树脂的增韧机理

『壹』 环氧树脂增韧性提高的改性方法及优缺点

1 热塑性弹性体增韧：这种方法属于网络穿透式增韧，意思就是把长链的弹性体强迫混内合到环氧树脂容中，环氧树脂固化后，里面有网络穿透的弹性链条---这种方法如果是弹性体的耐温性好于环氧树脂如聚醚砜与硅氧烷等，能带来弹性，并提升固化物Tg，但这些物质一般很难喝环氧互混，需要专门的设备。此外，如果弹性体的耐温性差，将严重影响固化物的tg。

2 无机刚性粒子或纳米粒子：带来韧性，也不会造成耐热性下降，但同样混合困难。

真正商业化应用的，主要是以下方式
3 反应性弹性体增韧：通过可以环氧树脂反应，将弹性体嵌入到环氧树脂三位固化结构中来增韧，反应性弹性体种类很多，主要有：
3.1 聚氨酯类：增韧效果好，就是耐热性损失太大，固化物不耐高温。
3.2 反应性聚醚：增韧效果好，就是耐热性损失不太大，固化物耐一定程度的高温。
3.3 反应性液态丁腈橡胶：全球使用最普通的增韧形式，增韧效果好，对粘接与附着性能提升明显，耐热性损失不大。

『贰』 MBS助剂的橡胶增韧塑料的机理

处于玻璃态的材料（如PVC树脂）在应力作用下引起材料破坏的原因，是材料发生强迫高弹形变。如果形变部位有杂质、填料、空隙、气泡等结构上的缺陷，应力容易在薄弱部位集中，使破裂迅速发展，导致材料在远低于理论平均强度时已被破坏。纯PVC树脂属脆性材料，连续玻璃相不能阻止在应力作用下裂纹的剧烈扩大，最后形成缺口和裂纹破裂，故抗冲击性能差。改善脆性材料的抗冲击性能，广泛采用的方法是进行橡胶增韧。从50年代起，人们开始研究材料的橡胶增韧机理，先后提出了各种不同的理论，如能量的直接吸收理论、屈服膨胀理论、裂纹核心理论、银纹—剪切带理论及银纹支化理论等，并不断发展和完善，逐步建立起了橡胶增韧机理的初步理论体系。从上述理论得出的两个重要结论，一是增韧材料的冲击强度与体系中橡胶颗粒数目成指数函数关系；二是要使橡胶颗粒有效地支化银纹，其直径不得小于银纹的厚度，否则会埋入银纹中而不起作用。
MBS树脂是在粒子设计概念基础上合成的功能高分子材料，是通过乳液接枝聚合制得的三元聚合物，亚微观形态上具有典型的核壳结构，粒子的核心是经过轻度交联具有低剪切摸量的丁苯橡胶核，主要起到提高聚合物冲击韧性的作用。外壳是苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬壳层，壳层中MMA 的主要作用是提高其与PVC 的相容性，使MBS 能够在PVC机体中均匀分散；St主要是提高MBS树脂的折光指数以使MBS拥有与PVC相近的折光指数，故MBS树脂是典型的粒子分散型增韧改性剂。它与PVC两相之间是半相容的，即与PVC树脂具有较好的界面相容性，又在PVC/MBS体系中保持粒子形状完整。MBS加入量少时，在PVC中分散性良好呈球状颗粒，形不成分散型“海--岛” 结构，起不到传递冲击能的作用，材料增韧效果不好。随着MBS树脂加入量增加，分散的颗粒逐渐聚结起来形成海岛结构。当材料受到外力冲击时, MBS树脂中的橡胶核是应力集中点，使其产生形变，并在周围诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成了材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧目的。

『叁』 树脂加什么材料可以增加韧性

一般环氧树脂固化后脆性较大,交联度高的网状刚性结构的环氧树脂在低温下其脆性更为突出.非活性增韧剂随着时间延长及光、热作用,将慢慢挥发而使树脂老化变脆；因此合成韧性固化剂具有一定的意义.

