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增韧理论塑料共混改性的一个重要内容是提高一种塑料的韧性，使其满足使用场合和环境对材料韧性的要求。
比较成熟的是橡胶（弹性体）增韧塑料技术，但近几年也发展了非弹性体增韧技术，如无机刚性粒子增韧塑料等。
(1) 弹性体增韧机理弹性体直接吸收能量，当试样受到冲击时会产生微裂纹，这时橡胶颗粒跨越裂纹两岸，裂纹要发展就必须拉伸橡胶，橡胶形变过程中要吸收大量能量，从而提高了塑料的冲击强度。
(2) 屈服理论橡胶增韧塑料高冲击强度主要来源于基体树脂发生了很大的屈服形变，基体树脂产生很大屈服形变的原因，是橡胶的热膨胀系数和泊松比均大于塑料的，在成型过程中冷却阶段的热收缩和形变过程中的横向收缩对周围基体产生静水张应力，使基体树脂的自由体积增加，降低其玻璃化转变温度，易于产生塑性形变而提高韧性。
另一方面是橡胶粒子的应力集中效应引起的（3）裂纹核心理论橡胶颗粒充作应力集中点，产生了大量小裂纹而不是少量大裂纹，扩展众多的小裂纹比扩展少数大裂纹需要较多的能量。
同时，大量小裂纹的应力场相互干扰，减弱了裂纹发展的前沿应力，从而，会减缓裂纹发展并导致裂纹的终止。
（4）多重银纹理论由于增韧塑料中橡胶粒子数目极多，大量的应力集中物引发大量银纹，由此可以耗散大量能量。
橡胶粒子还是银纹终止剂，小粒子不能终止银纹。
（5）银纹-剪切带理论这是业内普遍接受的一个重要理论。
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制之一。
所以，正确认识银纹化现象，是认识高分子材料变形和断裂过程的核心，是进行共混改性塑料，尤其是增韧塑料设计的关键之一。
前言高密度聚乙烯（HDPE）无毒，价廉，质轻，优异的耐湿型及化学稳定性，易成型加工，是广泛应用的塑料材料之一。
但HDPE制品受韧性不够高、硬度低、环境应力开裂能差等限制，不能广泛用作结构材料。
因此，对HDPE进行增韧改性研究，开发高强高韧HDPE共混材料已经变得相当重要。
本文介绍了HDPE的性质参数、牌号分类等基本理论，总结了HDPE的应用和发展趋势，继而阐述了增韧改性的一些理论及方法。
最后通过实验的方法验证HDPE添加纳米刚性例子增韧改性的机理。
以期通过对该理论的理解和深入探讨以达到HDPE管道在低温下增韧改性的目的。
1.HDPE简介高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。
聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。
PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。
分子结构以线型结构[1]为主，支链极少，密度高（0.941-03965g/cm3），结晶度达80～90% ，非极性的热塑性树脂，分子量在200,000到500000 ，软化点为125～135℃，脆化温度 -70℃，使用温度可达100℃，熔点约131℃。
不同的催化剂[2]被用于生产定制特殊性能聚合物。
这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。
在中等压力（15-30大气压），有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。
这种条件下聚合的PE 分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。
2.HDPE的物理化学性能HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。
原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。
PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。
某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。
PE简介1.分子结构特点聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。
PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。
分子结构以线型结构为主，支链极少，密度高（0.941-03965g/cm3），结晶度达80～90% ，非极性的热塑性树脂，分子量在200,000到500000 ，软化点为125～135℃，脆化温度 -70℃，使用温度可达100℃，熔点约131℃。
不同的催化剂[2]被用于生产定制特殊性能聚合物。
断裂伸长率是聚乙烯树脂的一个重要质量指标，它不仅对挤塑加工性能有明显影响，对注塑、吹塑制品的使用性能也有一定影响。
HDPE基本的物性参数有：熔融指数（MFR）、密度（D）、分子量分布（MWD）、分子量（MW）和和添加剂。
