樹脂的增韌機理

『壹』 環氧樹脂增韌性提高的改性方法及優缺點

1 熱塑性彈性體增韌：這種方法屬於網路穿透式增韌，意思就是把長鏈的彈性體強迫混內合到環氧樹脂容中，環氧樹脂固化後，裡面有網路穿透的彈性鏈條---這種方法如果是彈性體的耐溫性好於環氧樹脂如聚醚碸與硅氧烷等，能帶來彈性，並提升固化物Tg，但這些物質一般很難喝環氧互混，需要專門的設備。此外，如果彈性體的耐溫性差，將嚴重影響固化物的tg。

2 無機剛性粒子或納米粒子：帶來韌性，也不會造成耐熱性下降，但同樣混合困難。

真正商業化應用的，主要是以下方式
3 反應性彈性體增韌：通過可以環氧樹脂反應，將彈性體嵌入到環氧樹脂三位固化結構中來增韌，反應性彈性體種類很多，主要有：
3.1 聚氨酯類：增韌效果好，就是耐熱性損失太大，固化物不耐高溫。
3.2 反應性聚醚：增韌效果好，就是耐熱性損失不太大，固化物耐一定程度的高溫。
3.3 反應性液態丁腈橡膠：全球使用最普通的增韌形式，增韌效果好，對粘接與附著性能提升明顯，耐熱性損失不大。

『貳』 MBS助劑的橡膠增韌塑料的機理

處於玻璃態的材料（如PVC樹脂）在應力作用下引起材料破壞的原因，是材料發生強迫高彈形變。如果形變部位有雜質、填料、空隙、氣泡等結構上的缺陷，應力容易在薄弱部位集中，使破裂迅速發展，導致材料在遠低於理論平均強度時已被破壞。純PVC樹脂屬脆性材料，連續玻璃相不能阻止在應力作用下裂紋的劇烈擴大，最後形成缺口和裂紋破裂，故抗沖擊性能差。改善脆性材料的抗沖擊性能，廣泛採用的方法是進行橡膠增韌。從50年代起，人們開始研究材料的橡膠增韌機理，先後提出了各種不同的理論，如能量的直接吸收理論、屈服膨脹理論、裂紋核心理論、銀紋—剪切帶理論及銀紋支化理論等，並不斷發展和完善，逐步建立起了橡膠增韌機理的初步理論體系。從上述理論得出的兩個重要結論，一是增韌材料的沖擊強度與體系中橡膠顆粒數目成指數函數關系；二是要使橡膠顆粒有效地支化銀紋，其直徑不得小於銀紋的厚度，否則會埋入銀紋中而不起作用。
MBS樹脂是在粒子設計概念基礎上合成的功能高分子材料，是通過乳液接枝聚合製得的三元聚合物，亞微觀形態上具有典型的核殼結構，粒子的核心是經過輕度交聯具有低剪切摸量的丁苯橡膠核，主要起到提高聚合物沖擊韌性的作用。外殼是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬殼層，殼層中MMA 的主要作用是提高其與PVC 的相容性，使MBS 能夠在PVC機體中均勻分散；St主要是提高MBS樹脂的折光指數以使MBS擁有與PVC相近的折光指數，故MBS樹脂是典型的粒子分散型增韌改性劑。它與PVC兩相之間是半相容的，即與PVC樹脂具有較好的界面相容性，又在PVC/MBS體系中保持粒子形狀完整。MBS加入量少時，在PVC中分散性良好呈球狀顆粒，形不成分散型「海--島」 結構，起不到傳遞沖擊能的作用，材料增韌效果不好。隨著MBS樹脂加入量增加，分散的顆粒逐漸聚結起來形成海島結構。當材料受到外力沖擊時, MBS樹脂中的橡膠核是應力集中點，使其產生形變，並在周圍誘發銀紋和剪切帶，通過銀紋和剪切帶分散和吸收沖擊能量，形成了材料從脆性斷裂向韌性斷裂的轉變，從而達到增韌目的。

『叄』 樹脂加什麼材料可以增加韌性

一般環氧樹脂固化後脆性較大,交聯度高的網狀剛性結構的環氧樹脂在低溫下其脆性更為突出.非活性增韌劑隨著時間延長及光、熱作用,將慢慢揮發而使樹脂老化變脆；因此合成韌性固化劑具有一定的意義.

