无机刚性粒子增韧聚合物研究进展

无机填料增韧聚合物
无机填料是一种常用的增韧聚合物的方法，它通过向聚合物中
添加无机颗粒或纤维来提高其力学性能和耐用性。

这些无机填料可
以是各种不同的材料，包括但不限于硅酸盐、氧化物、碳酸盐和金
属颗粒等。

无机填料的加入可以改善聚合物的强度、刚度、耐磨性、耐热性和耐化学腐蚀性能。

从力学性能角度来看，无机填料可以有效地增加聚合物的强度
和刚度，使其更适合承受外部应力和负荷。

这对于需要高强度材料
的应用非常重要，比如汽车零部件、建筑材料和航空航天领域的应用。

另外，无机填料还可以改善聚合物的耐磨性，使其在摩擦和磨
损环境下表现更加优异。

这对于制造耐用的工程零部件和耐磨材料
非常重要。

从耐热性和耐化学腐蚀性能来看，一些无机填料可以在聚合物
基体中形成障碍层，阻止化学物质的渗透，从而提高聚合物的耐化
学腐蚀性能。

此外，一些无机填料本身具有优异的耐高温性能，可
以在一定程度上提高聚合物的耐热性。

总的来说，无机填料的加入可以显著改善聚合物的力学性能、耐磨性、耐热性和耐化学腐蚀性能，使其更加适用于各种工程和特殊应用领域。

然而，需要注意的是，填料的选择、添加量和分散均匀性对最终产品的性能有着重要影响，因此在实际应用中需要进行充分的工程设计和材料测试。

聚合物材料韧性增强及断裂机理研究随着科技的不断进步，工程材料的需求也不断增加。

聚合物材料作为一种轻质、可定制和低成本的材料，被广泛应用于机械、化工、建筑、医学等领域。

然而，由于聚合物的脆性和易断裂性，其应用受到一定限制。

为了克服这些问题，人们开始研究聚合物材料的韧性增强及其断裂机理。

聚合物材料的韧性增强是将其强度和塑性均衡提高的过程。

其需要材料的强度和塑性同时提高，以消耗断裂时释放出的应力。

聚合物材料的韧性增强可以通过多种方式实现，包括添加增韧剂、表面/界面改性、热处理等方法。

添加增韧剂是一种最常见的韧性增强方式。

这种方法是通过添加一种或多种高分子材料或无机纳米颗粒到聚合物基体中，来改变聚合物的力学性能。

这些增韧剂可以使聚合物形成球状的颗粒或周围的相，并在断裂时增加能量吸收，从而提高材料的韧性。

表面/界面改性是另一种增强材料韧性的方法，其通过改变材料表面和界面的结构，来增强材料的耐韧性和强度。

这种方法可以使聚合物材料形成更好的界面结构或结合成分，从而抵抗断裂并减少其扩散。

热处理是一种改变聚合物结构的方法。

这种方法通过加热和冷却材料来改变其分子结构和户型，从而增强其强度和塑性。

热处理还可以提高聚合物的孔隙率、减少行内缺陷和增加断裂韧性。

然而，韧性增强并非唯一的问题。

我们还需要了解聚合物材料的断裂机理。

理解聚合物材料的断裂机理可以提高我们对材料的韧性和强度的认识，从而快速修复材料的断裂。

聚合物材料的断裂机理有很多，包括晶界断裂、链断裂、分子扩散、宏观拉伸等。

晶界断裂是指在晶体颗粒之间的界面处出现的断裂。

晶界断裂是聚合物材料中最常见的断裂机理之一，它通常适用于低粘度聚合物材料或软聚合物材料。

链断裂是指聚合物链成为其分子结构中断裂的局部内部点，这是聚合物材料中的另一种常见断裂机理。

分子扩散可以通过增加温度来实现，它被认为是聚合物材料中最重要的机制之一。

宏观拉伸是指聚合物材料中的整个样品或部分样品拉伸的过程。

【专论综述】环氧树脂增韧的研究进展张胜佳1，刘松杭1，王二国2（1.上海大学环境与化学工程学院，上海 200444；2.上海康铭化工有限公司，上海 200072）摘要：环氧树脂作为一种胶粘剂基体，应用非常广泛。