『肆』 增加环氧树脂的韧性

增加环氧树脂的韧性可以通过橡胶增韧、热塑性树脂增韧、有机硅树脂增韧、核壳聚合物增韧、刚性粒子增韧、纳米粒子增韧、液晶聚合物增韧等方法。
环氧树脂的增韧方法
1.橡胶增韧
橡胶类弹性体增韧EP是较早开始的环氧树脂增韧方法，其增韧机理主要是“银纹-钉锚”机理和“银纹-剪切带”机理。增韧效果不仅取决于橡胶与环氧树脂连接的牢固强度，也与二者的相容性和分散性以及EP的固化过程有关。
目前用于增韧EP的橡胶一般是带有活性端基的液体橡胶，在增韧EP时，这类橡胶带有的活性端基在固化剂的作用下，与EP分子链中的活性基团（如环氧基、羟基等）反应。这不但增强了橡胶与EP结合的强度及相容性，也将柔性链结构橡胶软段引入到环氧树脂交联网络中，从而改善EP的冲击韧性。苏航等研究了不同品种的活性端基橡胶作为增韧剂增韧EP，结果表明，改性后的EP抗冲击性能、抗弯曲性能及拉伸剪切性能都得到了明显的改善。橡胶增韧EP的研究已比较成熟，但由于橡胶自身的强度和模量较低、耐热性能较差，所以在有效增韧EP的同时往往会减弱材料的强度、模量和耐热性能。
1．热塑性树脂增韧
热塑性树脂增韧EP一般采用剪切屈服理论或颗粒撕裂吸收能量及分散相颗粒引发裂纹钉铆机理解释。热塑性树脂以高分子量或低分子官能齐聚物形式被用来改性环氧体系，由于高性能热塑性聚合物具有较好的韧性、较高的模量和较好的耐热性等特点，因此用它们来改性EP，不仅能改进EP的韧性，而且不降低EP的刚度和耐热性。胡兵等用聚醚醚酮增韧改性EP，在材料韧性有所提高的同时，压缩强度、马丁耐热都没有降低。从断裂面的形态来看，是属于韧性断裂。当聚醚醚酮的加入量为6%时，韧性最好，达到19.1kJ/m2，比纯的EP增加了107.6%。
热塑性树脂增韧EP的不足之处是用于改性EP的热塑性树脂不易溶于普通溶剂（乙醇、丙酮等），且加工和固化条件要求较高。
1．有机硅树脂增韧
有机硅树脂增韧EP的方法有共混和共聚两种，简单的共混固化存在着两相界面张力过大，改性效果较差，相容性不好等问题，因此一般多采用共聚改性的方法。
T.H.Ho等人将芳烷基酚醛树脂转化为多缩水甘油醚基烯丙基芳烷基环氧树脂，然后与端硅氢基聚二甲基硅氧烷进行硅氢加成反应，制成聚硅氧烷改性EP。
聚硅氧烷改性EP固化后，其玻璃化转变温度明显降低；通过降低弯曲模量和热膨胀系数，内部应力明显降低；具有较好的抗热冲击性能，较低的表面张力和吸湿性。有机硅改性的增韧机理比较复杂，是多种机理共同作用的结果，它能够同时提高EP的耐热性和韧性，但工艺难度大，韧性提高有限。
1．核壳聚合物增韧
用于EP增韧改性的核壳聚合物一般是软核/硬壳型，壳层起到保护核的作用，使核在共混前后保持原来的形态和大小；壳层一般还带有可与EP基体反应的官能团，可以提高与基体树脂的相容性，提高界面粘接力，并使弹性粒子充分地分布于基体中，达到增韧的目的。张凯等利用聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯核壳型粒子增韧EP，研究表明：当用量为EP用量2%时，抗冲击强度有明显提高。与其它增韧方法相比，核壳增韧可控性强，通过控制粒子尺寸及改变核壳聚合物组成来改性EP，可以获得显著的增韧效果。
1.刚性粒子增韧
刚性粒子在塑性变形时，拉伸应力能有效地抑制基体树脂裂纹的扩展，同时吸收部分能量，从而起到增韧作用。适当添加刚性二氧化硅、高岭土、玻璃珠和碳酸钙粒子可改善EP的韧性，提高程度取决于粒子的尺度和形状及体积分数。

『伍』 塑料增韧剂的作用

塑料增韧剂主要的作用目的是为了改善硬聚氯乙烯的脆性。
增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。可分为活性增韧剂与非活性弹韧剂两类，活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团，它能形成网络结构，增加一部分柔性链，从而提高复合材料的抗冲击性能。非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相溶、但不参与化学反应的增韧剂。根据需要增韧的材料的化学结构不同，有相应类型的增韧剂，塑料增韧剂的原理不同，是通过特殊的化学增聚和物理作用，在少量使用的条件下，能够有效增加各种塑料的韧性。