其中前三项是影响HDPE断裂伸长率的主要因素。
各种等级HDPE的独有特性是这几种基本变量的适当结合，不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。
这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。
在实际生产中，通过改变这几个基本物性参数来实现对其它使用特性的控制。
2.物理化学性能英文名称:Polyethylene（简称PE）比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% ，成型温度： 140-220℃。
特点：耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.成型特性：1）结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.2）收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.3）加热时间不宜过长,否则会发生分解.4）软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.5）可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.3. 冲击性能3.1材料的强度及冲击理论强度是材料抵抗变形或破坏的能力；破坏现象泛指材料所产生的断裂、疲劳、磨损等物理力学性能的失效行为。
PP改性知识大全（含配方）（塑料技术咨询）P是一种常用的塑料原料，也是常用的改性原料之一，对其改性方法可分为填充改性、增强增韧改性、共混改性及功能性改性四种，以下为您详细介绍。
填充改性增强增韧改性增强材料：玻璃纤维、石棉纤维、单晶纤维和铍、硼、碳化硅等，另外填料改性中的云母、滑石粉处理好时，也能作为增强材料用。
增韧配方设计注意事项：1、弹性体与树脂的相容性要好塑料的极性大小为：纤维素塑料＞PA＞PF＞EP＞PVC＞EVA＞PS＞PP/HDPE/LDPE/LLDPE；弹性体的极性大小为：丁晴胶＞氯丁胶＞丁苯胶＞顺丁胶＞天然胶＞乙丙胶。
高极性树脂选用高极性弹性体，低极性树脂选用低极性弹性体。
2、相容剂：适当的相容剂，可提高两者的相容性。
常用的相容剂为树脂或增韧剂的马来酸酐或丙烯酸类接枝物。
3、弹性体的协同作用：不同品种的弹性体一起加入会有协同作用，如在PP增韧配方中，EPDM和ABS复合加入增韧效果好。
4、需要考虑的其他因素：透明级——MBS；阻燃级——CPE；耐候级——CPE、ACR、EVA；低成本——CPE及EVA；不同弹性体价格高低顺序为：MBS＞ACR＞ABS＞NBR＞CPE＞EVA。
5、刚性补偿：为了弥补刚性的损失，需在配方中加入碳酸钙、滑石粉及云母粉等刚性填料；还可在弹性体增韧体系中加入AS、PMMA等刚性有机树脂。
6、弹性体的加入量：一般情况下，弹性体的加入量有一个最佳值。
如在PVC中加入MBS时，加入量15%为最大值。
7、协同加入加工助剂：对于弹性体加入量大的增韧配方，除ACR弹性体外，都能增加熔体的黏度。
为此，大都需要加入润滑剂或加工助剂，以改善其加工性能。
8、弹性体的粒度：弹性体的粒度对增韧效果影响很大。
按弹性体增韧理论，对脆性树脂如PS、PP等弹性体的粒度可相对大些；而对于韧性好一些的树脂如PVC、POM、PET等，弹性体的粒度可相对小些。
无机刚性粒子增韧配方设计举例o PP/碳酸钙增韧体系用1250目碳酸钙，经烷基羧酸盐偶联体系高效活化处理后，在PP(2401)中加入20%时，冲击强度可提高10%以上，对此体系，如在用主偶联剂烷基羧酸盐处理的同时，用助偶联剂改性石蜡或EPDM处理，在碳酸钙加入量达到30%时，复合材料的冲击强度会提高20%以上。
改性塑料增强原理以及常见配方汇总（收藏！）改性塑料是应用涉及面广、科技含量高、能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域，而塑料改性技术更是几乎深入到所有塑料制品的原材料与成型加工过程。
一.改性塑料增强原理1、常见的塑料改性技术主要有：（1）增强技术，包括纤维增强、自增强、分子增强；（2）增韧技术；（3）填充改性；（4）共混与塑料合金技术；（5）阻燃技术；（6）纳米复合技术；（7）反应接枝改性；（8）耐老化；（9）功能化改性，包括导电、抗静电、导热和发光等；（10）热塑性弹性体技术。
2、增强塑料：为了进一步改善塑料的力学性能，常在塑料中加入玻璃纤维(简称玻纤),滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、碳纤维等增强材料，以树脂为母体及粘结剂而组成新型复合材料。
3、增强塑料采用的树脂及材料：4、增强原理：增强材料具有较高的强度和模量。
树脂具有优良物理、化学(耐腐蚀、绝缘、耐辐照、耐瞬时高温烧蚀等)和加工性能。