『肆』 增加環氧樹脂的韌性

增加環氧樹脂的韌性可以通過橡膠增韌、熱塑性樹脂增韌、有機硅樹脂增韌、核殼聚合物增韌、剛性粒子增韌、納米粒子增韌、液晶聚合物增韌等方法。
環氧樹脂的增韌方法
1.橡膠增韌
橡膠類彈性體增韌EP是較早開始的環氧樹脂增韌方法，其增韌機理主要是「銀紋-釘錨」機理和「銀紋-剪切帶」機理。增韌效果不僅取決於橡膠與環氧樹脂連接的牢固強度，也與二者的相容性和分散性以及EP的固化過程有關。
目前用於增韌EP的橡膠一般是帶有活性端基的液體橡膠，在增韌EP時，這類橡膠帶有的活性端基在固化劑的作用下，與EP分子鏈中的活性基團（如環氧基、羥基等）反應。這不但增強了橡膠與EP結合的強度及相容性，也將柔性鏈結構橡膠軟段引入到環氧樹脂交聯網路中，從而改善EP的沖擊韌性。蘇航等研究了不同品種的活性端基橡膠作為增韌劑增韌EP，結果表明，改性後的EP抗沖擊性能、抗彎曲性能及拉伸剪切性能都得到了明顯的改善。橡膠增韌EP的研究已比較成熟，但由於橡膠自身的強度和模量較低、耐熱性能較差，所以在有效增韌EP的同時往往會減弱材料的強度、模量和耐熱性能。
1．熱塑性樹脂增韌
熱塑性樹脂增韌EP一般採用剪切屈服理論或顆粒撕裂吸收能量及分散相顆粒引發裂紋釘鉚機理解釋。熱塑性樹脂以高分子量或低分子官能齊聚物形式被用來改性環氧體系，由於高性能熱塑性聚合物具有較好的韌性、較高的模量和較好的耐熱性等特點，因此用它們來改性EP，不僅能改進EP的韌性，而且不降低EP的剛度和耐熱性。胡兵等用聚醚醚酮增韌改性EP，在材料韌性有所提高的同時，壓縮強度、馬丁耐熱都沒有降低。從斷裂面的形態來看，是屬於韌性斷裂。當聚醚醚酮的加入量為6%時，韌性最好，達到19.1kJ/m2，比純的EP增加了107.6%。
熱塑性樹脂增韌EP的不足之處是用於改性EP的熱塑性樹脂不易溶於普通溶劑（乙醇、丙酮等），且加工和固化條件要求較高。
1．有機硅樹脂增韌
有機硅樹脂增韌EP的方法有共混和共聚兩種，簡單的共混固化存在著兩相界面張力過大，改性效果較差，相容性不好等問題，因此一般多採用共聚改性的方法。
T.H.Ho等人將芳烷基酚醛樹脂轉化為多縮水甘油醚基烯丙基芳烷基環氧樹脂，然後與端硅氫基聚二甲基硅氧烷進行硅氫加成反應，製成聚硅氧烷改性EP。
聚硅氧烷改性EP固化後，其玻璃化轉變溫度明顯降低；通過降低彎曲模量和熱膨脹系數，內部應力明顯降低；具有較好的抗熱沖擊性能，較低的表面張力和吸濕性。有機硅改性的增韌機理比較復雜，是多種機理共同作用的結果，它能夠同時提高EP的耐熱性和韌性，但工藝難度大，韌性提高有限。
1．核殼聚合物增韌
用於EP增韌改性的核殼聚合物一般是軟核/硬殼型，殼層起到保護核的作用，使核在共混前後保持原來的形態和大小；殼層一般還帶有可與EP基體反應的官能團，可以提高與基體樹脂的相容性，提高界面粘接力，並使彈性粒子充分地分布於基體中，達到增韌的目的。張凱等利用聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯核殼型粒子增韌EP，研究表明：當用量為EP用量2%時，抗沖擊強度有明顯提高。與其它增韌方法相比，核殼增韌可控性強，通過控制粒子尺寸及改變核殼聚合物組成來改性EP，可以獲得顯著的增韌效果。
1.剛性粒子增韌
剛性粒子在塑性變形時，拉伸應力能有效地抑制基體樹脂裂紋的擴展，同時吸收部分能量，從而起到增韌作用。適當添加剛性二氧化硅、高嶺土、玻璃珠和碳酸鈣粒子可改善EP的韌性，提高程度取決於粒子的尺度和形狀及體積分數。

