增韧理论
增韧理论
增韧理论塑料共混改性的一个重要内容是提高一种塑料的韧性，使其满足使用场合和环境对材料韧性的要求。
比较成熟的是橡胶（弹性体）增韧塑料技术，但近几年也发展了非弹性体增韧技术，如无机刚性粒子增韧塑料等。
(1) 弹性体增韧机理弹性体直接吸收能量，当试样受到冲击时会产生微裂纹，这时橡胶颗粒跨越裂纹两岸，裂纹要发展就必须拉伸橡胶，橡胶形变过程中要吸收大量能量，从而提高了塑料的冲击强度。
(2) 屈服理论橡胶增韧塑料高冲击强度主要来源于基体树脂发生了很大的屈服形变，基体树脂产生很大屈服形变的原因，是橡胶的热膨胀系数和泊松比均大于塑料的，在成型过程中冷却阶段的热收缩和形变过程中的横向收缩对周围基体产生静水张应力，使基体树脂的自由体积增加，降低其玻璃化转变温度，易于产生塑性形变而提高韧性。
另一方面是橡胶粒子的应力集中效应引起的（3）裂纹核心理论橡胶颗粒充作应力集中点，产生了大量小裂纹而不是少量大裂纹，扩展众多的小裂纹比扩展少数大裂纹需要较多的能量。
同时，大量小裂纹的应力场相互干扰，减弱了裂纹发展的前沿应力，从而，会减缓裂纹发展并导致裂纹的终止。
（4）多重银纹理论由于增韧塑料中橡胶粒子数目极多，大量的应力集中物引发大量银纹，由此可以耗散大量能量。
橡胶粒子还是银纹终止剂，小粒子不能终止银纹。
（5）银纹-剪切带理论这是业内普遍接受的一个重要理论。
大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。
剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是物体形状的改变，分子间的内聚能和物体的密度基本不变。
银纹化过程则使物体的密度大大下降。
一方面，银纹体中有空洞，说明银纹化造成了材料一定的损伤，是亚微观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机制之一。
所以，正确认识银纹化现象，是认识高分子材料变形和断裂过程的核心，是进行共混改性塑料，尤其是增韧塑料设计的关键之一。
塑料增韧机理
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③弹性体增韧剂玻璃化转变温度的影响
一般而言，弹性体的Tg越低，增韧效果越好，见表。 这是由于在高速冲击载荷作用下，橡胶相的Tg会有显
著提高。 对于在室温下使用的增韧塑料，橡胶的Tg要比室温低
40～60℃才会产生显著的增韧效应。/
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④增韧剂与基体树脂界面的影响
对于弹性体增韧塑料，界面粘接强度对增韧效果的影 响，不同的体系趋势不同。
13
不足之处
未能提供银纹终止详细机理 橡胶颗粒引发多重银纹缺乏严格数学处
理
14
5.2.3影响增韧效果的因素
可以从三个方面考虑: 基体树脂的特性， 增韧剂的特性和用量, 两相间的结合力。/
15
(1)基体树脂的特性
¾许多研究表明，提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑 料增韧效果。 ¾提高基体树脂韧性的主要方法有3种。
银纹支化理论 1971年 ，
Wu氏理论等。
提出了增韧塑料脆韧转变的临界 粒间距普适判据的概念，对热塑 性聚合物基体进行了科学分类。5
弹性体直接吸收能量理论 1956年
试样收到冲击→裂纹 橡胶颗粒横跨裂纹，裂纹发展必须拉伸橡
胶颗粒→吸收大量能量→冲击强度提高
不足： 所吸收能量不足冲击能 的1/10 气泡及小玻璃珠之类的 分散有时有增韧效应
有些增韧体系，界面粘接强度大，可有效减小分散相 粒径，在增韧剂含量相同的情况下，分散相粒子数增 多，减少了基体层厚度，有利于增韧。
例如： PVC与聚丁二烯共混，由于二者完全不相容，界面粘
接极弱，冲击强度很低；/
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对于PVC/NBR共混体系，随着 NBR 中 AN 含 量 增 加 ， NBR 与PVC 的相容性增加，
热塑性弹性体增韧聚合物理论介绍
热塑性弹性体增韧聚合物理论介绍增韧机理的研究最早开始于上世纪50年代，人们从脆性基体与橡胶分散相所组成的物理模型出发，围绕着橡胶相如何增韧机理而展开。
纵观增韧理论的发展，它主要经历了微裂纹理论、多重银纹理论、剪切屈服理论和银纹-剪切带理论等阶段。
目前被人们较普遍接受的是银纹-剪切带理论。
1、微裂纹理论最早用来解释橡胶增韧塑料的几个假设之一曾认为：橡胶通过力学阻尼来吸收冲击能量，Bucknall等最先观察到由橡胶所贡献的二级损耗峰，并发现其他许多不含橡胶的韧性聚合物在室温下也具有明显的二级损耗峰。
不过阻尼虽可以解释冲击中的某些能量吸收，但未考虑应力发白和大应变的形变。
1956年Mertz等人首次提出了聚合物增韧的理论，该理论认为作为增韧体的部分橡胶粒子会横跨在材料变形所产生的很多细微的裂缝上，阻止其继续发展，而橡胶在变形过程中消耗了能量，从而提高了材料的韧性。
该理论重视了橡胶相而忽视了母体。
如橡胶粒子吸收能量的示意图，假设橡胶粒子处于增长中的裂缝的迎面，以致在冲击中吸收的能量等于玻璃态母体断裂能和破碎橡胶粒子所做功的总和。
但是Newman和Strellla经计算表明：橡胶在拉伸过程中吸收的能量是很少的，仅占材料破坏时吸收能量的1/10，同时实验表明韧性的提高和塑料基体有关，例如，当PVC和ABS共混时，PVC分子量的提高，显著的有利于共混材料冲击强度的提高。
所以，如把增韧塑料的韧性完全归因于橡胶粒子的作用，就不完全符合事实了。
因而该理论并未揭示橡胶增韧的本质原因。
2、多重银纹理论1965年由Bucknall和Smith提出的多重银纹理论是Mertz等人微裂纹理论的发展。