但由于环氧树脂固化后具有较高的交联密度，固化产物脆性大、耐冲击强度低、耐热性能差等缺点，极大地限制了环氧树脂在诸多领域的应用。

文章介绍了近年来国内外环氧树脂增韧改性研究进展，涉及热塑性树脂、无机刚性粒子、弹性橡胶体、互穿聚合物等增韧方法。

关键词：环氧树脂；无机刚性粒子；橡胶弹性体；热致液晶聚合物；互穿聚合物网络中图分类号：TQ323.5 文献标识码：A1引言环氧树脂是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂[1]，它作为一种重要的通用型热固性树脂，具有贮存稳定性高，加工工艺性能好，配方设计灵活多样等优点，已经成为目前广泛应用于机械、电子电器、航空航天、交通运输及建筑等各领域的热固性树脂之一[2-5]。

但环氧树脂固化后可能存在内应力大，质脆，耐疲劳性、耐湿热性、抗冲击韧性差等缺陷，在很大程度上限制了它在高新技术领域的应用[6]。

因而，对环氧树脂的增韧改性研究，就显得非常必要了。

2增韧改性环氧树脂2.1热塑性树脂采用热塑性树脂改性环氧树脂，使用较多的有聚砜醚（PES）、聚砜（PSF）、聚酰亚胺醚（PEI）、聚酮醚（PEK）、聚苯醚（PPO）等热塑性工程塑料，它们对环氧树脂的改性效果显著。

这些热塑性树脂不仅具有较好的韧性，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，它们的加入能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[7]。

刘立朋[8]以热塑性改性聚芳醚酮（PEAK）为增韧剂对环氧树脂进行改性。

通过扫描电镜分析和冲击强度测试研究了PEAK用量对PEAK/EPOXY浇注体冲击性能的影响。

结果表明，纯环氧和质量分数分别为5%，15%，25%，35%和50%质量分数的6种共混浇铸体随着PEAK含量增加而提高，各体系裂纹扩展断面主体呈现为海岸线状-锯齿型海岸线状-韧窝状-镂空状微结构转化，决定了冲击强度性能稳步升高。

SAN增韧改性研究1杨其，马倩，胡俊，李光宪，匡俊杰，冯德才四川大学高分子科学与工程学院，成都（610065）摘要：本文使用弹性体(EPDM), 无机填料(CaCO3)对SAN进行了增韧改性。

考察了改性SAN的力学性能及热性能。

实验结果表明：纯EPDM不能有效的增韧SAN；EPDM-g-MAH 的增韧效果比纯 EPDM的效果好。

关键词：SAN，增韧，EPDM，CaCO3SAN树脂（又叫AS树脂）的全名为丙烯腈－苯乙烯共聚物。

SAN树指具有耐化学腐蚀性，特别是对非极性物质的较高化学稳定性，并有一定的表面硬度，聚合物具有苯乙烯赋予的刚性和加工流动性，基本上保持了聚苯乙烯的透明度，而又比聚苯乙烯的软化点更高、耐化学腐蚀性更好、耐应力开裂性能更强，其长期耐光性和对温度的稳定性均比聚苯乙烯有较大的改善。

