从塑料制品的改性理解韧性和刚性

如何利用化学技术改进塑料制品的性能塑料制品在现代生活中扮演着重要的角色，我们几乎无时无刻不与塑料制品接触。

然而，塑料制品的性能问题也广受关注。

为了改进塑料制品的性能，化学技术的应用变得不可或缺。

本文将探讨如何利用化学技术改进塑料制品的性能。

首先，利用化学技术改进塑料制品的稳定性是一个重要的方向。

塑料制品通常暴露在自然环境下，例如强烈的阳光、高温和湿度等。

这些环境因素容易引起塑料分子链的断裂和降解，从而降低塑料制品的寿命和性能。

为了解决这一问题，化学技术可以通过添加稳定剂来提高塑料的热稳定性和耐候性。

稳定剂能够吸收紫外线和热量，防止塑料分子链的降解，从而延长塑料制品的使用寿命。

其次，利用化学技术改进塑料制品的强度和韧性也是一个重要的方面。

当前，塑料制品在某些领域仍然无法替代传统材料，例如钢铁和玻璃。

其中一个原因是塑料制品的强度和韧性相对较低，无法承受剧烈的物理冲击。

为了改进塑料制品的性能，化学技术可以引入增强剂，如纤维素和碳纳米管等。

这些增强剂可以增加塑料分子链之间的相互作用力，提高塑料的强度和韧性。

此外，通过调整塑料的分子结构和交联程度，化学技术还可以改变塑料的物理性质，进一步提高塑料制品的强度和韧性。

此外，利用化学技术改进塑料制品的可塑性也是一个重要的方向。

塑料制品通常需要通过模具注塑来制造，而模具注塑的复杂度和成本取决于塑料的可塑性。

一些传统的塑料材料在高温下容易熔化或变形，限制了其在一些特殊领域的应用。

为了改进塑料的可塑性，化学技术可以通过改变塑料的分子结构和链长来控制其熔点和流动性。

例如，通过引入交联剂，可以使塑料形成交联网络结构，在高温下保持稳定。

此外，化学技术还可以通过调整塑料的添加剂组成和分子量来改变塑料的流动性，进一步提高塑料制品的可塑性和加工性。

最后，利用化学技术改进塑料制品的可降解性也是一个非常重要的方向。

塑料制品的广泛使用产生了严重的环境问题，长时间的分解周期导致塑料垃圾无法有效处理。

改性工程塑料的生产技术改性工程塑料是一种具有优异性能的高性能塑料，通过对普通工程塑料进行改性可以改善其性能，并使其适用于更复杂的应用场景。

改性工程塑料的生产技术主要包括改性方式的选择、改性添加剂的选择和改性工艺的控制等方面。

改性方式的选择是改性工程塑料生产技术的第一步。

常见的改性方式包括填充改性、增韧改性、增强改性、热稳定剂改性、抗氧剂改性等。

填充改性是将纤维、颗粒等填料加入到塑料中，以提高其强度和刚度；增韧改性是添加韧性剂，以提高其韧性和抗冲击性能；增强改性是通过添加增强剂，如玻璃纤维、碳纤维等，以提高塑料的强度和刚性。

改性添加剂的选择是改性工程塑料生产技术的关键。

添加剂的选择应根据具体的改性要求和塑料的性能特点来确定。

常见的改性添加剂包括填料、增韧剂、增强剂、热稳定剂、抗氧剂、增容剂、流动助剂等。

不同的改性添加剂具有不同的作用，可通过改变其类型、添加量和分散状态等来控制塑料的性能。

改性工艺的控制是改性工程塑料生产技术的重要环节。

改性工艺的控制包括预处理、混炼、挤出、注塑、成型等过程。

预处理是将原料进行干燥、筛选等处理，以保证原料的质量和稳定性；混炼是将添加剂与塑料进行均匀混合，并通过熔融混炼或湿法混炼等方式进行；挤出是将混合物熔融后通过挤出机进行挤出成型；注塑是将熔融混合物注入到模具中进行注塑成型；成型则是将塑料制品进行成型并进行冷却和固化等过程。