树脂与增强材料复合后，增强材料可以起到增进树脂的力学或其他性能，而树脂对增强材料可以起到粘合和传递载荷的作用，使增强塑料具有优良性能。
可以起到增量作用的粒状材料有粘土、钛白粉、砂、玻璃粉和木粉等；可用作流变控制剂的有云母、石棉和硅胶等；可以提高热变形温度的有云母和短玻璃纤维等；无机物粒料的作用：提高制品的阻燃、耐热和抗收缩性。
5、增强塑料的分类：二.改性塑料增强原理常见配方1.高性能玻璃纤维增强PP配方组成：均聚PP（F401）54%GF 30%偶联剂K-550 0.5%PP-g-MAH 5%POE-g-MAH 10%润滑剂0.5%加工条件：（1）挤出造粒温度180~230℃；螺杆转速320r/min（2）注塑成型温度190~210℃相关性能：拉伸强度/MPa70弯曲弹性模量/GPa 1.5热变形温度/℃160冲击强度/(J/m) 402.玻璃纤维增强PP配方组成：PP51%LDPE 5%玻璃纤维（5mm）40%顺丁烯二酸化PP 4%相关性能：拉伸强度/MPa97弯曲弹性模量/GPa 7.44冲击强度/(J/ m2) 138.83.玻璃纤维增强PP配方组成：PP58%硅烷处理玻璃纤维30%纸浆6%不饱和羧酸改性聚烯烃6%4.GF/液晶复合增强PP配方组成：PP70%TLCP 5%GF 30%注：GF长度＜4mm，用双马来酰亚胺处理，TLCP热致溶液聚合物，对羟基苯甲酸（PHB）于PET的共聚酯（60/40）。
常用塑料改性及其加工工艺1.引言塑料是一种常见的材料，具有轻质、可塑性强、成本低等优点，因此在各个行业广泛应用。
然而，传统塑料在一些特殊条件下的性能可能无法满足需求，因此需要通过改性来改善其性能。
本文将介绍常用的塑料改性方法及其加工工艺。
2.塑料改性方法（1）填料改性：在传统塑料中加入填料是常用的一种改性方法。
填料可以是无机物或有机物，如纤维素、玻璃纤维、硅酸盐等。
填料的添加可以改善塑料的强度、硬度、硬度、导热性等性能。
（2）增韧剂改性：增韧剂是指在塑料中加入的一种能够增加塑料韧性的物质。
常用的增韧剂有高分子增韧剂、溶胀增韧剂等。
通过增韧剂的添加，塑料的韧性和冲击吸收能力可以得到显著增加。
（3）增塑剂改性：增塑剂是一类能够增加塑料柔韧性和可塑性的物质。
常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯（Phthalate）类、环氧化物类、羧酸酯类等。
通过增塑剂的添加，塑料的柔韧性和可塑性可以得到显著增加。
（4）交联改性：交联是通过化学交联或物理交联的方式改变塑料分子结构的一种方法。
通过交联，可以提高塑料的热稳定性、耐化学品性能和力学性能。
3.塑料改性加工工艺（1）挤出成型：挤出成型是常用的将改性塑料加工成型的方法之一、具体操作步骤包括塑料颗粒的熔化、连续挤出、冷却固化等。
该工艺适用于生产管材、板材、棒材等各种形状的产品。
（2）注塑成型：注塑成型是通过将改性塑料注入模具中并冷却固化来制造塑料制品的工艺。
具体操作步骤包括模具的闭合、塑料熔化注入、冷却固化、模具开启等。
该工艺适用于生产各种形状的塑料制品，如盖子、盒子、容器等。
（3）吹塑成型：吹塑成型是通过将改性塑料加热熔化后吹入模具中并冷却固化来制造中空塑料制品的工艺。
具体操作步骤包括塑料颗粒的熔化、吹塑成型、冷却固化等。
该工艺适用于生产塑料瓶、塑料桶等中空产品。
（4）压缩成型：压缩成型是通过将改性塑料加热软化后放入模具中，并施加一定的压力使其冷却固化来制造塑料制品的工艺。
高分子材料的增韧改性与增强改性点击上方「材料科学与工程」快速关注材料类综合、全面、专业的微信平台增韧改性韧性是表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，材料的韧性，可以用材料形变至断裂点时所吸收的应变能来表征。
一般可以用冲击强度来表示材料的韧性，冲击强度是度量材料在高速冲击下韧性大小和抗断裂能力的参数。
1、弹性体增韧机理增韧改性添加弹性体传统方法是是添加橡胶颗粒，现在发展到添加各种新型弹性体。
弹性体颗粒的作用主要是引发塑料基体产生大量的银纹和剪切带，并控制银纹的扩展。
在弹性粒子和塑料的界面具有很好的粘结作用的条件下，塑料基体产生大量的银纹和剪切带，直接吸收冲击能，并且剪切带还可以终止银纹，阻止其发展成为裂纹。
对于脆性基体而言，弹性颗粒主要在塑料基体中诱发银纹，对于有一定韧性的基体，橡胶（弹性）颗粒主要诱发剪切带。
对此，有三种理论提出来：微裂纹理论、多重银纹理论和剪切屈服理论。
在实际的弹性体增韧塑料试样拉伸过程中，由于剪切变形导致高分子的取向接近于拉伸方向，从而更利于银纹产生，所以可以认为，正是由于剪切带与银纹的这些相互作用，促使材料具有更好的增韧效果。
常用弹性体增韧材料有：高抗冲击树脂，如CPE、MBS、ACR、SBS、ABS、EVA、改性石油树脂（MPR）等；高抗冲击橡胶，如乙丙橡胶（EPR）、三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈胶（NBR）、丁苯胶、天然胶、顺丁胶、氯丁胶、聚异丁烯及丁二烯胶等。
