橡胶增韧塑料机理研究进展
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摘
要 ： 介 绍 了橡 胶 增 韧 塑 料 机理 演 进 及 其 与 不 同 链结 构 基 体 树 脂 断 裂行 为 的关 系 ． 述 了银 纹 和 裂 缝 区 别 ， 描
详 细 地 介 绍 了 不 同 基 体 树 脂 的 分 子 链 参 数 与 橡 胶 分 散 相 形 态参 数 的定 量关 系 ， 同时 强 调 基 体 树 脂 的链 参数 既 控 制
吸收 冲击 能的观 点较为人 们所 接受 。该观点 的缺 陷在于不 能解 释应 力发 白和应变 大的形 变。
１１ 微 裂 缝 理 论 ．
图 １ ＰＶＰ Ｐ ／ Ｓ合 金 的 裂 缝 、 纹 、 面 透 射 电 子 显 微 镜 照 片 『 银 界
Ｆ ｇ １ Ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ｃ ｏ ｒ ｐ ｓ ｏ ｅ ｃ ａ ｋ ｃ ａ ｅ ａ ｄ ｉ ． ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｌ ｃｒ ｎ ｍｉｒ ｇ ａ ｈ ｆｔ ｒ ｃ ， ｒ ｚ ｎ ｈ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｉ Ｖ Ｐ ｌｏ ｎ ｅ ｆ ｃ ｎ Ｐ Ｓ ａ ｌｙ
聚 合 物 ／ 胶 共混 物 的本 征 韧 性 ， 决 定 了橡 胶 分 散 相 的 适 宜 形 态 。 橡 又
关键词 ： 塑料 橡胶 增韧 塑性 脆性 银纹 裂缝 屈 服
中图分类号 ： Ｔ ２． Ｑ３１ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １０ — ３ ６ ２ １ 卜０ — ０ ９ ０ ０ ２ １９ （０ ２ ２ ０６ — ６
１５ ９ ６年 ， ｒ 等 针 对 高 抗 冲 聚 苯 乙 烯 （ ＩＳ Ｍｅｚ ＨＰ ） （ 丁 苯 橡 胶 制 备 ） 拉 伸 时 横 截 面 基 本 无 收 缩 和 用 被
银 纹 由取 向 聚 合 物 和 散 布 其 间 的 空 穴 组 成 的 结 论 。 １６ 年 ， 据 去 除 负 荷 后 试 样 银 纹 的 Ｘ射 线 ９ １ 根
中未 被 充 分 重 视 。该 理 论 不 足 之 处 还 在 于 不 能 解
出 通 过 加 热 或 溶 剂 熏 蒸 方 式 可 以 消 除 银 纹 。同 年 ，
Ｋ ｍ ｏ ｒ进 一步指 出 ， ａ ｂ ｕ￣ 玻璃态 聚合 物形变 过程 中 ，
银 纹 化 先 于 断 裂 而 发 生 。他 也 观 测 到 了银 纹 愈 合
认 为 这 些 点 会 产 生 银 纹 ．银 纹 增 长 需 消 耗 较 多 能 量 ， 时 ． 纹 应 力 场 相 互 干 扰 而 减 弱 了银 纹 增 长 同 银 的 前 沿 应 力 ．从 而 导 致 银 纹 终 止 。 由此 他 们 还 认 为 ， 力 发 白是银 纹 引起 而 不 是 裂缝 所 致 。９ ２年 ， 应 １６ Ｓｕｒ 用 光 学 显 微 镜 和 扫 描 电子 显 微 镜 观 察 到 ｐ ｒ 等 银 纹 中含 有 取 向 的 聚 合 物 ，提 出 了 银 纹 诱 发 、 增
综述
合成树脂及塑料，０ ，９ ）ＣＳ ２２ ２（ＴＩ６ １ ＬＡＳ：９ ２ ＣＨＩ Ｓ ＮＡ ＹＮＴＨＥＴＩ ＲＥＳ Ｎ Ｃ Ｉ ＡＮＤ Ｐ
橡 胶 增 韧 塑 料 机 理 研 究进 展
王 荣 伟
（ 国石 油 化 工股 份 有 限公 司 上 海 石 油 化 工 研 究 院 ， 海 市 ２ １０ ） 中 上 ０ ２ ８
１ 理 论 的 演 进
虽 然 用 天 然 橡 胶 改 性 聚 苯 乙 烯 （ Ｓ 的 本 体 和 Ｐ） 溶 液 沉 淀 技 术 雏 形 于 １２ ９ ５年 就 已 形 成 ｌ 但 较 为 １ 】 ．
令人信 服的 、定性 的橡胶 增韧作 用理 论解 释却 出
现 在 １５ － １６ 年 之 前 ， 胶 以力 学 阻 尼 方 式 ９０ ９ ０ 橡