该理论认为在橡胶增韧塑料体系中，橡胶相颗粒起了应力集中的作用。
当材料受到冲击时，它能引发大量的银纹，大量银纹之间的应力场将发生相互干扰，如果发生的银纹前峰处的应力集中低于临界值或银纹遇到另一橡胶颗粒时，银纹就会终止，橡胶相粒子不仅能引发银纹而且能控制银纹。
提高强度、韧性、塑性的理论
0.80 0.79
0.75
0.84 0.84
。
0.86 0.84
0.89 0.88
0.89 0.88
0.89 0.89
0.70 0℃
500℃
550℃
600℃
650℃
680℃
回火温度/℃
(a) 1#、2#钢
屈强比
屈服强度/MPa
800
Mn+Cr含量和：
1#-1.01%
2#-1.18%
700
• C下降，Mn 增加 • 0.1Mn: 10MPa, 高Mn韧性好，耐HIC差 • 0.1Cr: 10MPa，耐大气腐蚀，抗HIC
• 400-500MPa级：1.5Mn • 550-690MPa级：1.8-2.1Mn • Mn偏析！焊接性能？
C-Mn-Cr-0.1Nb钢回火性能（HIC管线）
抗拉强度/MPa
TMCP工艺对性能的影响
热加工工艺对强韧化的影响
经热处理的C-Mn钢的夏比冲击试验韧性变化
板材厚度：20mm，CVR：传统热轧，N：正火，Q-T：淬火和回火
微合金元素Nb在钢板中的作用
在加速冷却钢中，微合金元素对贝氏体体积分数和α晶粒尺寸 的影响
基本组成：0.10C-0.25Si-1.50Mn。钢被再加热到1200℃并在冷却前控轧
σs σb δ
100mm厚1000MPa级直接淬火与回火板材
具有无需预热可焊接性的610MPa级板材，直接淬火与回火 （CR-DQ-T）和传统再加热—淬火和回火（RQ-T）两种工艺下的
化学成分
回火温度对直接淬火以及再加热淬火钢强度的影响
●：通过CR-DQ-T处理的含Nb钢 ○：通过RQ-T处理的无Nb 钢
聚合物强增韧化机制及测量原理简介1
聚合物强增韧化机制及测量原理简介聚合物的强韧化一直是高分子材料科学的重要研究领域，通过将有机或无机的大分子或小分子材料，采用物理或化学的方法加入高分子基体中，提高力学及其它性能。
自从上世纪50年代首次提出聚合物的增韧理论，人们利用增韧的方法研发了大量新型高聚物材料，性能较均聚物材料有很大提高。
实际上聚合物增韧的根本问题就是通过引入某种机制，使材料在形变、损伤与破坏过程中耗散更多的能量。
聚合物增韧经历了从弹性体到非弹性体增韧的过程，传统的增韧改性是以橡胶类弹性体材料作为增韧剂，以适当方式分散到塑料基体中以达到增韧目的，如高抗冲聚苯乙烯（HIPS），乙丙共聚弹性体增韧聚丙烯，粉末NBR增韧PVC等，但存在难以克服的问题，如刚度、强度、热变形温度都有较大幅度降低，于是1984年国外首次提出了以非弹性体增韧的新思想。
这种方法可以在提高基体韧性的同时提高材料的强度、刚性和耐热性，且无加工性能下降的不足，达到既增韧又增强的目的，克服了弹性体增韧出现的问题。
以增韧方法的发展为主线，介绍增韧剂从弹性体到非弹性体、从微米到纳米尺度变化，对材料的强韧结构与性能的影响，并通过对其增韧后的力学性能、微观结构形态的分析，衍生相应的的增韧机理。
脆性断面韧性断面图1- 1 典型脆-韧性材料的拉伸行为及断面形貌§1 弹性体增韧增韧机理的研究最早开始于上世纪50年代，人们从脆性基体与橡胶分散相所组成的物理模型出发，围绕着橡胶相如何增韧机理而展开。
纵观增韧理论的发展，它主要经历了微裂纹理论、多重银纹理论、剪切屈服理论和银纹-剪切带理论等阶段。
目前被人们较普遍接受的是银纹-剪切带理论。
随着增韧理念的发展，增韧理论由传统的定性分析进入了定量分析的阶段，主要是Wu 提出了橡胶粒子增韧的T判据，建立了橡胶粒子增韧的逾渗模型，对增c韧理论的定量化研究提供了一个新的思路。
粒子与纤维增韧橡胶粒子的变形与破裂银纹与剪切带空穴与脱粘图1- 2 橡胶增韧机理的示意图§1.1微裂纹理论最早用来解释橡胶增韧塑料的几个假设之一曾认为：橡胶通过力学阻尼来吸收冲击能量，Bucknall[]i等最先观察到由橡胶所贡献的二级损耗峰，并发现其他许多不含橡胶的韧性但载荷未考虑应力发白图1- 3 橡胶粒子吸收能量的示意图和大应变的形变。
增韧原理
●延性颗粒增韧
在脆性陶瓷基体中加入第二相延性颗粒能明显提 高材料的断裂韧性。其增韧机理包括由于裂纹尖 端形成的塑性变形区导致裂纹尖端屏蔽以及由 延性颗粒形成的延性裂纹桥。当基体与延性颗 粒的和E值相等时，利用延性裂纹桥可达最佳增 韧效果。但当和E值相差足够大时，裂纹发生偏 转绕过金属颗粒，增韧效果较差。
●纤维桥接（Fiber
Bridge）
对于特定位向和分布的纤维，裂纹很难偏转，只能沿着原 来的扩展方向继续扩展。这时紧靠裂纹尖端处的纤维并未断裂， 而是在裂纹两岸搭起小桥，使两岸连在一起。这会在裂纹表面 产生一个压应力，以抵消外加应力的作用，从而使裂纹难以进 一步扩展，起到增韧作用。随着裂纹的扩展，裂纹生长的阻力 增加，直到在裂纹尖端形成一定数量的纤维搭桥区。这时达到 一稳态韧化
●裂纹弯曲（Crackbowing）和偏转
在颗粒和短纤维（晶须）增强复合材料起到使裂纹中，裂纹扩展 时会发生偏转，从而增加复合材料（MMC、CMC）的韧性。如果在 复合材料（CMC）中预先存在有微裂纹，则这些微裂纹同样起到引 导裂纹发生偏转的作用，从而增加复合材料的韧性。
增强体的长径比越大，裂纹偏转增韧效果就越好
●裂纹偏转和裂纹桥联增韧
裂纹桥联是一种裂纹尾部效应。它发生在裂纹尖端，靠桥联 元（剂）连接裂纹的两个表面并提供一个使裂纹面相互靠近 的应力，即闭合应力，这样导致强度因子随裂纹扩展而增加。 裂纹桥联可能穿晶破坏，也有可能出现互锁现象，即裂纹绕 过桥联元沿晶发展（裂纹偏转）并形成摩擦桥。裂纹桥联增 韧值与桥联元（剂）粒径的平方根成正比。
●相变增韧
