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            增韌劑增韌機理

            發布時間:2014-07-30 來源: 環球塑化網 專題: 塑料助劑 打印

            環球塑化網 www.PVC123.com 訊:

              增韌劑(toughener)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后伸長率低,脆性較大,當粘接部位承受外力時很容易產生裂紋,并迅速擴展,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稱為增韌劑。增韌劑一般都含有活性基團,能與樹脂發生化學反應,固化后不完全相容,有時還要分相,會獲得較理想的增韌效果,使熱變形溫度不變或下降甚微,而抗沖擊性能又明顯改善。一些低分子液體或稱之為增塑劑之物加入樹脂之中,雖然也能降低脆性,但剛性、強度、熱變形溫度卻大幅度下降,不能滿足結構粘接要求,因此,增塑劑與增韌劑是完全不同的。

              有些線型高分子化合物,能與樹脂混溶,含有活性基團,可以參與樹脂的固化反應,提高斷裂伸長率和沖擊強度,但熱變形溫度有所下降,這種物質稱之為增柔劑(flexibizer),常用的有液體聚硫橡膠、液體丁腈橡膠,由于它們與樹脂適量配合,可以制成結構膠黏劑,所以也將增柔劑歸人增韌劑之類。增柔與增韌雖是相互關聯又不相同的概念,但實際上卻很難嚴格區分開來。從理論上講增韌與增柔不同,增韌它不使材料整體柔化,而是將環氧樹脂固化物均相體系變成一個多相體系,即增韌劑聚集成球形顆粒在環氧樹脂的交聯網絡構成的連續相中形成分散相,抗開裂性能發生突變,斷裂韌性顯著提高,但力學性能、耐熱性損失較小。

              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,固化后分相,形成“海島結構”,既能吸收沖擊能量,又基本不降低耐熱性。T一99多功能環氧固化劑固化環氧樹脂使交聯結構中引進了柔性鏈段,不產生分相結構,在提高韌性的同時基本不降低耐熱性。

              熱塑性樹脂連續貫穿于環氧樹脂網絡中,形成半互穿網絡型聚合物,致使環氧樹脂固化物韌性提高。

              納米粒子尺寸為1~100nm,具有極大的比表面積,表面原子又有極高的不飽和性,因此表面活性非常大。環氧基團在界面上與納米粒子形成遠大于范德華力的作用,能很好地引發微裂紋,吸收能量。納米SiO2和納米黏土既能引發銀紋,又能終止裂紋。同時,納米粒子具有很強的剛性,裂紋在擴展時遇到納米粒子發生籜向或偏轉,吸收能量而達到增韌目的。另外,納米粒子與樹脂具有良好的相容性,使基體對沖擊能量的分散能力和吸收能力提高,導致韌性增大。

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