在改性工程塑料的生产过程中，技术的控制和优化是非常重要的。

首先，需要对原材料进行选择和配比，以保证改性材料的性能和稳定性。

其次，需要合理选择和配置改性添加剂，并通过试验和实际生产验证其效果。

同时，需要控制好改性工艺的每个环节，以保证改性塑料的一致性和稳定性。

此外，还需要对改性塑料进行物性测试和性能评价，以验证改性效果，并不断进行优化和改进。

总之，改性工程塑料的生产技术包括改性方式的选择、改性添加剂的选择和改性工艺的控制等方面。

通过合理选择和配置改性添加剂，并通过控制改性工艺的每个环节，可以生产出优异性能的改性工程塑料，满足不同应用场景的需求。

塑料增韧剂的改性机理与应用塑料作为一种重要的材料，在当今社会中发挥着举足轻重的作用。

然而，由于其脆性以及力学性能的限制，其在某些应用领域中存在一定的局限性。

为了克服这些问题，塑料增韧剂作为一种常见的改性材料被引入，以提高塑料的韧性、冲击性和强度。

本文将探讨塑料增韧剂的改性机理以及其在实际中的应用。

塑料增韧剂是一种被添加到塑料基体中的化学物质，其目的是改善塑料的机械性能。

它们通过改变塑料分子链的结构和间隙，使其更加柔韧和耐冲击。

增韧剂可以通过三种主要的机理增加塑料的韧性：弯曲机理、界面机理和骨架强化机理。

首先，弯曲机理是一种常见的塑料增韧机制。

当外力作用于塑料材料时，增韧剂通过抑制分子链的滑移和脱落来增加材料的变形能力。

增韧剂通常具有较高的柔韧性，并能够吸收和分散剪切应力，从而有效地提高塑料的弯曲性能。

其次，界面机理是增韧剂的另一种重要机制。

增韧剂与塑料基体之间的界面层可以增加分子间的粘附力，从而增强材料的韧性。

界面机理主要通过增加界面的黏着力和减少界面能量来实现。

这种机理还可以形成一种有效的能量分散机制，提高材料的耐冲击性。

最后，骨架强化机理被广泛应用于地理聚合物增韧剂中。

增韧剂通过与塑料基体发生化学反应，形成一种新的网络结构，从而增强材料的力学性能。

这种机制通常通过交联作用或共聚作用来实现，从而形成一种强大的骨架结构，提高塑料的强度和刚性。

塑料增韧剂的应用范围非常广泛。

在汽车制造业中，增韧剂被广泛应用于制造车身和安全部件，如保险杠和仪表盘，以提高车辆的安全性和耐用性。

此外，增韧剂还被广泛应用于电子和电器行业，以提高产品的耐冲击性和耐久性。

在建筑和建材行业中，增韧剂可以增加塑料管道和绝缘材料的强度和耐用性，使其更适合使用于各种恶劣环境中。

除了上述应用领域外，塑料增韧剂还在环保领域中发挥着重要作用。

由于增韧剂可以提高废塑料的韧性和强度，使其更易回收和再利用，从而减少了塑料废弃物的产生和对环境的污染。

塑料的冲击性能和塑料的韧性Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998塑料的冲击性能和塑料的韧性在某些塑料中，冲击强度低是一个很大的弱点,例如PVC、PS、PP等。