所谓“相变增韧”，实际上也是利用微裂纹增韧，即利用所谓的增 韧相产生相变，由于相变丝引起的膨胀，从而引起基体相产生微裂纹。 相变增韧的典型例子是ZrO2增韧。由于ZrO2存在两种晶型：四方相 （t）和单斜相(m)，当ZrO2由四方相转变为单斜相时，具有马氏体 相变特征，伴随产生有3～5％的体积膨胀。相变温度大多处于陶瓷 材料的烧结温度范围，如基体是Al2O3，加入ZrO2 ，相变引起体积 变化，造成应力，引起基体产生微裂纹，微裂纹的出现，就增加了 Al2O3材料的韧性（相应的，材料的强度有所下降）。 氧化锆增韧陶瓷有三种：
acr增韧机理
acr增韧机理ACR增韧机理可以分为物理增韧机理和化学增韧机理两方面。
物理增韧机理主要是通过改变聚合物的结构和排列方式，增加材料的强度和韧性，而化学增韧机理则是通过引入增韧剂，改变材料的化学性质来增加材料的韧性。
在物理增韧机理方面，ACR（Acrylic rubber）增韧可以通过增加聚合物链的交联密度来提高材料的强度和韧性。
交联是指聚合物链之间形成网络结构，从而增加材料的整体强度和刚性。
在ACR中，通过引入交联剂，如双丙烯酸丁二酯（BD）或者聚合物后期交联，可以增加ACR的交联密度，提高材料的强度和韧性。
此外，物理增韧机理中还有相分离增韧机理。
当ACR中引入亲相分离增韧剂时，这些增韧剂会在材料中形成分散相或者粒子，从而改变了ACR的相结构和排列方式。
相分离的形成可以增加ACR中的界面面积，提高材料的强度和韧性。
同时，相分离的形成还可以阻碍裂纹传播，增加材料的抗裂纹扩展能力，从而提高材料的韧性。
在化学增韧机理方面，ACR的化学结构可以通过改变聚合物链上的官能团，引入增韧剂来增加材料的韧性。
例如，使用改性聚丙烯酸酯或改性丁基橡胶作为增韧剂，可以通过与ACR的聚合物链进行交联反应，形成网状结构，从而增加ACR的韧性。
此外，通过引入共聚物或者结晶增韧剂，可以改变ACR的分子结构和排列方式，提高材料的韧性。
对于ACR的增韧机理，还需要考虑材料的分子链长度和分子量分布。
一般来说，较长的分子链和较窄的分子量分布可以提高材料的韧性，因为分子链更容易在应力作用下进行重排，从而形成更强大的网络结构。
除了上述的物理和化学增韧机理，ACR的韧性还可以通过改变材料的配方和加工工艺来得到提高。
例如，合理的添加负载剂和填充剂可以增加ACR的强度和韧性，同时改变ACR的配方可以调节材料的硬度和弹性模量，从而适应不同应用领域的需求。
总的来说，ACR的增韧机理主要包括物理增韧和化学增韧两方面。
物理增韧可以通过增加聚合物链的交联密度和改变材料的相分离结构来提高强度和韧性，而化学增韧则是通过引入增韧剂，改变材料的化学结构来增加韧性。
增韧理论
增韧理论塑料共混改性的一个重要内容是提高一种塑料的韧性，使其满足使用场合和环境对材料韧性的要求。
比较成熟的是橡胶（弹性体）增韧塑料技术，但近几年也发展了非弹性体增韧技术，如无机刚性粒子增韧塑料等。
(1) 弹性体增韧机理(2) 屈服理论（3）裂纹核心理论（4）多重银纹理论（5）银纹-剪切带理论这是业内普遍接受的一个重要理论。
大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。
剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是物体形状的改变，分子间的内聚能和物体的密度基本不变。
银纹化过程则使物体的密度大大下降。
一方面，银纹体中有空洞，说明银纹化造成了材料一定的损伤，是亚微观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机制之一。
银纹的一般特征如下：1.银纹是在拉伸力场中产生的，银纹面总是与拉伸力方向垂直；在压力场中不会产生银纹；Argon的研究发现，在纯剪切力场中银纹也能扩展。
2.银纹在玻璃态、结晶态聚合物中都能产生、发展。
3.银纹能在聚合物表面、内部单独引发、生长，也可在裂纹端部形成。
4.在单一应力作用下引发的银纹，成为应力银纹。
5.银纹的外形与裂纹相似，但与裂纹的结果明显不同。
裂纹体中是空的，而银纹是由银纹质和空洞组成的。
空洞的体积分数为50%70%。
银纹质取向的高分子和/或高分子微小聚集体组成的微纤，直径和间距为几到几十纳米，其大小与聚合物的结构、环境温度、施力速度、应力大小等因素有关。
银纹主微纤与主应力方向呈某一角度取向排列，横系的存在使银纹微纤也构成连续相，与空洞连续相交织在一起成为一个复杂的网络结构。
横系结构使得银纹有一定横向承载能力，银纹微纤之间可以相互传递应力。
这种结构的形成是由于强度较高的缠结链段被同时转入两相邻银纹微纤的结果。
银纹引发的原因是聚合物中以及表面存在应力集中物，拉伸应力作用下产生应力集中效应。
复合材料基体增韧原理
复合材料基体增韧原理今天来聊聊复合材料基体增韧原理的事儿。
你看啊，生活中有好多类似的情况能帮助我们理解这个原理呢。
就好比咱们平常吃的面包，如果把面粉当作是复合材料中的基体，那么里面加的葡萄干、果仁之类的东西就有点像用来增韧的材料了。
面包原本是软趴趴的，但是加了这些有一定硬度还能起到连接和阻挡作用的东西，就变得更有韧性，不容易撕裂了。
其实复合材料基体增韧原理也有点这个感觉。
复合材料的基体材料呢，就像是一座大厦的框架结构，给自己增加韧性的方法有不少。
其中一种就是加入纤维增强体。
比如说吧，在玻璃纤维增强树脂基体复合材料里，纤维就像一个个小卫士。
当有外力施加在这个复合材料上的时候，基体材料可能会产生裂纹。
这时候，纤维就起到作用了。
纤维比基体要强，它能够分担施加过来的力，就像一座桥有了很多牢固的钢索拉住桥身一样。
这就阻止了裂纹进一步扩大，从而让整个复合材料表现得更有韧性。
有意思的是，还有一种增韧的方式是通过第二相粒子。
这就好比在沙堆里加入一些小石子。
第二相粒子弥散在基体中，当裂纹扩展到这儿的时候，粒子会使裂纹产生偏转或者分支。
想象一下啊，一条笔直向前冲的河流（裂纹），突然遇到了一些大石头（第二相粒子），那河流就不能继续直着走了，它得拐弯或者分成几条小水流。
