【正文】 ? 兩者相結(jié)合的方法 ——開(kāi)發(fā)出綜合性能優(yōu)異的新型材料。 Development 階段，可應(yīng)用的體系較少，趨于活躍。耐磨、自潤(rùn)滑等。絕緣、抗靜電、電磁屏蔽、導(dǎo)電材料 ? 光學(xué)性能：透明的原則、珠光、消光 ? 透氣性與阻隔性：保鮮膜、容器 ? 表面性能：表面張力、表面硬度、表面光學(xué)性能、摩擦性能、表面電性能。 共混體系的其它力學(xué)性能 ? 拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、拉伸模量、抗彎強(qiáng)度、彎曲彈性模量、硬度；磨耗， ? 彈性體：定伸應(yīng)力、拉伸永久變形、壓縮永久變形、回彈性等。 ? AS10%， 沖擊強(qiáng)度 ↙↙ 預(yù)增韌體系的例子 PVC PVC/CPE PVC/CPE/PS 沖擊強(qiáng)度/KJ/m2 拉伸強(qiáng)度/MPa 楊氏模量/MPa CPE10質(zhì)量分， PS3質(zhì)量分 ? 從圖和表可見(jiàn)，用彈性體預(yù)增韌后，再用剛性粒子增韌，不僅使沖擊強(qiáng)度大幅度提高，拉伸強(qiáng)度和楊氏模量也略有提高。在這種靜壓強(qiáng)的作用下，分散相粒子屈服，而產(chǎn)生冷拉，發(fā)生了大的塑性形變，吸收能量使材料的韌性大大提高。于是提出了 “ 冷拉機(jī)理 ” 。 剛性粒子 ? 剛性有機(jī)粒子 Rigid Organic Filler→ROF ? 剛性無(wú)機(jī)粒子 Rigid Inanic Filler→RIF ? 復(fù)合體系分為六類： ① 剛性無(wú)機(jī)粒子 ② 剛性有機(jī)粒子 ③ 剛性無(wú)機(jī)粒子 /彈性粒子混合體系 ④ 剛性有機(jī)粒子 /彈性粒子混合體系 ⑤ 剛性無(wú)機(jī)粒子 /剛性有機(jī)粒子混合體系 ⑥包覆粒子 ? 1984年， Kurauchi 和 Ohta在研究 PC/ABS和PC/AS共混物力學(xué)性能時(shí)首先提出了有機(jī)剛性粒子增韌塑料的新概念。 ? 這種增韌技術(shù)，能在提高材料抗沖性能的同時(shí)，不降低材料的強(qiáng)度和剛性，使其加工流動(dòng)性和耐熱變形性也得到提高，使材料更進(jìn)一步高性能化，并能降低成本，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。 對(duì)于橡膠增韌 AS，含量 25%，是沖擊強(qiáng)度急劇升高的臨界點(diǎn)。 l pef ???基于渝滲理論的方法 ? 吳守恒指出，塑料 /彈性體復(fù)合體系發(fā)生催人轉(zhuǎn)變的必要條件，是相鄰彈性體粒子的平均表面間距（塑料集體層的平均厚度） ?≤?c （ ?c為臨界基體層厚度），并給出了 ?和彈性體體積分?jǐn)?shù) ?r、彈性體粒子平均粒徑 d的關(guān)系 ? ? ?????? ?? 16/31rd ??? ?——分散相粒子表面間的距離 d——分散相粒子直徑 ?r——分散相的體積分?jǐn)?shù) 若已知 d和 ?r，可求出 ? 如果將脆韌轉(zhuǎn)變的臨界粒徑 dc帶入上式 ? ? ?????? ?? 16/31rcc d ??? ? ?c 僅是聚合物本身的參數(shù)，對(duì)一個(gè)給定的基體都有一臨界值 ?c 。 ? 對(duì)于平面應(yīng)力，且材料同時(shí)存在斷裂過(guò)程區(qū)和塑性形變區(qū)時(shí)，由于 We正比于韌帶的寬度 l，而 Wp正比于 l2， ? wf:比總斷裂功（ wf =Wf/lB） ? B:試樣厚度； ? ?：依賴于幾何形狀的塑性形變區(qū)形狀因子 BlwlBwlBwW peff 2????l pef ???? We決定于材料本身的性質(zhì)，可以表征材料的沖擊韌性。 ? 總能量 E=Ei+Ep ? 不同的材料，能量不同 —— 增韌機(jī)理 基本斷裂功方法 ? 經(jīng)典的方法，沖擊強(qiáng)度受材料本身性能和試樣幾何尺寸等影響 ? 基本斷裂功法是一種實(shí)驗(yàn)表征聚合物基復(fù)合材料韌性斷裂性能的近似方法。 ——探討增韌機(jī)理 增韌塑料材料沖擊過(guò)程的 F(t)、E(t) 曲線 ? F(t)曲線最高點(diǎn)的沖擊力 Fmax所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為開(kāi)裂時(shí)間 ti， ti在 E(t)曲線上所對(duì)應(yīng)的能量為沖擊過(guò)程中裂紋的開(kāi)裂能 Ei,即Fmax點(diǎn)之前 F(t)曲線下的面積。 塑料增韌的定量分析 ? 測(cè)試沖擊強(qiáng)度的方法 ? 基本斷裂功方法 ? 基于渝滲理論的方法 測(cè)試沖擊強(qiáng)度的方法 ? 