尤其是PVC性脆,在光照下降解，加工温度下发生热降解,几乎成为一种无用的材料。

但是,在PVC中加入改性剂，就可变成为可以接受的材料。

通过在PVC中加入大量的增塑剂就可以获得极广泛的用途。

随着科学技术的发展，出现了软质塑料和硬质塑料，当时的塑料要么柔而软，要么硬而脆。

软质塑料使用寿命短，由于增塑剂的挥发和材料在大气中老化降解而变脆成为硬质塑料。

而硬质塑料因为缺乏足够的韧性给塑料工业带来毁灭性的威胁，塑料工业就要开始发展革新性的产品。

开发高分子量和低挥发量、或低抽取性的增塑剂挽救了软质和硬质塑料制品，主要是苯乙烯类的产品开发。

它们因开发在聚合物结构中引入橡胶组分的技术获新生。

塑料添加剂的开发，可改善塑料生产工艺和提高产品性能。

其中增塑剂、稳定剂、冲击改性剂是有利于塑料冲击性能的改善。

以下就材料的韧性和刚性及反映材料韧性的冲击性能的测试作一些叙述。

1.韧性和刚性韧性和刚性是对立的概念。

在力学中有刚度和柔度两个物理量。

“刚度”是指物体发生单位形变时所需要的力的大小;“柔度”则指物体在单位力下所发生的形变大小。

可以看出, “刚度”越大的物体,越不容易发生变形(表现在伸长率很小); “柔度”越大的物体越容易发生变形(表现在伸长率较大)。

一种理想状态，物体的刚度趋近于无穷大(或者物体受力作用其变形小到可以忽略的程度)，我们就称该物体为刚体。

在力学分析时,可以不考虑其自身形变。

因此,刚性是反映物体形变难易程度的一个属性。

韧性的材料比较柔软，它的拉伸断裂伸长率、抗冲击强度较大；硬度、拉伸强度和拉伸弹性模量相对较小。

而刚性材料它的硬度、拉伸强度较大；断裂伸长率和冲击强度就可能低一些；拉伸弹性模量就较大。

本文摘自再生资源回收-变宝网（）塑料韧性的性能表征一、刚性越大材料越不容易发生形变，韧性越大则越容易发生形变。

韧性与刚性相对，是反映物体形变难易程度的一个属性，刚性越大材料越不容易发生形变，韧性越大则越容易发生形变。

通常，刚性越大，材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量（杨氏模量）、弯曲强度、弯曲模量均较大；反之，韧性越大，断裂伸长率和冲击强度就越大。

冲击强度表现为样条或制件承受冲击的强度，通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。

冲击强度随样条形态、试验方法及试样条件表现不同的值，因此不能归为材料的基本性质。

二、不同的冲击试验方法所得到的结果是不能进行比较的冲击试验的方法很多，依据试验温度分：有常温冲击、低温冲击和高温冲击三种；依据试样受力状态，可分为弯曲冲击-简支梁和悬臂梁冲击、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击；依据采用的能量和冲击次数，可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。

不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，并得到不同的结果，这些结果是不能进行比较的。

塑料增韧机理及影响因素一、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。

二、影响塑料增韧效果的因素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。

什么是塑料的改性？塑料改性8大方向众所周知，有些聚合物的纯树脂性能并不是很优秀，大多不能直接使用，需要进行改性来满足制品的需求。

我们常说的改性塑料，到底改性了什么，都有哪些性能可以被改变，密度、透明性、硬度、加工性、强度、韧性？一、什么是塑料的改性？简单来讲，塑料的改性就是通过一些物理、化学等方法改变塑料原有的性能，增加或改善其原有性能，使其更适合终端制品。

