的CPE含氯量应控制在25-40%之间，成橡胶状物质。由于CPE不存在双键结构，所以用它增韧的共混物的耐老化性要比用MBS的好。此外超细的碳酸钙表面用硬脂酸处理后也可用作增韧剂，它可与聚合物类增韧剂起偶联作用。 6．乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA) EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，它是一类具有橡皮似弹性的热塑性树脂，密度为0.94。EVA的性能取决于醋酸乙烯酯(VA)的含量及分子量。当熔融指数小变、VA含量增高时，它的弹性、柔软性、粘合性、相溶性、透明性和溶解件均有所提高：VA含量降低，则性能近似聚乙烯；若VA含量不变而熔融指数降低，则分子量增大能提而它的抗冲强度。 页脚内容1