對(duì)于塑料增韌體系，測(cè)試沖擊強(qiáng)度是對(duì)增韌效果進(jìn)行評(píng)估的最常用方法。 ? T Tc，橡膠粒子間距大，粒子周圍的應(yīng)力場(chǎng)受其它粒子影響小，體系應(yīng)力場(chǎng)是這些孤立應(yīng)力場(chǎng)的總和。將 Tc命名為基體韌帶厚度 更為適宜。 T Tc，體系表現(xiàn)為韌性 T Tc，體系表現(xiàn)為脆性 T≈ Tc，體系發(fā)生脆韌 轉(zhuǎn)變 ? 進(jìn)一步的研究認(rèn)為，上面的描述過(guò)于強(qiáng)調(diào)了橡膠粒子的作用。 ? 認(rèn)為：組成共混體系的粒子是 “ 應(yīng)力體積球 ” 以及它們之間的那部分基體。 ⅳ 逾滲理論 定量 ? Dupont 公司吳守恒博士認(rèn)為聚合物共混物的脆韌轉(zhuǎn)變實(shí)際上是一個(gè)逾滲過(guò)程。 ? 材料受到?jīng)_擊時(shí)，橡膠粒子先發(fā)生空洞化，使之對(duì)形變的阻力降低（應(yīng)變軟化），在比較低的應(yīng)力水平下就可以誘發(fā)大量的銀紋與剪切帶，顯著增加能量耗散，提高增韌效果。前者屬于黏合破壞，后者屬于內(nèi)聚破壞。 結(jié)果：界面空洞化的產(chǎn)生以及隨之產(chǎn)生的基體的強(qiáng)迫高彈形變，可吸收大量能量，提高沖擊強(qiáng)度。 與銀紋空洞的不同之處 銀紋 界面空洞 產(chǎn)生空洞的位置 基體上 兩相界面 發(fā)生的對(duì)象 脆性基體 可出現(xiàn)在韌性基體上 實(shí)例 ? PC/MBS 在外力作用下，由于兩者之間結(jié)合力較弱，兩者的泊松比不同，導(dǎo)致兩相界面處出現(xiàn)空洞化。 過(guò)程區(qū)越大，增韌改性的幅度越大。兩相界面脫離產(chǎn)生的空洞化，對(duì)于增韌起著一定的作用 。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，存在著“ 空化空間 ” 。 ? 當(dāng)塑料材料受到?jīng)_擊發(fā)生斷裂時(shí)，沖擊斷口的兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 剪切帶寬度 5 ～ 50 μm，終止剪切帶需要更大的橡膠顆粒。 粒徑分布 ? 一般情況：窄分布好。此時(shí)橡膠顆粒就可以小一些。 PS/SBS， SBS的粒徑為 1 μm為宜。 根據(jù) Kamhour的測(cè)定，在 PS中銀紋的厚度為～ 。 ? 第二，從誘發(fā)銀紋和剪切帶考慮 較小的顆粒有利于誘發(fā)剪切帶 較大的顆粒有利于誘發(fā)銀紋 第三，從終止銀紋的角度考慮： ? 脆性基體：橡膠顆粒有終止銀紋的作用，要求粒徑與銀紋的尺寸相當(dāng)。 橡膠含量 ↗ ，剛性 ↙ 。 ? 中間情況： HIPS/PPO，銀紋剪切帶都有相當(dāng)?shù)谋壤?，?xì)頸及應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象同時(shí)產(chǎn)生。銀紋化伴隨著體積的增加，橫向尺寸基本不變，無(wú)細(xì)頸現(xiàn)象出現(xiàn)。 ? HIPS等增韌材料，基體韌性小，主要產(chǎn)生銀紋。 由此可見(jiàn)，增韌既要誘發(fā)銀紋又要終止銀紋。 ? 不但考慮了分散相顆粒引發(fā)銀紋剪切帶的功用，而且還考慮了它終止銀紋發(fā)展的效能。 ? 除了終止銀紋之外，橡膠顆粒和剪切帶還能阻滯、轉(zhuǎn)向、并終止已經(jīng)存在的小裂紋的發(fā)展。橡膠顆粒又能及時(shí)將產(chǎn)生的銀紋終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋，所以可大大提高材料的沖擊強(qiáng)度。 基體：脆性 ——主要誘發(fā)銀紋 韌性 ——主要誘發(fā)剪切帶 韌性 ↗ 剪切帶比例 ↗ 形變速率 ↗ 銀紋化比例 ↗ ? 橡膠顆粒的第二個(gè)重要作用：控制銀紋的發(fā)展并使銀紋及時(shí)終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。 橡膠顆粒還能誘發(fā)剪切帶。 在橡膠顆粒的赤道面上會(huì)誘發(fā)大量銀紋。增韌的主要原因是銀紋、剪切帶的大量產(chǎn)生和銀紋與剪切帶的相互作用。 盡管如此，該理論關(guān)于應(yīng)力集中誘發(fā)小裂紋這一思想對(duì)增韌理論的發(fā)展有很大的啟發(fā)和推動(dòng)作用。 第二，只強(qiáng)調(diào)了橡膠顆粒誘發(fā)小裂紋的作用，未考慮其終止小裂紋的作用。 缺點(diǎn)： 第一，未能將裂紋和銀紋加以區(qū)別。同時(shí)，大量小裂紋的應(yīng)力場(chǎng)相互干擾，減弱了裂紋發(fā)展的前沿應(yīng)力，從而會(huì)導(dǎo)致裂紋的終止。 ⅳ 裂紋核心理論