『陆』 什么叫增韧剂它主要用于什么方面

增韧剂，是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。某些热固性树脂胶黏剂，如环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂胶黏剂固化后伸长率低，脆性较大，当粘接部位承受外力时很容易产生裂纹，并迅速扩展，导致胶层开裂，不耐疲劳，不能作为结构粘接之用。因此，必须设法降低脆性，增大韧性，提高承载强度。凡能减低脆性，增加韧性，而又不影响胶黏剂其他主要性能的物质即为增韧剂。可分为橡胶类增韧剂和热塑性弹性体类增韧剂。
主要用途
增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。可分为活性增韧剂与非活性增韧剂两类，活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团，它能形成网络结构，增加一部分柔性链，从而提高复合材料的抗冲击性能。非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相溶、但不参与化学反应的增韧剂。
增韧机理
不同类型的增韧剂，有着不同的增韧机理。液体聚硫橡胶可与环氧树脂反应，引入一部分柔性链段，降低环氧树脂模量，提高了韧性，却牺牲了耐热性。液体丁腈橡胶作为环氧树脂的增韧剂，室温固化时几乎无增韧效果，粘接强度反而下降；只有中高温固化体系，增韧与粘接效果较明显。端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂，固化前相容，固化后分相，形成“海岛结构”，既能吸收冲击能量，又基本不降低耐热性。

『柒』 注塑产品常见问题

1 翘曲变形，2 有熔接缝。
翘曲变形：
是指注塑制品的形状偏离了模回具型腔的形状，它是塑料制品常见的缺陷之答一。随着塑料工业的发展，人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高，翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因，以便加以优化设计，从而提高注塑生产的效率和质量，缩短模具设计周期，降低成本。
有熔接缝：
熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时，因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝，熔接缝处的强度等性能很差。

『捌』 哪些液体橡胶可以用来改性环氧树脂，液体橡胶增韧环氧树脂的机理是什么

最常用的是液体聚硫橡胶和液体丁腈橡胶。
液体橡胶通过其活性端基（如羟基、羧基、氨基等回）直接参与环答氧树脂的固化反应，在环氧树脂的固化过程中，部分橡胶从机体中析出，以分散相的形式分散于连续连续的环氧树脂机体中，形成“海岛”结构。

『玖』 目前，环氧树脂的增韧有哪几种方法

目前，环氧树脂增韧的方法主要有以下几种：
1、用弹性体、热塑性树脂或刚内性颗粒等第二相来增容韧改性；
2、用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互传网络来增韧改性；
3、通过改变简练网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧；
4、控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。

『拾』 陶瓷基复合材料的增强增韧机理有哪些

近年来，作为纳米复合材料--纳米碳酸钙填充聚合物改性已成为材料科学的一支新秀，引起人们的极大兴趣。这类材料兼有有机物和无机物的优点，由于无机物与聚合物之间界面面积非常大，且存在聚合物与无机填料界面间的化学结合，因此具有理想的粘接性能，可消除无机物与聚合物基体两种物质热膨胀系数不匹配问题，充分发挥无机材料优异的力学性能及耐热性。由于此类纳米复合材料熔体或流体具有相似的流变性能，因此对各种类型的成型加工有广泛的适用性，具有广阔的发展前景。

目前在纳米碳酸钙的使用过程中，不少采用常规共混复合方法制备的纳米粉体填充聚合物复合材料远远没有达到纳米分散水平，而只属于微观复合材料。原因在于当填料粒径减小到纳米尺寸时，粒子的表面能如此之大，致使粒子间的自聚集作用非常显著，故采用现有的共混技术难以获得纳米尺度的均匀共混，并且现有的界面改性技术难以完全消除填料与聚合物基体间的界面张力，实现理想的界面粘接。如果填料在聚合物基体中的分散达到纳米尺度，就有可能将无机填充物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、加工性及介电性完美地结合起来，获得性能优异的聚合物基纳米基复合材料。

一、增强增韧机理

纳米碳酸钙作为聚合物中的功能性填料，其对聚合物性能的影响因素主要是粒子大小、聚集状态和表面活性等方面。

纳米碳酸钙的粒子比普通碳酸钙更细微。随着粒子的微细化，境料粒子表面原子数目的比例增大，使粒子表面的电子和晶体结构都发生变化，到了纳米级水平，填料粒子将成为有限个原子的集合体，使纳米材料具有一系列优良的理化性能。最明显最有代表性的体现在比表面积和表面能的变化上，粒子愈小，单位质量的比表面能愈大，增大了填料与聚合物基质的接触面积，为形成物理缠结提供了保证。

根据无机刚性粒子在聚合物中的增韧理论，一个必要条件是分散粒子与树脂界面结合良好。树脂受到外力作用时，刚性纳米级碳酸钙粒子引起基体树脂银纹化吸收能量，从而提高增韧效果。

从纳米碳酸钙的聚集状态看，有部分纳米粒子形成了链状结构，它属于一次结构。这种结构越多，填料的结构化水平越高，与聚合物形成缠结的可能性越大。另外填料的酸碱性也是其表面化学活性的一种反映，可影响胶料的硫化速度和物理性能。

