一、增韌是塑料改性的基本任務(wù)

● 合成塑料的分子鏈結(jié)構(gòu)及其凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)注定其斷裂能較低

● 某些塑料對(duì)缺口(應(yīng)力集中)敏感，缺口沖擊能低

● 增韌改性可提高塑料的缺口沖擊強(qiáng)度(kJ/㎡或J/m )

二、塑料增韌改性的方法

● 與彈性體(橡膠或熱塑性彈性體)共混

● 與剛性粒子(以無(wú)機(jī)填料為主)共混

三、彈性體增韌塑料的機(jī)理

● 彈性體增韌塑料的目標(biāo)：1、阻止裂紋的增長(zhǎng)，2、提高斷裂過程的能量消耗

● 彈性體在塑料基體中的作用：1、引發(fā)基體銀紋，2、使銀紋發(fā)生干涉并終止，3、使基體產(chǎn)生剪切屈服。

● 彈性體能夠增韌塑料的原因:

? 兩者楊氏模量間存在較大差距，G塑料》G彈性體

? 兩者泊松比間有差異，V彈性體≈0.5, V塑料=0.33～0.38

● 彈性體增韌塑料的渝滲(percolation)模型:

● 影響彈性體增韌塑料的直接因素

? 彈性體粒子間的面間距

? 彈性體粒子的直徑

? 粒子與基體間的界面粘接性

● 提高彈性體增韌塑料效果的可控條件

? 彈性體在基體中的含量

? 彈性體在基體中的分散性

? 彈性體與基體的相容性與增容

? 彈性體在基體中的形態(tài)分布

▲彈性體粒子的架橋增韌機(jī)理

▲橡膠網(wǎng)絡(luò)對(duì)銀紋的終止

四、剛性粒子增韌塑料的機(jī)理

● 剛性能夠增韌塑料的原因

? 楊氏模量差異

? 泊松比差異

● 在基體中的粒子周圍產(chǎn)生靜水張應(yīng)力

●剛性粒子本身可以阻擋裂紋的增長(zhǎng)，改變裂紋的發(fā)展方向

實(shí)例一

五、纖維增強(qiáng)塑料

● 玻璃纖維增強(qiáng)塑料:短切纖增強(qiáng)塑料、長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料

? 提高塑料的拉伸強(qiáng)度、模量、剛性、抗蠕變性能、耐疲勞性、熱形變溫度，減少成型收縮率

● 碳纖維增強(qiáng)塑料

? 更好的增強(qiáng)效果、顯著提高耐熱性、提高導(dǎo)熱性，賦予材料導(dǎo)電性和潤(rùn)滑性

● 無(wú)機(jī)陶瓷或礦物纖維增強(qiáng)塑料

? 采用碳化硅、氧化鋁、氮化硼、各種晶須改性塑料，

? 可顯著提高塑料的強(qiáng)度、硬度、耐熱性

● 金屬纖維改性塑料:賦予材料電磁屏蔽性能

● 天然植物纖維增強(qiáng)塑料

● 玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)用

? 高分子樹脂:環(huán)氧樹脂、聚酯(不飽和)樹脂、尼龍、PBT、PC、PES、PEEK、PPS等工程塑料。

● 玻纖：短切纖、長(zhǎng)纖、玻璃布、玻纖無(wú)紡布

● 應(yīng)用：交通運(yùn)輸工具、造船、電子電器、國(guó)防軍工、體育器材等領(lǐng)域

六、玻纖增強(qiáng)塑料的加工工藝

● 短切玻纖增強(qiáng)塑料:

? 纖維表面浸潤(rùn)，利用偶聯(lián)劑，通過物理作用力提高纖維與基體的界面粘接力，降低玻纖的表面張力

? 采用側(cè)喂料法，提高玻纖在基體中的均勻分散

? 采用適合的螺桿混合單元組成，減少長(zhǎng)徑比損失

● 長(zhǎng)纖維增強(qiáng)(LFT)熱塑性復(fù)合材料的加工裝備及方法工藝：

7、碳纖維LFT復(fù)合材料的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

★比傳統(tǒng)短切纖維增強(qiáng)更優(yōu)異的綜合力學(xué)性能比傳統(tǒng)短切纖維增強(qiáng)更優(yōu)異的綜合力學(xué)性能;

★具有杰出的耐蠕變、耐疲勞、耐磨，提升了塑料復(fù)合材料的使用壽命

★優(yōu)異的抗沖擊性能，高模量、高強(qiáng)度、低翹曲、與金屬相近的熱膨脹系數(shù);熱膨脹系數(shù)與金屬相當(dāng)

★各向同性，低收縮率，低蟠變，高尺寸穩(wěn)定性;

★優(yōu)異的成型加工性能:高流動(dòng)、易脫模、對(duì)螺桿傷害低、收縮率低、加工成型簡(jiǎn)便，易加工出各種異型制件;

★獨(dú)有的無(wú)取向的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使材料高低溫度條件下及高低溫高頻交變的環(huán)境中的高力學(xué)性能保持性;堪比鋁鎂合金，可真正實(shí)現(xiàn)以塑料代替金屬合金材料。

■ Ticona. RTP和Sabic攻克了長(zhǎng)玻纖浸漬和浸漬模頭的設(shè)計(jì)難題，生產(chǎn)出了LFT粒料;

■ KraussMaffei 和Dieffenbacher解決了螺桿結(jié)構(gòu)和快速壓機(jī)的技術(shù)難題，分別在LFT-D直接注塑和直接模壓成型等技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展。

▲LFT-G

▲LFT-D

END