这样一来，裂纹扩展需要的能量就大大增加了，那复合材料就变得不容易断裂，韧性增加了。
老实说，我一开始也不明白为什么第二相粒子就能让裂纹拐弯呢。
我就拼命看书、查资料，慢慢地才有点感觉。
我觉得这就像是我们走路的时候，本来好好的一条直路，突然前面出现了一个大坑或者一堵墙（第二相粒子），那我们肯定就不能直走了，得绕着走或者换个方向。
在实际应用中那可是太多了。
像航空航天领域，飞机的机翼既要轻又要足够坚韧，复合材料在里面就发挥了大作用。
通过合适的基体增韧，能够保证机翼在承受巨大的气流压力和震动的时候不会轻易损坏。
还有汽车制造，现在很多汽车的零部件用到了增韧的复合材料，让车子更轻便且安全性提高。
聚合物增韧方法及增韧机理(1)
聚合物增韧方法及增韧机理*陈立新 蓝立文 王汝敏(西北工业大学化工系,西安市710072)收稿日期:2000-07-03作者简介:陈立新女,1966年生,博士、讲师,已发表论文20余篇。
* 先进复合材料国防科技重点实验室基金资助。
摘要 探讨了聚合物增韧方法及增韧机理,为材料的研制与开发提供新的思路和准则。
关键词 增韧 机理 聚合物T oughening mechanism and methods of polymerChen Lixin Lan Liw en Wang Rumin(Dept.of Chemical Engineer ing ,N orthwest U niversity,Xi .an 710072)Abstract T he toughening mechanism and methods of polymer are discussed in differ ent aspects.Some new ideas and principles are also prov ided for the development of mater ials.Keyw ords T oug hening M echanism Polymer1 前言聚合物增韧一直是高分子材料科学研究的重要内容。
最早采用弹性体来增韧聚合物,如通过橡胶增韧苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂,制备了性能优良的ABS 工程塑料;通过液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)增韧环氧[1];端氨基丁腈(ATBN )增韧BM [2],提高了树脂的断裂韧性。
但在提高韧性的同时,却使刚度、强度和使用温度大幅度降低。
自20世纪80年代中期,人们开始讨论研究采用非弹性体代替橡胶增韧聚合物的新思路[3~6],先后获得了PC/ABS 、PC/AS 、PP/ABS 刚性有机粒子增韧体系,以及热塑性树脂(PEI,PH ,PES 等)贯穿于热固性树脂(EP,BMI)网络中的增韧体系。
弹性体增韧机理浅析
内 蒙古 石 油 化 工
９ ９
弹 性体 增 韧 机 理 浅 析
付 忠 兴
（ 龙 江 中盟 龙 新 化 工 有 限 公 司 ） 黑 摘
一
要 ： 文 从 增 韧 理 论 发 展 的 两 阶 段 入 手 ， 增 韧 机 理 进 行 了 简 单 的 论 述 。 进 一 步 分 析 了银 纹 本 对
橡 胶 颗 粒 充 作 应 力 集 中 点 ， 生 了 大 量 的 小 裂 产 纹 而 不是 少 量大 裂 纹 ， 展 众 多 的 小 裂 纹 比扩 展 少 扩 数 大 裂 纹 需 要 更 多 的 能 量 。 时 ， 量 小 裂 纹 的 应 力 同 大 场相 互 干 扰 ， 弱 了裂 纹 发展 的前 沿 应 力 ， 而 ， 减 从 会 减缓 裂纹 发 展并 导致 裂 纹 的终 止 。
发 展成 破坏 性 的裂 纹 。
１４ １ 剪 切 带与 银 纹化 概念 ． ． 大量 实验 表 明 ， 合 物形 变 机理包 括 两个 过程 ： 聚 是 剪 切 形 变 过 程 ， 是 银 纹 化 过 程 。 切 形 变 只 是 二 剪 物 体 形 状 的 改 变 ， 子 间 的 内 聚 能 和 物 体 的 密 度 基 分 本不变 。银纹 化过 程 则使 物体 的密度 大大 下 降 。 聚 合 物受 力 时 ， 产 生塑 料变 形 ， 力 超过 屈服 会 外 应 力 时 ， 生 不 屈 服 形 变 ， 种 形 变 需 要 很 多 链 段 的 产 这 独立 运 动 ， 一 定条 件 下 ， 聚 合 物 产 生 应变 软 化 ， 在 如 或 是 结构 上 的缺 陷 ， 能 造 成 局 部应 力 集 中 ， 而 ， 可 因 产 生 局 部 剪 切 形 变 ， 种 现 象 称 为 “ 切 带 ” 这 剪 。 聚 合 物 另 一 种屈 服 形 变 的机 理 是银 纹 化 机 理 。 聚 合物 在 应 力 作 用 下产 生 发 白现象 ， 种现 象 就 是 这 银 纹 现 象 。 力 发 白 的 原 因 就 是 银 纹 的 产 生 ， 合 物 应 聚 产 生 银 纹 的 局 部 称 为 银 纹 体 ， 称 银 纹 。 纹 化 的 原 简 银
高分子合金增韧理论
高分子合金增韧理论（读书笔记）橡胶增韧塑料的研究首先是从HIPS 和ABS 开始的。
它们的基体聚苯乙烯是典型的脆性聚合物。
因此，早期的塑料增韧理论大都是关于橡胶分散相如何增韧塑料的。
橡胶增韧塑料理论的发展主要经历了微裂纹理论、多重银纹化理论和剪切屈服理论(屈服的膨胀理论)阶段，目前增韧塑料理论主要有多重银纹理论和银纹一剪切屈服理论，刚性粒子对塑料的增韧机理等。
当前，增韧理论正在向定量化发展。
一、研究增韧理论的权威人物目前研究聚合物增韧的人很多，但是比较权威的有三个。
一是荷兰的R. J. Gaymans，另一个是美国Michgan大学的Albert.F.Yee教授，他从力学的角度出发。