因此SAN树脂具有加工性能好，模量高，制品表面光洁，尺寸稳定，耐水、稀酸、碱液、洗涤剂等，耐汽油和煤油性能突出，是一种廉价的工程兼民用塑料。

由于SAN 性脆，因而其应用受到限制，如果将SAN进行增韧改性,性能得到提高，势必使应用领域扩大。

目前国内外对其增韧改性作了很多的研究，也取得了一些进展[1~3]。

本文使用弹性体(EPDM), 无机填料(CaCO3)对SAN进行了增韧改性。

考察了改性SAN 的力学性能及热性能。

1. 实验部分1.1主要实验原料SAN，镇江奇美塑料有限公司；EPDM，美国杜邦陶氏有限公司；EPDM-g-MAH，市售，化工部晨光塑料机械研究所；1.2主要实验仪器及设备双辊筒混炼机，SK-160B，上海橡胶机械厂；0.5兆牛半自动压力成型机，YX-50(D)，上海西玛伟力橡塑机械有限公司；同向旋转双螺杆挤出机，TSSJ-25，化工部晨光塑料机械研究所；塑料注塑机，PS40E5ASE，日本日精树脂工业株式会社；塑料切粒机， PQ-50，化工部晨光塑料机械研究所；缺口制样机， XQZ-1，承德市金建检测仪器有限公司；冲击试验机，IZOD UJ-40，承德市材料试验机厂；电子万能实验机，AG-10TA，日本岛津电子株式会社；1.3 实验工艺流程①双辊实验操作流程（如图1所示）：1本课题得到教育部高校博士点基金（200404610094）的资助。

刚性粒子增韧改性PVC 技术进展X田君宇(黑龙江中盟龙新化工有限公司,黑龙江安达　151401) 摘　要:PVC 是一种价廉的通用树脂,其制品具有良好的力学和电性能,具有阻燃性,透明性,耐化学药品性。

由于其为脆性材料,限制了它在工程领域中的应用,本文概述了非弹性体即刚性有机粒子和刚性无机粒子及一些高聚物增韧改性PVC 的研究情况。

为致力研究改性技术工作者具有一定的知道意义。

关键词:硬质PVC;共混改性;增韧;刚性粒子 中图分类号:T Q320.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0120—021　刚性有机粒子增韧机理多数人认为是“冷拉”作用。

有机粒子作为分散相,在拉伸时并没有引发基体产生银纹和剪切带,而是由于引力集中效应,使基体作用在分散粒子上的30.7万亿m 3。

尽管我国页岩气基础资源雄厚,就页岩气的勘探开发而言,中国还在谋划、起步阶段,谈不上规模化、集约化的发展。

根据美国成功的开发经验,为实现中国开发页岩气资源大规模开发利用,以下几点是推动页岩气产业快速发展的主要因素:应借鉴国外先进开采经验,进行有效的资源评价,确定资源分布区域,根据不同地质状况选择经济合理开采技术及增产方式;在较为成熟的探区开展页岩气开发先导试验,或与国外公司展开技术合作,积累页岩气优选、评价开采技术和分析经验,建立符合我国页岩气开发行之有效的配套技术,为规模开发准备条件;合理利用已成熟的常规天然气开采技术,页岩气勘探开发与天然气勘探开发有相似之处。

天然气按一般地解释是以游离气为主,生成于泥岩,储存于砂岩或灰岩之中,而页岩气生成于泥岩之中,其绝大部分是属于吸附气为主。

其主体技术与常规天然气开采基本相似。

在常规天然气开采技术方面,我国有一系列的配套成熟技术。

因此,进行页岩气的水平井钻井技术、压裂改造技术具备一定的基本条件;国家制定相关扶持政策,增大相关投入设备并设立专项资金,鼓励倡导有关石油公司及相关科研院所进行页岩气资源的勘探开发,尽快将页岩气开发利用起来,缓解我国油气供应压力,为我国能源资源提供重要补充。

添加纳米刚性粒子增韧改性HDPE使用无机刚性粒子对高分子材料进行增韧，是近年来高分子材料科学领域出现的一项重要的新技术，目前对刚性无机粒子增韧的基本条件初步认识有三条：1、刚性粒子与树脂基体之间要有良好的界面粘接力，使应力更容易通过界面传递，界面粘接的好坏与粒子的冷拉有直接影响；2、被增韧基体本身应具有一定韧性。

基体的韧性使得它在共混合金受力时易于屈服形变，产生对刚性粒子的静压力，并使其发生塑性形变以吸收更多的冲击能量；3、刚性粒子要有恰当的尺寸，刚性粒子粒径要小且浓度要达到一定值才能增韧。