二、塑料改性8大方向说到改性，一般的改性塑料都改了材料的哪些性能呢？总结起来大致有8种。

分别是：1、密度改变塑料的密度分为两种，一种是减轻塑料密度，另一种是增加塑料密度，具体看终端应用的选择。

这里主要介绍减轻塑料密度的方式。

降低塑料密度：根据高中公式M=ρV，也就是说当降低材料的密度以后，在原有制品体积不变得前提下，质量也会随着下降，常见用汽车等终端的轻量化中。

常见的降低塑料密度的方法有添加轻质的填料或者树脂，但是密度降低幅度较小；另一种就是发泡技术，此方法的减重范围大。

但是难度稍大。

2、透明度关于塑料的透明性，一般是利用晶体和透明性的关系，塑料的透明度和制品结晶度有关，通过控制制品的不同形态结构，可以改善其透明性。

衡量一种材料的透明性好坏，有许多性能指标都需要考虑。

常用的指标有：透光率、雾度、折光指数、双折射及色散等。

一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。

常用的改变晶型方法有：①控制结晶质量，例如晶型、球晶含量、晶体尺寸、晶体规整性的控制。

②提高折射率，主要是通过加入不影响透明性的高折射率有机物或无机物来提高。

③降低双折射，可通过控制加工中的取向，即降低取向度而达到降低双折射的目的。

④添加改进塑料的透明性，是指在透明树脂中加入小分子物质，从而改善其透明性的方法。

利用这种方法可提高透光率、折射率，降低双折射。

⑤添加成核剂，是增大透明树脂透光率最有效的一种方法。

成核剂是一种可以促进结晶的小分子物质。

它在树脂中可以起到晶核的作用，使原有的均相成核变成异相成核，增加结晶体系内晶核的数目，使微晶的数量增多，球晶数目减少，从而使晶体尺寸变细，树脂的透明性提高。

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。

表1-1 常用塑料的落球冲击强度在不同应用场合中，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。

塑料增韧的机理探讨塑料的增韧是一个永恒的话题，论坛里面的改性板块已经有很多坛友进行了深入讨论。

我想提一个基本的框框和大家讨论，我们通常认为韧性的提高需要在材料受到较大的外力时，最好产生银纹或者剪切滑移变形带，也就是说在裂缝出现之前让高分子链产生形变以尽可能多的吸收冲击的能量。

当然对于银纹和剪切滑移变形带的产生原因是不同的。

通常，银纹的产生是在张应力作用下产生的，银纹是一个细小的裂纹，裂纹中贯穿着高分子链，因而银纹并不是空的。

而剪切滑移变形带是由剪力造成的。

在与张力成45度角的方向剪力最大，因此剪切滑移变形带多发生于此。

银纹和剪切滑移变形带都是发生了塑性形变，这种塑性形变都是表观塑性形变，在温度升高时，由于熵弹性，形变可以回复。

通常的增韧方法包括橡胶粒子增韧，近年来又发展了刚性粒子增韧。

橡胶粒子增韧的机理目前以Wu氏增韧机理最为大家接受。

而关于刚性粒子增韧的机理则较为复杂，希望大家对此进行讨论，并结合具体的工程实际。

高分子共混填充增强增韧新途径完成单位：中科院化学研究所鉴定单位：中国科学院内容摘要高分子结构材料的刚度（包括强度）和韧性是相互制约的两项最重要的性能指标。

因此，增强刚度的同时增强增韧的研究一直是高分子材料科学的难题。

该成果在解决高分子材料同时增强增韧的科学难题方面，获得重要突破，在国内首次成功地制备出不含橡胶的高强度，超高韧性聚烯烃工程塑料，为大品种通用塑料升级，为工程塑料以及工程塑料进一步高性能化提供了新途径。

该成果以聚烯烃为主要研究对象，用塑料和无机刚性粒子增韧剂，通过形态与界面控制，制备增强增韧共混聚合物和复合材料。

应用应力分析、断裂力学、分析几何及逾渗模型理论和电子显微镜、计算机图象分析、红外光谱核及核磁共振等测试技术，研究宏观力学性能与形态，界面粘结，细观损伤及基本链结构的关系，探索增强增韧的基本规律，提出了聚合物，刚性粒子共混物的脆韧转变判据，突破了传统的用橡胶增韧塑料才能获得高韧性高分子材料的观念，成功地制备出不含橡胶的高强度、超高韧性聚烯烃工程塑料。