由上述几个方面的分析可知，从无机填料的优化角度看，纳米碳酸钙确是一种优化材料，既具有因粒子微细和链状结构而生成的物理缠结作用，又具有由于表面活性而引起的化学结合作用，在聚合物填充中表现出良好的补强作用。
二、在聚合物中的应用

1．聚丙烯

纳米级碳酸钙混炼于PP材料中，对PP的结晶有明显的诱导作用，起到了异相成核作用，使PP的结晶度提高。纳米级碳酸钙的粒径小，比表面积大、表层原子数多、表面活性高，则PP结晶体的颗粒小。由于纳米级碳酸钙与聚合物的界面粘接强度高，从而改善PP的抗冲击强度和聚合物的力学性能。实验表明，随着填充量的增加，熔融吸收量呈现先升后降趋势。纳米级碳酸钙在低于3.5%(质量分数，下同)时，其在基体中分散性良好，对PP的结晶度提高较大。当含量大于3.5%后，由于团聚现象加剧，无机粒子的异相成核作用减弱，因此，PP的结晶度下降。对普通碳酸钙(9цm左右)而言，虽然对PP的结晶有诱导作用，但是粒子对PP基体的界面粘接强度差，因此，随着普通碳酸钙含量的增加，材料的力学性能有所下降。PP／纳米能碳酸钙材料的综合力学性能要明显优于PP和PP微米级碳酸钙复合材料。

2．聚氯乙烯

PVC是目前用量最大的通用塑料之一，随着共混改性技术的发展，其应用领域越来越广。传统PVC增韧改性通常是在树脂中加入橡胶类弹性体，但是是以降低材料宝贵的刚性、耐热性、尺寸稳定性为代价的。用纳米碳酸钙改性能明显提高PVC的力学性能。研究表明，当纳米碳酸钙用量逐渐增加时，其体系的拉伸强度也增加，当其用量为10%时出现最大值58MPa，为纯PVC(47MPa)的123%，再增加其用量，体系拉伸强度下降。同样加入纳米碳酸钙对体系缺口冲击强度均有较大的增加，当用量为10%时，缺口冲击强度达到最大值16.3kJ／m2，为纯PVC(5.2kJ／m2)的313%；而微米级碳酸钙对体系的最大冲击强度为纯PVC的238%。这是因为纳米级碳酸钙颗粒细小，在基体中成点阵分布，粒子与基体界面间无明显间隙，象粘在基体上，基体在冲击方向则存在一定的网丝状屈服，从而提高PVC的综合理化性能。

3．硅橡胶

近年来，补强型填料白炭黑对硅橡胶性能的研究已较为深入，但填充型材料碳酸钙对硅橡胶性能影响的研究报道较少。由于纳米碳酸钙性能稳定，相对价格比白炭黑低得多，填充量大，且对硅橡胶有一定的补强作用，所以日益受到人们的重视。

纳米碳酸钙对硅橡胶性能的影响主要是水分、粒径大小和表面状态。一般情况下，纳米碳酸钙的水分能满足要求，即使存在少量水分，也可以通过捏合过程中，在一定的温度下减压脱水，使其达到要求。碳酸钙粒径的大小对硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率的影响较大。碳酸钙的粒径越小，与硅氧烷分子链作用的表面积越大，补强点越多，对硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率影响也就越大。表面状态也是影响硅橡胶的拉伸强度和扯断伸长率的重要因素，纳米碳酸钙经脂肪酸表面处理，表面由亲水性变为亲油性，与硅橡胶间的润湿分散性好，使纳米碳酸钙均匀地分散在硅橡胶中，不但起到增强作用，而且改善硅橡胶的流变性能，碳酸钙的粒径越小，其体系的触变性越好。上海卓越纳米新材料股份有限公司生产的纳米牌活性碳酸钙广泛应用于硅橡胶中，得到用户的一致好评。

综上所述，纳米碳酸钙填充于聚合物中，自身具有补强填料的功能，显著改善聚合物的应用性能已得到人们的共识，主要表现在提高塑性制品机械力学性能、热力学性能、改善成型加工性能。

三、应用要点

要真正获得纳米碳酸钙填充的最佳效果，与其使用方法有关。实践证明，在相同的混炼设备和配方工艺条件下，纳米碳酸钙比普通粒子混炼能大、生热大、混入速度慢。在应用中必须注意根据所用胶种选择合适的活化品种，确保具有相容性；配方设计要求填充量适宜，整个填充体系的组合和搭配合理；工艺条件包括加料顺序和操作温度等要合理；必要时，通过选择其他适宜的辅助分散剂，提高与胶料的相容性。