从复合材料的观点分析，若粒子刚硬，且粒子与数值界面结合紧密，如粒子经特定的改性剂处理，则助剂粒子也能承受拉应力，起增强改性的作用。

在塑料材料中加入无机填料，不仅可以明显降低材料成本，而且还可以适当改善材料的力学模量、耐热性能和表面硬度等材料性能，然而，在塑料材料中加入无机填充材料后一般都会使材料性能变脆，缺口冲击韧性下降，材料的使用性能收到明显影响。

故其填充材料的加入量不宜过多一般加入量在10%左右，因此这也限制了该种改性方法的进一步深入发展。

如何能在既增加填充量，明显降低塑料材料生产成本的同时，也显著提高其材料的缺口冲击韧性、力学模量和耐热性等，提高塑料材料的使用性能，已经成为近年来人们所关注的热门话题“刚性填料粒子增韧塑料材料”。

添加纳米碳酸钙部分：通过研究纳米C aco3填充HDPE体系的力学性能和流变性能，发现这种体系的脆韧转变消失，具有良好的加工性能和优良的综合性能。

研究表明：a.纳米级碳酸钙即使表面未经过活化处理，对HDPE也有一定的增韧作用；b.纳米级碳酸钙经适当的表面处理，可是HDPE/C aco3复合材料的冲击强度、断裂伸长率明显提高，复合材料的综合力学性能得到改善；c.在纳米级碳酸钙填充HDPE中，脆韧转变点消失，是冲击强度在纳米级碳酸钙含量为20%~25%之间达到最大值。

为了提高填料与基体界面的相容性，需对其进行表面处理，往往通过添加偶联剂和增溶剂的方法获得。

PP增韧及PE/PP共混改性研究摘要：从塑料增韧聚丙烯(PP)体系（主要是与PE共混）、橡胶或热塑性弹性体增韧PP体系以及无机刚性粒子增韧PP体系3个方面详细论述了国内外PP共混增韧改性的研究进展。

采用塑料类作为改性剂增韧PP，虽可增韧，但是由于体系的不相容性，往往要大量使用改性剂或添加相容剂。

PE 增韧P P 的效果取决于共混物中PE 的用量, 当PE 质量分数达到25%～40 %时, 共混物既有良好的韧性和拉伸强度,又有较好的加工性能。

使用橡胶或者热望性弹性体与PP共混增韧效果最为明显。

但由于随着弹性体用量的增加，体系在冲击强度大幅提高的同时也出现了刚性等性能的损失。

此外，还就近年发展起来的无机刚性粒子增韧PP的研究工作进展和机理研究情况作了介绍。

关量词：聚丙烯增韧聚乙烯共混改性聚丙烯(PP)是通用热塑性树脂中增长最快的品种之一，广泛应用于工业生产的各个领域。

PP生产工艺简单，价格低廉，有着优异的综合性能。

而其亟待克服的最为突出的缺点是它的缺口敏感性显著，即缺口冲击强度较低，尤其在低温时更为突出，因此在实际应用中需要进行增韧。

PP共混增韧方法以其效果显著、工业化投资少且迅速易行等特点而广为应用。

共混增韧改性是指用其他塑料或弹性体等作为改性剂与PP共混，以此改善PP的韧性。

常用的改性材料主要分为塑料、橡胶或弹性体以及无机刚性粒子等几类。

1.塑料增韧PP体系采用塑料类作为PP增韧的改性剂．不仅可以达到增韧的目的，而且可使材料的耐磨性、染色性等得到改善，且价格较为低廉。

应用较多的有高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(ILDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯、聚酰胺(PA)等。

但由于他们与PP的不相容性，要使体系达到较高的韧性往往需要加大改性剂用量或添加相容剂。

1．1PP／聚乙烯(PE)1.1.1 高密度聚乙烯结构、性能及应用高密度聚乙烯(HDPE)是在每1000个碳原子中含有不多于5个支链的线型分子所组成的聚合物。