首先建立一个增韧模型，然后通过有限元的方法计算出聚合物共混物的受力情况，从而得到其增韧及断裂的机理，他没有提出一套完整的增韧理论;美国杜邦公司的SouhengWu博士，他提出了聚合物共混增韧的逾渗模型。
二、弹性体与刚性体增韧塑料的区别点：1. 增韧的对象不同，前者可增韧脆性或韧性材料，后者则要求基体有一定的韧性2. 增韧剂的种类不同，前者是橡胶或热塑性弹性体材料，模量极低，易于挠曲，流动性差，后者是脆性塑料.模量高，几乎不发生塑性形变，流动性好:3. 增韧剂含量变化的效果不同，前者含量增加韧性一直增加，而后者有一合适的增韧范围，超过这一范围后没有增韧效果。
4. 共混体系的性能不同，前者在提高材料韧性的同时，其模量、强度、热变形温度等大幅度降低，后者则在提高材料韧性的同时也可提高其模量、强度和热变形温度。
5. 韧性提高的原因不同，前者增韧是橡胶颗粒起应力集中体的作用，诱发基体剪切屈服和银纹化，吸收冲击能，从而提高材料的韧性，后者是增韧剂在基体静压力的作用下，发生强迫形变.吸收冲击能，提高材料的韧性。
三、橡胶弹性体增韧理论的发展1、微裂纹理论1956年，在研究HIPS拉伸过程中出现的体积膨胀和应力发白现象时，MERZ等人发表了第一个聚合物共混物的增韧理论一微裂纹理论。
增韧剂基本原理
一、概述增韧剂，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。
增韧剂一般都含有活性基团，能与树脂发生化学反应，固化后不完全相容，有时还要分相，会获得较理想的增韧效果，使热变形温度不变或下降甚微，而抗冲击性能又明显改善。
一些低分子液体或称之为增塑剂之物加入树脂之中，虽然也能降低脆性，但刚性、强度、热变形温度却大幅度下降，不能满足结构粘接要求，因此，增塑剂与增韧剂是完全不同的。
有些线型高分子化合物，能与树脂混溶，含有活性基团，可以参与树脂的固化反应，提高断裂伸长率和冲击强度，但热变形温度有所下降，这种物质称之为增柔剂（flexibizer），常用的有液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶，由于它们与树脂适量配合，可以制成结构胶黏剂，所以也将增柔剂归入增韧剂之类。
增柔与增韧虽是相互关联又不相同的概念，但实际上却很难严格区分开来。
从理论上讲增韧与增柔不同，增韧它不使材料整体柔化，而是将环氧树脂固化物均相体系变成一个多相体系，即增韧剂聚集成球形颗粒在环氧树脂的交联网络构成的连续相中形成分散相，抗开裂性能发生突变，断裂韧性显著提高，但力学性能、耐热性损失较小。
二、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。
增韧机理与方法
弹性体增韧理论
Wu氏逾渗增韧模型
➢ 指出聚合物的基本断裂行为是银纹与屁服存在竞争。链缠结密度γe 较小及链的特征比 C∞较大时，基体易于以银纹方式断裂，韧性较低； γe 较大及 C∞ 较小的基体以屁服方式断裂，韧性较高。 ➢认为给定的共混体系，都有一临界Tc， Tc仅是聚合物本身的参数。
T= d[(π /6Ør)1/3-1
预增韧体系
项目
PVC
冲 击 强 度 2.5
拉 仲 强 度 58.4
杨 氏 模 量 14.7
CPE 10份，PS 3份
PVC/CPE 16.2 41.0 11.1
PVC/CPE/PS 69.5 43.7 12.1
PC/AS体系：
PC/AS=90/10 冲击强度达 到峰值，AS 大于冲击强度 降低
刚性增韧剂 （刚性粒子）
刚性有机粒子（ROF） 刚性有机粒子（ROF）
PS、AS、PMMA等 SiO2、CaCO3、滑石粉、 凹棒土、BaSO4等
刚性粒子增韧对象，必须是有一定韧性的塑料基体，如尼龙、聚碳酸酯
对于脆性基体，则需要用弹性体对其进行增韧，变成有一定韧 性的基体，然后再用刚性粒子对其进行进一步增韧改性。
弹性体增韧理论
➢弹性体直接吸收能量理论 1956年
➢屈服理论
➢裂纹核心理论 1960年 ➢多重银纹理论 1965年 ➢银纹—剪切带理论 ➢银纹支化理论 1971年
由于成功地解释一系列 的实验事实，因而被广 泛接受。
➢Wu氏渗增韧模型等
提出了增韧塑料脆性转变的临界粒间距判断的概念， 对热塑性聚合物进行科学分类。
弹性体增韧材料增韧剂考量
增韧剂粒径的选择：
对于弹性体增韧塑料，基体树脂的特性不同，弹性体分散相粒径的 最佳值也不同。
塑料的增韧、增强与增刚
塑料的增韧、增强与增刚黄锐教授（四川大学高分子科学与工程学院）1.1概述???上世纪80年代以来，高分子材料的研究重点转向聚合物凝聚态物理、材料加工与高性能化、功能化等方面；或通过加工改变单一聚合物聚集态，或将不同聚合物共混使性能普通高分子材料变成可工程应用的高性能材料。
???据统计，在改善和提高聚合物的性能中，主要包括冲击韧性、加工性能、拉伸强度、弹性模量、热变形稳定性、燃烧性能、热稳定性、尺寸稳定性等，获得高的冲击韧性、高的拉伸强度和良好的加工性能位居前三位，成为聚合物材料改性的主要目标。
作为结构材料的高分子，强度和韧性是两项最重要的力学性能指标。
以往的研究表明，橡胶能有效地增韧，但造成强度、刚度较大幅度下降；无机填料能有效地增强，但往往造成冲击韧性明显下降。
因此，如何获得兼具高强高刚高韧综合性能优良的高分子材料，实现同时增韧增强与增刚改性一直是高分子材料科学研究中的一个重要课题和应用研究热点。
???近年来，随着对弹性体增韧机理的更进一步认识，人们在提高弹性体的增韧效果和新型弹性体的研究与应用等方面都开展了研究。
弹性体增韧体系的强韧性与弹性体的种类，分散相的结构、粒子大小及分布，界面粘结以及基体等因素有关。
有人采用弹性模量比橡胶类聚合物高1-2个数量级的EVA作为PP的增韧改性剂，研究了原料配比、工艺条件和微观结构对体系性能的影响。
研究表明，共混物的增韧机理主要是EVA 分散相粒子的界面空洞化引起PP基体屈服。