收 稿 日期 ： ２ １ — ９ ３ 。 ０ １ ０ — ０ 修 回 日期 ： ２ １ － ２ ２ 。 ０ １ １— ９
释 增 韧 聚 氯 乙 烯 （Ｖ 的 断 裂 行 为 。 Ｐ Ｃ）
１２ 多 重 银 纹 化 理 论 ．
图 １ 聚 ２ 乙烯 基 吡 啶 （Ｖ ） Ｓ 金 的裂 缝 是 一 Ｐ Ｐ／ 合 Ｐ
么 ，被吸收 的冲击能 等于基 体树脂 断裂 能和橡 胶 颗粒 破碎所 需做功 的总 和。Ｎ ｗ ａ 等回 ｅｍ ｎ 估算后 认
为 ， 胶 颗 粒 在 拉 伸 中 吸 收 的 能 量 很 少 ． 占总 吸 橡 约 收 能 的 １１ 。 然 ， 体 树 脂 的 作 用 在 微 裂 缝 理 论 ／０ 显 基
密度下 降 ８ 的情况 ， ％ 发现 材料 内部产 生 了空 穴 ， 认 为拉伸 时材料 出现应力发 白现象 是材 料 内部 产
生 的 空 穴 对 光 散 射 引 起 的 。 外 ， 们 提 出 了应 变 另 他
衍射 特征未 变现象 ， ｅｓｉ ｖ等得 出了相 同结论 。 Ｂ ｓｏｏ ａ １６ ９ ０年 ，ｃ ｍ ｔ等 将橡 胶 颗粒 视作 应 力 集 中点 ， Ｓｈ ｉ ｔ
长 、 止 ｊ 步 骤 的 应 力 导 致 银 纹 形 成 的机 理 ， 指 终 并
时材 料 内部 产生许 多很细微 裂缝 的概念 以及第 一
种 增 韧 理 论 （ 裂 缝 理 论 ） 即部 分 橡 胶 颗 粒 横 跨 微 ， 裂缝 之上 ， 止 了裂缝 迅 速发 展 ： 变 过程 中 ， 阻 形 橡 胶 颗 粒 消 耗 了 能 量 ，从 而 提 高 了材 料 的 韧 性 。 据 此 ，假 设 橡 胶 颗 粒 处 于 裂 缝 增 长 方 向 的 正 面 ， 那
和银纹透射 电子显微镜 照片 。 早 在 １４ ９ ９年 ，ａｅ 等 研究银 纹 和裂缝后 ， Ｓｕ ｒ 提 出了银 纹在 整 个试 样截 面 的扩展 使 Ｐ Ｓ能够 承受
一
作 者 简 介 ： 王 荣 伟 ，９ ０年 生 ， 士 ， １６ 博 毕
业 于美 国 Ｔ ｍ ｌ ｅ ｐｅ大 学 ．现 从 事 聚 合 物
摘
要 ： 介 绍 了橡 胶 增 韧 塑 料 机理 演 进 及 其 与 不 同 链结 构 基 体 树 脂 断 裂行 为 的关 系 ． 述 了银 纹 和 裂 缝 区 别 ， 描
详 细 地 介 绍 了 不 同 基 体 树 脂 的 分 子 链 参 数 与 橡 胶 分 散 相 形 态参 数 的定 量关 系 ， 同时 强 调 基 体 树 脂 的链 参数 既 控 制
吸收 冲击 能的观 点较为人 们所 接受 。该观点 的缺 陷在于不 能解 释应 力发 白和应变 大的形 变。
１１ 微 裂 缝 理 论 ．
图 １ ＰＶＰ Ｐ ／ Ｓ合 金 的 裂 缝 、 纹 、 面 透 射 电 子 显 微 镜 照 片 『 银 界
Ｆ ｇ １ Ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ｃ ｏ ｒ ｐ ｓ ｏ ｅ ｃ ａ ｋ ｃ ａ ｅ ａ ｄ ｉ ． ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｌ ｃｒ ｎ ｍｉｒ ｇ ａ ｈ ｆｔ ｒ ｃ ， ｒ ｚ ｎ ｈ ｉ ｔ ｒａ ｅ ｉ Ｖ Ｐ ｌｏ ｎ ｅ ｆ ｃ ｎ Ｐ Ｓ ａ ｌｙ
聚 合 物 ／ 胶 共混 物 的本 征 韧 性 ， 决 定 了橡 胶 分 散 相 的 适 宜 形 态 。 橡 又
关键词 ： 塑料 橡胶 增韧 塑性 脆性 银纹 裂缝 屈 服
中图分类号 ： Ｔ ２． Ｑ３１ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １０ — ３ ６ ２ １ 卜０ — ０ ９ ０ ０ ２ １９ （０ ２ ２ ０６ — ６
１５ ９ ６年 ， ｒ 等 针 对 高 抗 冲 聚 苯 乙 烯 （ ＩＳ Ｍｅｚ ＨＰ ） （ 丁 苯 橡 胶 制 备 ） 拉 伸 时 横 截 面 基 本 无 收 缩 和 用 被