『伍』 塑料增韌劑的作用

塑料增韌劑主要的作用目的是為了改善硬聚氯乙烯的脆性。
增韌劑是具有降低復合材料脆性和提高復合材料抗沖擊性能的一類助劑。可分為活性增韌劑與非活性彈韌劑兩類，活性增韌劑是指其分子鏈上含有能與基體樹脂反應的活性基團，它能形成網路結構，增加一部分柔性鏈，從而提高復合材料的抗沖擊性能。非活性增韌劑則是一類與基體樹脂很好相溶、但不參與化學反應的增韌劑。根據需要增韌的材料的化學結構不同，有相應類型的增韌劑，塑料增韌劑的原理不同，是通過特殊的化學增聚和物理作用，在少量使用的條件下，能夠有效增加各種塑料的韌性。

『陸』 什麼叫增韌劑它主要用於什麼方面

增韌劑，是指能增加膠黏劑膜層柔韌性的物質。某些熱固性樹脂膠黏劑，如環氧樹脂、酚醛樹脂和不飽和聚酯樹脂膠黏劑固化後伸長率低，脆性較大，當粘接部位承受外力時很容易產生裂紋，並迅速擴展，導致膠層開裂，不耐疲勞，不能作為結構粘接之用。因此，必須設法降低脆性，增大韌性，提高承載強度。凡能減低脆性，增加韌性，而又不影響膠黏劑其他主要性能的物質即為增韌劑。可分為橡膠類增韌劑和熱塑性彈性體類增韌劑。
主要用途
增韌劑是具有降低復合材料脆性和提高復合材料抗沖擊性能的一類助劑。可分為活性增韌劑與非活性增韌劑兩類，活性增韌劑是指其分子鏈上含有能與基體樹脂反應的活性基團，它能形成網路結構，增加一部分柔性鏈，從而提高復合材料的抗沖擊性能。非活性增韌劑則是一類與基體樹脂很好相溶、但不參與化學反應的增韌劑。
增韌機理
不同類型的增韌劑，有著不同的增韌機理。液體聚硫橡膠可與環氧樹脂反應，引入一部分柔性鏈段，降低環氧樹脂模量，提高了韌性，卻犧牲了耐熱性。液體丁腈橡膠作為環氧樹脂的增韌劑，室溫固化時幾乎無增韌效果，粘接強度反而下降；只有中高溫固化體系，增韌與粘接效果較明顯。端羧基液體丁腈橡膠增韌環氧樹脂，固化前相容，固化後分相，形成「海島結構」，既能吸收沖擊能量，又基本不降低耐熱性。

『柒』 注塑產品常見問題

1 翹曲變形，2 有熔接縫。
翹曲變形：
是指注塑製品的形狀偏離了模回具型腔的形狀，它是塑料製品常見的缺陷之答一。隨著塑料工業的發展，人們對塑料製品的外觀和使用性能要求越來越高，翹曲變形程度作為評定產品質量的重要指標之一也越來越多地受到模具設計者的關注與重視。模具設計者希望在設計階段預測出塑料件可能產生翹曲的原因，以便加以優化設計，從而提高注塑生產的效率和質量，縮短模具設計周期，降低成本。
有熔接縫：
熔融塑料在型腔中由於遇到嵌件孔洞、流速不連貫的區域、充模料流中斷的區域而以多股形式匯合時，因不能完全熔合而產生線性的熔接縫。此外在發生澆口噴射充模也會生成熔接縫，熔接縫處的強度等性能很差。