增强改性在聚合基体中加入第二种物质，则形成“复合材料”，通过复合来显著提高材料力学强度的作用称为“增强”作用。
能够提高聚合物基体力学强度的物质称为增强剂或活性填料。
经常被熟知的塑料增强是添加补强填料和纤维，除此之外还有液晶增强和纳米材料增强等。
1、填料增强改性粉状填料粒子的活性表面较强烈的吸附聚合物的分子链，形成链间的物理交联。
吸附了分子链的这种粒子能起到均匀分布负荷的作用，降低了材料发生断裂的可能性，从而起到了增强的作用。
HDPE增韧改性的总结笔记
共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂（包括塑料和橡胶），从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。
其实质是靠大分子自身运动和在外力作用下各组分互相渗透、互相分散、互相粘接的物理混合过程。
多数情况下，两种聚合物共混在热力学上是不相容的，这就排除了形成完全均相共混物的可能性。
实际上，共混物具有一定微相大小的两相结构区是我们所需要的。
但是两相间的界面状况对共混物性能影响很大，比如界面张力大，两相之间粘附力就差。
塑料改性不仅能降低塑料制品成本，提高企业效益的最有效的途径，更重要的事塑料改性是获得具有独特功能的新型高分子材料的最佳途径。
要研制一种具有独特功能的高分子材料，通常是耗时多和需要较多的投资的，有些甚至是难以实现。
但通过几种具有不同性能的材料共混和填充改性，就可以制成多功能的高分子材料，满足多种用途的需求。
这种研制方法不仅成本低，而且容易。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种应用范围非常广泛的热塑性塑料，世界产量仅次于PVC和LDPE居第三位。
由于HDPE树脂具有良好的物理机械性能、较高的使用温度，优良的耐寒性能等，因此被广泛用于加工各种塑料制品。
但由于其结晶度高，因而它的冲击强度差以及耐环境开裂性差等缺陷制约了它的适用范围,故国内外开展了大量增韧改性HDPE研究工作，人们采用填充改性、共混改性以及直接工具等方法进行改性研究，其中以填充改性最为简单和经济。
但传统的填充改性却往往使作为结构材料主要力学性能的韧性、强度大幅度下
降，效果不是很理想。
常采用的增韧助剂有：弹性体、热塑性弹性体和刚性增韧材料；增强的助剂有：玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。
早期通常采用橡胶类弹性体颗粒进行，如：ABS、HIPS和PP/EPOM 等增韧体系。
随着非弹性体增韧新思想的提出，人们在应用刚性无机离子增韧增强改性方面进行了开拓性的研究。
所以在使HDPE韧性大幅度提高的同时尽可能的保持其刚性就成了添加弹性体填料方面研究的重点。
所以要获得优良的冲击性能，弹性体分散相粒径应利用等粘度原则，可获得最小的分散相粒径，从而获得良好的增韧效果的共混材料；弹性体与基体间要有良好的相容性。
因为不相容的体系中加入增容剂后，其作用相当于表面活性剂在水、油混合物中的乳化作用。
增容剂均匀的分布在两种聚合物的界面，显著的降低了共混物组分间的界面张力，减小了分散相的尺寸，大大提高了两相之间的黏合强度。
增容剂的存在稳定了分散相，抑制了颗粒的聚结，有效的改善了组分间的相容性。
添加弹性体增韧的研究主要流程：挤出共混造粒注射成型拉伸试样实验观察分析。
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，这项技术可在不降低强度的基础上，是高分子材料的刚性和韧性大幅度的提高，刚性粒子增韧技术的出现，标志着人们对高分子复合材料中无机刚性粒子表面、界面上认识的飞跃，也标志着人们对高分子增韧理论认识上的飞跃，它必将为高分子材料的改性带来革命性的进步。
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”。
研究比较多的填料有：短切玻璃纤维、碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、二氧化硅等。
该填料与基体HDPE的表面能相差很大，为了提高界面的相容性，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。
且复合偶联剂处理方法明显优于单一偶联剂处理方法。
将刚性粒子添加偶联剂进行表面处理，使得刚性粒子能与基体树脂界面结合度提高，改善两种性质完全不同物质的相容性，但是体系的抗张强度往往降低。
刚性粒子的粒径、粒径分布、含量及其试样熔体冷却速率等与其基体的诱导结晶效用及材料韧性间的关系等因素对改性影响很大。
添加刚性粒子的研究方法：添加助剂后通过比较拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度等参数确定最佳配方。