银 纹 由取 向 聚 合 物 和 散 布 其 间 的 空 穴 组 成 的 结 论 。 １６ 年 ， 据 去 除 负 荷 后 试 样 银 纹 的 Ｘ射 线 ９ １ 根
中未 被 充 分 重 视 。该 理 论 不 足 之 处 还 在 于 不 能 解
出 通 过 加 热 或 溶 剂 熏 蒸 方 式 可 以 消 除 银 纹 。同 年 ，
Ｋ ｍ ｏ ｒ进 一步指 出 ， ａ ｂ ｕ￣ 玻璃态 聚合 物形变 过程 中 ，
银 纹 化 先 于 断 裂 而 发 生 。他 也 观 测 到 了银 纹 愈 合
认 为 这 些 点 会 产 生 银 纹 ．银 纹 增 长 需 消 耗 较 多 能 量 ， 时 ． 纹 应 力 场 相 互 干 扰 而 减 弱 了银 纹 增 长 同 银 的 前 沿 应 力 ．从 而 导 致 银 纹 终 止 。 由此 他 们 还 认 为 ， 力 发 白是银 纹 引起 而 不 是 裂缝 所 致 。９ ２年 ， 应 １６ Ｓｕｒ 用 光 学 显 微 镜 和 扫 描 电子 显 微 镜 观 察 到 ｐ ｒ 等 银 纹 中含 有 取 向 的 聚 合 物 ，提 出 了 银 纹 诱 发 、 增
综述
合成树脂及塑料，０ ，９ ）ＣＳ ２２ ２（ＴＩ６ １ ＬＡＳ：９ ２ ＣＨＩ Ｓ ＮＡ ＹＮＴＨＥＴＩ ＲＥＳ Ｎ Ｃ Ｉ ＡＮＤ Ｐ
橡 胶 增 韧 塑 料 机 理 研 究进 展
王 荣 伟
（ 国石 油 化 工股 份 有 限公 司 上 海 石 油 化 工 研 究 院 ， 海 市 ２ １０ ） 中 上 ０ ２ ８
１ 理 论 的 演 进
虽 然 用 天 然 橡 胶 改 性 聚 苯 乙 烯 （ Ｓ 的 本 体 和 Ｐ） 溶 液 沉 淀 技 术 雏 形 于 １２ ９ ５年 就 已 形 成 ｌ 但 较 为 １ 】 ．
令人信 服的 、定性 的橡胶 增韧作 用理 论解 释却 出
现 在 １５ － １６ 年 之 前 ， 胶 以力 学 阻 尼 方 式 ９０ ９ ０ 橡
收 稿 日期 ： ２ １ — ９ ３ 。 ０ １ ０ — ０ 修 回 日期 ： ２ １ － ２ ２ 。 ０ １ １— ９
释 增 韧 聚 氯 乙 烯 （Ｖ 的 断 裂 行 为 。 Ｐ Ｃ）
１２ 多 重 银 纹 化 理 论 ．
图 １ 聚 ２ 乙烯 基 吡 啶 （Ｖ ） Ｓ 金 的裂 缝 是 一 Ｐ Ｐ／ 合 Ｐ
么 ，被吸收 的冲击能 等于基 体树脂 断裂 能和橡 胶 颗粒 破碎所 需做功 的总 和。Ｎ ｗ ａ 等回 ｅｍ ｎ 估算后 认
为 ， 胶 颗 粒 在 拉 伸 中 吸 收 的 能 量 很 少 ． 占总 吸 橡 约 收 能 的 １１ 。 然 ， 体 树 脂 的 作 用 在 微 裂 缝 理 论 ／０ 显 基
密度下 降 ８ 的情况 ， ％ 发现 材料 内部产 生 了空 穴 ， 认 为拉伸 时材料 出现应力发 白现象 是材 料 内部 产
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衍射 特征未 变现象 ， ｅｓｉ ｖ等得 出了相 同结论 。 Ｂ ｓｏｏ ａ １６ ９ ０年 ，ｃ ｍ ｔ等 将橡 胶 颗粒 视作 应 力 集 中点 ， Ｓｈ ｉ ｔ
长 、 止 ｊ 步 骤 的 应 力 导 致 银 纹 形 成 的机 理 ， 指 终 并
时材 料 内部 产生许 多很细微 裂缝 的概念 以及第 一
种 增 韧 理 论 （ 裂 缝 理 论 ） 即部 分 橡 胶 颗 粒 横 跨 微 ， 裂缝 之上 ， 止 了裂缝 迅 速发 展 ： 变 过程 中 ， 阻 形 橡 胶 颗 粒 消 耗 了 能 量 ，从 而 提 高 了材 料 的 韧 性 。 据 此 ，假 设 橡 胶 颗 粒 处 于 裂 缝 增 长 方 向 的 正 面 ， 那
和银纹透射 电子显微镜 照片 。 早 在 １４ ９ ９年 ，ａｅ 等 研究银 纹 和裂缝后 ， Ｓｕ ｒ 提 出了银 纹在 整 个试 样截 面 的扩展 使 Ｐ Ｓ能够 承受
一
作 者 简 介 ： 王 荣 伟 ，９ ０年 生 ， 士 ， １６ 博 毕
业 于美 国 Ｔ ｍ ｌ ｅ ｐｅ大 学 ．现 从 事 聚 合 物