『捌』 哪些液體橡膠可以用來改性環氧樹脂，液體橡膠增韌環氧樹脂的機理是什麼

最常用的是液體聚硫橡膠和液體丁腈橡膠。
液體橡膠通過其活性端基（如羥基、羧基、氨基等回）直接參與環答氧樹脂的固化反應，在環氧樹脂的固化過程中，部分橡膠從機體中析出，以分散相的形式分散於連續連續的環氧樹脂機體中，形成「海島」結構。

『玖』 目前，環氧樹脂的增韌有哪幾種方法

目前，環氧樹脂增韌的方法主要有以下幾種：
1、用彈性體、熱塑性樹脂或剛內性顆粒等第二相來增容韌改性；
2、用熱塑性樹脂連續地爨穿於熱固性樹脂中形成互傳網路來增韌改性；
3、通過改變簡練網路的化學結構以提高網鏈分子的活動能力來增韌；
4、控制分子交聯狀態的不均勻性形成有利於塑性變形的非均勻結構來實現增韌。

『拾』 陶瓷基復合材料的增強增韌機理有哪些

近年來，作為納米復合材料--納米碳酸鈣填充聚合物改性已成為材料科學的一支新秀，引起人們的極大興趣。這類材料兼有有機物和無機物的優點，由於無機物與聚合物之間界面面積非常大，且存在聚合物與無機填料界面間的化學結合，因此具有理想的粘接性能，可消除無機物與聚合物基體兩種物質熱膨脹系數不匹配問題，充分發揮無機材料優異的力學性能及耐熱性。由於此類納米復合材料熔體或流體具有相似的流變性能，因此對各種類型的成型加工有廣泛的適用性，具有廣闊的發展前景。

目前在納米碳酸鈣的使用過程中，不少採用常規共混復合方法制備的納米粉體填充聚合物復合材料遠遠沒有達到納米分散水平，而只屬於微觀復合材料。原因在於當填料粒徑減小到納米尺寸時，粒子的表面能如此之大，致使粒子間的自聚集作用非常顯著，故採用現有的共混技術難以獲得納米尺度的均勻共混，並且現有的界面改性技術難以完全消除填料與聚合物基體間的界面張力，實現理想的界面粘接。如果填料在聚合物基體中的分散達到納米尺度，就有可能將無機填充物的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與聚合物的韌性、加工性及介電性完美地結合起來，獲得性能優異的聚合物基納米基復合材料。

一、增強增韌機理

納米碳酸鈣作為聚合物中的功能性填料，其對聚合物性能的影響因素主要是粒子大小、聚集狀態和表面活性等方面。

納米碳酸鈣的粒子比普通碳酸鈣更細微。隨著粒子的微細化，境料粒子表面原子數目的比例增大，使粒子表面的電子和晶體結構都發生變化，到了納米級水平，填料粒子將成為有限個原子的集合體，使納米材料具有一系列優良的理化性能。最明顯最有代表性的體現在比表面積和表面能的變化上，粒子愈小，單位質量的比表面能愈大，增大了填料與聚合物基質的接觸面積，為形成物理纏結提供了保證。

根據無機剛性粒子在聚合物中的增韌理論，一個必要條件是分散粒子與樹脂界面結合良好。樹脂受到外力作用時，剛性納米級碳酸鈣粒子引起基體樹脂銀紋化吸收能量，從而提高增韌效果。

從納米碳酸鈣的聚集狀態看，有部分納米粒子形成了鏈狀結構，它屬於一次結構。這種結構越多，填料的結構化水平越高，與聚合物形成纏結的可能性越大。另外填料的酸鹼性也是其表面化學活性的一種反映，可影響膠料的硫化速度和物理性能。

由上述幾個方面的分析可知，從無機填料的優化角度看，納米碳酸鈣確是一種優化材料，既具有因粒子微細和鏈狀結構而生成的物理纏結作用，又具有由於表面活性而引起的化學結合作用，在聚合物填充中表現出良好的補強作用。
二、在聚合物中的應用