该共混物在冲击强度大幅度提高的同时，刚性相对下降很小，并且具有良好的加工性能，其综合性能优于PP/EPDM共混物。
通过改善弹性体的粒径大小及其分布、粒子与基体的界面相互作用等来达到共混材料的强韧化，已有很多文献报道。
有研究表明，质量比为80/20的动态硫化PP/EPDM和70/30非硫化型PP/EPDM的韧性几乎相同，可以用更少的弹性体用量而达到同样的增韧效果以保持PP的刚性和耐热性。
HIPS增韧理论
增韧理论摘要：当代工业对韧性材料的要求越来越高，而PS又是目前塑料材料中产量较大的品种之一。
其价格低廉，来源广泛，因此其增韧改性越来越受到人们的重视。
这篇文章主要介绍了现在国内外的聚苯乙烯的增韧改性的现状，分别对弹性体及非弹性体的增韧机理，影响增韧效果的因素和最近取得的成果做了概述。
非弹性体增韧拓展了改性研究的新领域，纳米粒子增韧开拓了PS增韧改性的研究方向。
本文还介绍了高抗冲聚苯乙烯的合成方法以及生产工艺和设备，了解工业化生产的高抗冲聚苯乙烯。
AbstractIn the modern industry,material is required to be better and better in tenacity .meanwhile PS is one of the most product ion varieties .PS is a compo unds with low cost and whose source is wide. Undoubtedly people attach more and more attention to the toughening of PS .This paper introduced the present situation of toughening modification of polystyrene (PS) at home and abroad .The toughe ning mecha ni sms and factors in flue ncing toughe ning effect iven ess as well as the research achieveme nts of PS modified by elastomer or non-elastomer were reviewed . It was pointed out that toughening by non-elastomer materials broadened the research field and toughe ning created a new directi on for study on modificati on of PS . This text prese nts the methods for preparati on of HIPS too.一、增韧理论塑料增韧橡胶的主要方式是机械共混、接枝共聚和嵌段共聚。
聚合物的增韧
聚合物的增韧摘要：本文是一篇关于聚合物实现既增韧的综述，方法及其机理，并讨论了聚台物实现增韧的条件。
介绍几近年来增韧的几种材料。
聚合物作为结构材料，强度和韧性是两个重要的力学性能。
塑料改性中增韧一直是高分子材料科学研究的重要内容，但一般情况下，增韧和增强往往是相互矛盾。
增韧塑料其韧性、冲击性能提高，但材料的强度和刚度下降；而在增强塑料中，又通常导致韧性、冲击强度的降低。
因此，如何获得既增强又增韧的综合性能优良的高分子材料，是高分子材料科学研究中的热门课题。
1. 弹性体（增韧）和填料（增强)的共同作用早在上世纪初，人们就发现用橡胶类弹性体作为增韧剂以适当的方式分散于塑料基体中达到增韧目的，如环氧、尼龙、聚丙烯等的橡胶增韧。
过去几十年来，人们在橡胶增韧塑料的机理方面做了大量的研究工作，并提出了许多理论。
早期，Merz等人认为橡胶促使脆性材料韧性提高的原因是当材料在应变中产生裂纹时，有些橡胶粒子横跨于裂纹两端产生伸长变形，阻止裂纹扩展并吸收能量。
后来Newman、Schmit、Bucknall等人发现橡胶增韧脆性材料的机理不在于橡胶微粒本身吸收能量，而主要是橡胶微粒在在塑料基体中作为应力集中体引发基体的剪切屈服和银纹化，从而因塑料基体本身吸收能量而使材料的韧性得到提高。
但是橡胶类弹性体增韧塑料往往导致材料的强度、刚度、抗蠕变性、热变形温度等性能降低。
如何保持既提高材料的强度、刚性争眭能的基础上，提高共混材料的韧性，便是目前塑料改性的方向之一。
而在填充、纤维增强聚合物复合材料中，填料的浓度、形态、尺寸、粒度分布、表面积、堆砌方式和纤维含量、分布、表面化学性质等对材料性能影响很大。
在填充和纤维复合增强聚合物中，材料的性能除了取决于各组分的性能外，两组分间的界面的相互作用也是影响增强聚合物复合材料的重要因素之一。
有关增强复合材料界面作用机理，现已提出了许多理论，其中比较重要的有：物理吸附或表面浸润理论，化学键理论，可形变层理论，束缚层理论和互穿网络理论。
多层结构的增韧原理
多层结构的增韧原理一、材料组合多层结构的增韧原理在材料组合方面主要体现在混合效应上。
通过合理地选择和搭配各类材料，可以实现在保留材料基本性能的同时，增强其韧性。
例如，在金属基材中加入韧性良好的陶瓷颗粒，可以在保持金属强度的同时，提高其抗冲击性能。
此外，一些具有自修复功能的材料也被用于多层结构中，以实现损伤自愈，进一步提高结构的韧性。
二、结构设计结构设计在多层结构的增韧原理中占据重要地位。
通过优化结构设计，可以显著提高材料的韧性。
例如，采用分层的结构设计，可以使材料在受到冲击时，能量得到有效的分散和吸收，从而防止裂纹的快速扩展。
此外，引入适当的冗余结构也可以提高多层结构的韧性，使结构在部分损伤的情况下仍能保持整体稳定性。
三、涂层技术涂层技术是实现多层结构增韧的有效手段之一。
通过在材料的表面涂覆一层或多层具有特定功能的涂层，可以显著提高材料的抗腐蚀、抗氧化、抗冲击等性能。
例如，在金属表面涂覆一层陶瓷涂层，可以在保持金属导电导热性能的同时，显著提高其硬度、耐磨性和耐高温性能。
此外，一些智能涂层还可以根据环境条件变化自动调节材料性能，进一步增强多层结构的韧性。
四、相变储能相变储能是通过利用材料在相变过程中吸收和释放热量来实现增韧的一种方法。
在多层结构中引入具有相变储能功能的材料，可以在温度变化时吸收或释放热量，从而减小温度变化对结构的影响。
这种方法特别适用于在极端温度环境下工作的多层结构，可以有效提高其适应性和稳定性。
五、微裂纹增韧微裂纹增韧是通过在材料中引入微裂纹，以实现对能量的有效吸收和分散，从而提高材料的韧性。
在多层结构中引入微裂纹可以改变其受力性能和能量吸收机制，使结构在受到冲击时能够更好地分散和吸收能量，防止裂纹的快速扩展和材料的脆性断裂。
微裂纹的引入可以通过材料制备过程中的热处理、机械加工或化学刻蚀等方法实现。
这种方法具有较高的实用价值，已在许多工程领域得到广泛应用。
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增韧理论：塑料共混改性的一个重要内容是提高一种塑料的韧性，使其满足使用场合和环境对材料韧性的要求。
比较成熟的是橡胶增韧技术，但近几年与发展了非弹性体增韧技术，如无机刚性粒子增韧塑料等。
⑴弹性体直接吸收能量理论：当试样受到冲击时会产生微裂纹，这时橡胶颗粒跨越裂纹两岸，裂纹要发展就必须拉伸橡胶，橡胶形变过程要吸收大量能量，从而提高了塑料的冲击强度。
⑵屈服理论：橡胶增韧塑料高冲击强度主要来源于基体树脂发生了很大的屈服形变，基体树脂产生很大屈服形变的原因，是橡胶的热膨胀系数和泊松比均大于塑料的，在成型过程中冷却阶段的热收缩和形变过程中的横向收缩对周围基体产生静水张应力，使基体树脂的自由体积增加，降低其玻璃化转变温度，易于产生塑性形变而提高韧性。
另外是橡胶粒子的应力集中效应引起的。
⑶裂纹核心理论：橡胶颗粒充作应力集中点，产生了大量小裂纹而不是少量大裂纹，扩展众多的小裂纹比扩展少数大裂纹需要较多的能量。
同时，大量小裂纹的应力场相互干扰，减弱了裂纹发展的前沿应力，从而，会减缓裂纹发展并导致裂纹的终止。
⑷多重银纹理论：由于增韧塑料中橡胶粒子数目极多，大量的应力集中物引发大量银纹，由此可以耗散大量能量。
较大的橡胶粒子还是银纹终止剂，小粒子不能终止银纹。
⑸银纹-剪切带理论：是普遍接受的一个重要理论。
大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。
剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。
剪切形变只是物体形状的改变。
分子间的内聚能和物体的密度基本不变。
银纹化过程则使物体的密度大大下降。
一方面，银纹体中有空洞。
说明银纹化造成了材料一定的损伤，是次宏观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机制之一，所以，正确认识银纹化现象，是认识高分子材料变形和断裂过程的核心，是进行共混改性塑料，尤其是增韧塑料设计的关键之一。
银纹的一般特征如下：①银纹是在拉伸力场中产生的，银纹面总是与拉伸力方向垂直；在压力场中不会产生银纹；在纯剪切力场中银纹也能扩展。
②银纹在玻璃态、结晶态聚合物中都能产生、发展。
③银纹能在聚合物表面、内部单独引发、生长，也可在裂纹端部形成。
在裂纹端部形成的银纹，是裂纹端部塑性屈服的一种形式。
④在单一应力作用下引发的银纹，称为应力银纹。
在短时大应力作用下可以引发银纹，在长期应力作用下，即蠕变过程中也能引发银纹，在交变应力作用下也可引发银纹。
受应力和溶剂联合作用引发的银纹，称为应力-溶剂银纹。
溶剂能加速银纹的引发和生长。
⑤银纹的外形与裂纹相似，但与裂纹的结果明显不同：裂纹体中是空的，而银纹是由银纹质和空洞组成的。
空洞的体积分数50%～70%。
银纹质取向的高分子和/或高分子微小聚集体组成的微纤，直径和间距约为几到几十纳米，其大小与聚合物的结构、环境温度、施力速度、应力大小等因素有关；银纹主微纤与主应力方向呈某一角度取向排列，横系的存在使银纹微纤也构成连续相，与空洞连续相交织在一起成为一个复杂的网络结构；横系结构使得银纹有一定横向承载能力，银纹微纤之间可以相互传递应力；这种结构的形成是由于强度较高的缠结链段被同时转入两相邻银纹微纤的结果。
银纹引发的原因是聚合物中以及表面存在的应力集中物，拉伸应力作用下产生应力集中效应。
首先在局部应力集中处产生塑性剪切变形，由于聚合物应变软化的特性，局部塑性变形量迅速增大，在塑性变形区内逐渐积累足够的横向应力分量。
这是因为沿拉伸应力方向伸长时，聚合物材料必然在横向方向收缩，就产生低抗这种收缩倾向的等效于作用在横向的应力场。
当横向张力增大到某一临界值时，局部塑性变形区内聚合物中被引发微空洞；随后，微空洞间的高分子和/或高分子微小聚集体继续伸长变形，微空洞长大并彼此复合，最终形成银纹中椭圆空洞。
银纹体形成时所消耗的能量称为银纹生成能，包括消耗的 4 种形式的能量；生成银纹时的塑性功；黏弹功；形成空洞的表面功及化学键的断裂能。
银纹终止的具体原因有多种，如银纹发展遇到了剪切带，或银纹端部引发剪切带，或银纹的支化，以及其它使银纹端部应力集中因子减小的因素。
剪切带具有精细的结构，其厚度约1um，宽度5～50um；由大量不规则的线簇构成，每一条线簇的厚度约0.1um，剪切带内分子链或高分子的微小聚集体有很大程度的取向，取向方向为切应力和拉伸应力合力的方向。
剪切带的产生只是引起试样形状改变，聚合物的内聚能以及密度基本上不受影响。
剪切带与拉伸力方向间的夹角接近45°，但由于大形变时试样产生各向异性，试样的体积也可能发生微小的变化，所以与拉伸力方向间的夹角往往是45°有偏差。