1．聚丙烯

納米級碳酸鈣混煉於PP材料中，對PP的結晶有明顯的誘導作用，起到了異相成核作用，使PP的結晶度提高。納米級碳酸鈣的粒徑小，比表面積大、表層原子數多、表面活性高，則PP結晶體的顆粒小。由於納米級碳酸鈣與聚合物的界面粘接強度高，從而改善PP的抗沖擊強度和聚合物的力學性能。實驗表明，隨著填充量的增加，熔融吸收量呈現先升後降趨勢。納米級碳酸鈣在低於3.5%(質量分數，下同)時，其在基體中分散性良好，對PP的結晶度提高較大。當含量大於3.5%後，由於團聚現象加劇，無機粒子的異相成核作用減弱，因此，PP的結晶度下降。對普通碳酸鈣(9цm左右)而言，雖然對PP的結晶有誘導作用，但是粒子對PP基體的界面粘接強度差，因此，隨著普通碳酸鈣含量的增加，材料的力學性能有所下降。PP／納米能碳酸鈣材料的綜合力學性能要明顯優於PP和PP微米級碳酸鈣復合材料。

2．聚氯乙烯

PVC是目前用量最大的通用塑料之一，隨著共混改性技術的發展，其應用領域越來越廣。傳統PVC增韌改性通常是在樹脂中加入橡膠類彈性體，但是是以降低材料寶貴的剛性、耐熱性、尺寸穩定性為代價的。用納米碳酸鈣改性能明顯提高PVC的力學性能。研究表明，當納米碳酸鈣用量逐漸增加時，其體系的拉伸強度也增加，當其用量為10%時出現最大值58MPa，為純PVC(47MPa)的123%，再增加其用量，體系拉伸強度下降。同樣加入納米碳酸鈣對體系缺口沖擊強度均有較大的增加，當用量為10%時，缺口沖擊強度達到最大值16.3kJ／m2，為純PVC(5.2kJ／m2)的313%；而微米級碳酸鈣對體系的最大沖擊強度為純PVC的238%。這是因為納米級碳酸鈣顆粒細小，在基體中成點陣分布，粒子與基體界面間無明顯間隙，象粘在基體上，基體在沖擊方向則存在一定的網絲狀屈服，從而提高PVC的綜合理化性能。

3．硅橡膠

近年來，補強型填料白炭黑對硅橡膠性能的研究已較為深入，但填充型材料碳酸鈣對硅橡膠性能影響的研究報道較少。由於納米碳酸鈣性能穩定，相對價格比白炭黑低得多，填充量大，且對硅橡膠有一定的補強作用，所以日益受到人們的重視。

納米碳酸鈣對硅橡膠性能的影響主要是水分、粒徑大小和表面狀態。一般情況下，納米碳酸鈣的水分能滿足要求，即使存在少量水分，也可以通過捏合過程中，在一定的溫度下減壓脫水，使其達到要求。碳酸鈣粒徑的大小對硅橡膠的拉伸強度和扯斷伸長率的影響較大。碳酸鈣的粒徑越小，與硅氧烷分子鏈作用的表面積越大，補強點越多，對硅橡膠的拉伸強度和扯斷伸長率影響也就越大。表面狀態也是影響硅橡膠的拉伸強度和扯斷伸長率的重要因素，納米碳酸鈣經脂肪酸表面處理，表面由親水性變為親油性，與硅橡膠間的潤濕分散性好，使納米碳酸鈣均勻地分散在硅橡膠中，不但起到增強作用，而且改善硅橡膠的流變性能，碳酸鈣的粒徑越小，其體系的觸變性越好。上海卓越納米新材料股份有限公司生產的納米牌活性碳酸鈣廣泛應用於硅橡膠中，得到用戶的一致好評。

綜上所述，納米碳酸鈣填充於聚合物中，自身具有補強填料的功能，顯著改善聚合物的應用性能已得到人們的共識，主要表現在提高塑性製品機械力學性能、熱力學性能、改善成型加工性能。

三、應用要點

要真正獲得納米碳酸鈣填充的最佳效果，與其使用方法有關。實踐證明，在相同的混煉設備和配方工藝條件下，納米碳酸鈣比普通粒子混煉能大、生熱大、混入速度慢。在應用中必須注意根據所用膠種選擇合適的活化品種，確保具有相容性；配方設計要求填充量適宜，整個填充體系的組合和搭配合理；工藝條件包括加料順序和操作溫度等要合理；必要時，通過選擇其他適宜的輔助分散劑，提高與膠料的相容性。