剪切带的产生和剪切带的尖锐程度，除与聚合物的结构密切相关外，还与温度、形变速率有关。
如温度过低时，剪切屈服应力过高，试样不能产生剪切屈服，而是横截面处引发银纹，并迅速发展成裂纹，试样呈脆性断裂；温度过高，整个试样容易发生均匀的塑性形变，只能产生弥散型的剪切形变而不会产生剪切带。
加大形变速度的影响与降低温度是等效的。
银纹与剪切带之间的相互作用：在很多情况下，在应力作用下，聚合物会同时产生剪切带与银纹，二者相互作用，成为影响聚合物形变乃至破坏的重要因素。
聚合物形变过程中，剪切带和银纹两种机理同时存在，相互作用，使聚合物从脆性破坏转变为韧性破坏。
银纹与剪切带的相互作用可能存在三种方式：一是银纹遇上已存在的剪切带而得以与其合并终止，这是由于剪切带内大分子高度取向限制了银纹的发展；二是在应力高度集中的银纹尖端引发新的剪切带新产生的剪切带反过来又终止银纹的发展；三是剪切带使银纹的引发与增长速率下降。
该理论认为橡胶增韧的主要原因是银纹和剪切带的大量产生和银纹与剪切带相互作用的结果。
橡胶颗粒的第一个重要作用就是充当应力集中中心，诱发大量银纹和剪切带，大量银纹或剪切带的产生和发展需要消耗大量能量。
银纹和剪切带所占比例与基体性质有关，基体的韧性越大，剪切带所占的比例越高；同时，也与形变速率有关，形变速率增加时，银纹化所占的比例就会增加。
橡胶颗粒第二个重要作用就是控制银纹的发展，及时终止银纹。
在外力作用过程中，橡胶颗粒产生形变，不仅产生大量的小银纹或剪切带，吸收大量的能量，而且，又能及时将其产生的银纹终止而不至发展成破坏性的裂纹。
银纹-剪切带理论的特点是既考虑了橡胶颗粒的作用，又肯定了树脂连续相性能的影响，同时明确了银纹的双重功能，即银纹产生和发展消耗大量的能量，可提高材料的破裂能；银纹又是产生裂纹并导致材料破坏的先导。
但这一理论的缺陷是忽视了基体连续相与橡胶分散相之间的作用问题。
应该说，聚合物多相体系的界面性质对材料性能有很大的影响。
⑹空穴化理论：空穴化理论是指在低温或高速形变过程中，在三维应力作用下，发生橡胶粒子内部或橡胶粒子与基体界面层的空穴化现象。
该理论认为：橡胶改性的塑料在外力作用下，分散相橡胶颗粒由于应力集中，导致橡胶与基体的界面和自身产生空洞，橡胶颗粒一旦被空化，橡胶周围的静水张应力被释放，空洞之间薄的基体韧带的应力状态，从三维变为一维，并将平面应变转化为平面应力，而这种新的应力状态有利于剪切带的形成。
因此，空穴化本身不能构成材料的脆韧转变，它只是导致材料应力状态的转变，从而引发剪切屈服，阻止裂纹进一步扩展，消耗大量能量，使材料的韧性得以提高。
⑺Wu's逾渗增韧模型：美国杜邦公司Souheng Wu博士提出了临界粒子间距判据的概念，对热塑性聚合物基体进行了科学分类并建立了脆韧转变的逾渗模型，将增韧理论由定性分析推向定量的高度。
其特点如下：①认为共混物韧性与基体链结构间存在一定的联系，给出了基体链结构参数——链缠结密度γe和链的特征比C∞间的和定量关系式，指出聚合物的基本断裂行为是银纹与屈服存在竞争。
γe较小及C∞较大时，基体易于以银纹方式断裂，韧性较低；γe较大及C∞较小的基体以屈服方式断裂，韧性较高。
②科学地将热塑性聚合物基体划分为两大类：脆性基体和准韧性体两大类。
认为中有当体系中橡胶粒子间距小于临界值时才有增韧作用。
相反，如果橡胶颗粒间距远大于临界值时，则材料表现为脆性。
临界值是决定共混物能否出现脆韧转变的特征参数，它适用所有增韧共混体系。
其理由如下：当橡胶粒子相距很远时，一个粒子周围的应力场对其它粒子影响很小，基体的应力场是这些孤立的粒子的应力场的简单加和，基本塑性变形的能力很小时，表现为脆性。
当粒子间距很小时，基体总应力场是橡胶颗粒应力场相互作用的叠加，这样，使基体应力场的强度大为增强，产生塑性变形的幅度增加，表现为韧性。
⑻刚性粒子增韧机理：①有机刚性粒子增韧：有机刚性粒子增韧聚合物的增韧机理有两种：“冷拉”机理和“空洞化”理机。
Kurauchi等在研究PC/ABS、PC/AS共混物的力学性能时首先提出了脆性塑料粒子可以提高韧性塑料基体拉伸冲击强度的概念，并用“冷拉”机理给予了解释：拉伸前，ABS、AS都是以球形微粒状分散在PC基体中，粒径分别大约为2um和1un；拉伸后，PC/ABS、PC/AS共混物中都没产生银纹，但分散相的球形微粒都发生了伸长变形，变形幅度大于100%。
基体PC也发生了同样大小的形变。
刚性粒子变形过程中发生大变形的原因在于：在拉伸时，基体树脂发生形变，分散相粒子的极区受到拉应力，赤道区受到压应力，脆性粒子屈服并与基体产生同样大小的形变，吸收相当多的能量，使共混物的韧性提高。
界面是两相间应力传递的基础，所以界面黏结好坏直接影响刚性粒子的冷拉。
如PA6/AS共混物，不具有增韧效果，其原因在于其界面的粘接力小于屈服应力。
拉伸时，在分散相AS 粒子的两极首先发生脱黏，破坏了原有的三维应力场，无法达到使AS屈服冷拉的要求。
在PA6/AS共混物中添加增容剂SMA苯乙烯-马来酸酐共聚物，提高了界面粘接强度，消除了分散相粒子两极脱黏的现象，使共混物的韧性显著提高。
以上分析表明：冷拉增韧机理只能在拉伸时出现，因为要在分散相粒子极区形成压应力，共混物界面粘接必须很强，在极区避免界面脱黏。
“空洞化”机理：Yee等在研究PC/PE共混物增韧机理时发现，和拉伸情况不同，裂尖损伤区内分散相粒子承受三维强力，微粒PE，直径约0.3um，从界面脱黏，形成空洞化损伤，同时使基体PC易于产生剪切屈服，共混物得到增韧。
使LDPE分散相的直径减小到1um以下，在缺口产生的损伤区内也有空洞化损伤产生，共混物因此得到增韧。
②无机刚性粒子增韧机理：20世纪90年代初，发展了无机刚性粒子增韧理论。
无机粒子在基体中的分散状态有三种情况：a.无机粒子无规分散或聚集成团后单独分散：b.无机粒子如同刚性链分散在基体中；c.无机粒子均匀而单独地分散在基体中。
为达到理想的增韧效果，要尽可能地使粒子均匀分散。