增韧增强机理
二氧化锆陶瓷的相变增韧机理和应用
二氧化锆陶瓷的相变增韧机理和应用
二氧化锆陶瓷的相变增韧机理是指在高温下发生的相变过程，通过相变可以改变材料的结构和性能。
具体来说，二氧化锆在高温下会由单斜晶相（高温相）转变为四方晶相（低温相），这种相变会导致晶体结构发生显著变化，从而改变了材料的力学性能。
在相变过程中，晶体结构中部分晶界滑移，晶粒变形，产生位错和能量释放，这些过程促使材料变韧，提高其断裂韧性。
二氧化锆陶瓷的相变增韧机制可以通过以下几点来解释：
1. 相变会引起晶界能量的释放，从而吸收和分散裂纹产生的应力。
这种吸能效应可以提高材料的断裂韧性。
2. 相变过程中晶体结构的变化会引起晶粒的形变和重排，从而增加了材料的位错密度，进而增强了材料的韧性。
3. 由于相变过程中晶体结构的变化，其晶粒尺寸的改变会导致晶界区域的变形和出现应力，从而减缓裂纹扩展速度，提高材料的抗裂纹扩展能力。
二氧化锆陶瓷的相变增韧特性使得其在一些重要的应用领域得到了广泛应用：
1. 医疗领域：二氧化锆陶瓷常用于制作人工关节和牙科修复材料，其高韧性和耐磨性能能够保证人工关节的长期稳定和正常功能。
2. 化工领域：二氧化锆陶瓷在化学容器和管道的制造中广泛应用，其高温稳定性和耐腐蚀性能能够保证化学容器的安全使用。
3. 航空航天领域：二氧化锆陶瓷在航空航天发动机的制造中应
用广泛，其高温耐受性和抗腐蚀性能能够满足航空航天发动机的高要求。
总之，二氧化锆陶瓷的相变增韧机理为其提供了良好的力学性能，为其在医疗、化工和航空航天等领域的应用提供了技术支撑。
sebs增韧机理
sebs增韧机理引言概述：SEBS（Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene）是一种热塑性弹性体，具有良好的柔韧性和强韧性。
在工程领域，SEBS常常被用作增韧剂，以提高材料的韧性和耐冲击性能。
本文将从五个大点来阐述SEBS增韧机理，包括相容性、分散性、弹性行为、界面相互作用和分子结构。
正文内容：1. 相容性1.1 界面相互作用SEBS与基体材料之间的相容性是实现增韧的关键。
SEBS分子链中的丁苯段与基体材料中的聚合物链段之间能够形成一定的相互作用，使得SEBS与基体材料能够良好地相容，从而提高材料的韧性。
1.2 分子链结构SEBS的分子链结构中含有丁苯段和聚合物链段，这种特殊的结构使得SEBS 与基体材料之间形成相容性。
丁苯段的存在使得SEBS具有良好的柔韧性，而聚合物链段的存在则使得SEBS能够与基体材料形成相互作用，提高材料的韧性。
2. 分散性2.1 分散态度SEBS在基体材料中的分散态度对增韧效果起到重要作用。
良好的分散态度能够使得SEBS与基体材料充分接触，形成良好的界面相互作用，从而提高材料的韧性。
2.2 分散机制SEBS的分散机制主要包括物理分散和化学分散。
物理分散是指SEBS颗粒在基体材料中的均匀分散，而化学分散是指SEBS与基体材料之间的相互作用，如键合和交联等，促进分散。
3. 弹性行为3.1 弹性恢复率SEBS具有良好的弹性恢复率，即在受力后能够迅速恢复原状。
这种特性使得SEBS能够有效吸收冲击能量，提高材料的耐冲击性能。
3.2 弹性模量SEBS的弹性模量较低，使得材料具有较好的柔韧性。
这种柔韧性能够有效地抵抗外界冲击，提高材料的耐冲击性能。
4. 界面相互作用4.1 界面结构SEBS与基体材料之间的界面结构对增韧效果有重要影响。
良好的界面结构能够使得SEBS与基体材料之间形成紧密的结合，提高材料的韧性。
4.2 界面相互作用机制界面相互作用机制主要包括物理吸附和化学键合。
塑料的增韧、增强与增刚共9页word资料
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EV A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EV A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。
上述通过优化增韧体系的形态结构来提高聚合物的综合性能，其效果仍然有限。
acr增韧机理
acr增韧机理在聚合物领域，"ACR" 通常指的是"增韧剂"（Adhesion Promoters，也称为 Adhesion Couplers），它们是一类用于增强聚合物与其他材料（如涂层、粘合剂、填料等）之间附着力的化学添加剂。
ACR增韧机理涉及到改善聚合物的表面粘附性和附着性能，从而提高材料的耐用性和性能。
以下是一些常见的ACR增韧机理：1. 表面活性剂作用：ACR增韧剂通常包含分子结构中具有亲油性和亲水性基团的分子。
这些基团可以与聚合物表面以及其他涂层或材料的表面相互作用，从而提高界面附着力。
表面活性剂可以减少表面张力，使聚合物与其他材料更容易结合。
2. 亲油性改善：ACR增韧剂中的亲油性基团能够与非极性或亲油性材料（如某些填料或涂层）更好地相互作用。
这种亲油性改善有助于提高聚合物与这些材料的附着性能。
3. 官能团交联：一些ACR增韧剂包含官能团，它们可以与聚合物分子中的官能团发生化学反应，形成共价键。
这种交联作用可以增强聚合物与其他材料的结合，提高附着力。
4. 界面相容性：ACR增韧剂可以在分子级别调整其与聚合物的相容性，从而减少界面张力，提高附着性。
这种相容性调整通常通过选择合适的分子结构和官能团来实现。
5. 物理结构改善：ACR增韧剂可以在界面处形成物理结构，如微观颗粒或涂层，以增加表面积并提高附着性能。
总的来说，ACR增韧剂的目标是通过改善聚合物与其他材料之间的界面性能来增加附着力。
这些机理可以根据特定的应用和聚合物类型进行定制，以满足特定的性能要求。
ACR增韧剂的选择和使用需要考虑材料的化学性质、表面处理、应用条件和性能需求等因素。
碳化硅陶瓷增强增韧机理
碳化硅陶瓷增强增韧机理碳化硅陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀的陶瓷材料，但由于其脆性，通常需要通过添加增强材料来提高其韧性。
增韧机理的实现通常涉及到添加细颗粒或纤维形状的增强材料，其中一种常见的选择是碳纤维。
以下是碳化硅陶瓷增强增韧的一些机理：
1. 晶界强化：
•碳化硅陶瓷的晶界是脆性的，而在晶界周围添加碳纤维等增强材料可以起到晶界强化的作用。
这些细颗粒或纤维可以阻止裂纹的扩展，提高材料的抗裂纹扩展能力。
2. 裂纹偏转：
•当碳化硅陶瓷受到应力时，裂纹可能会形成并试图扩展。
碳纤维的存在可以使裂纹沿着碳纤维的方向偏转，减缓裂纹的传播速度。
这种机制有助于提高材料的韧性。
3. 桥梁效应：
•当碳化硅陶瓷中存在碳纤维等增强材料时，这些材料在裂纹周围形成桥梁效应。
这种桥梁效应能够阻止裂纹的进一步扩展，增加材料的韧性。
4. 拉伸变形：
•碳纤维具有较高的拉伸强度和延伸性，当施加拉伸应力时，碳纤维可以吸收一部分应变。
这有助于缓解碳化硅陶瓷中的应力集中，提高整体材料的韧性。
5. 残余应力：
1/ 2
•制备碳化硅陶瓷复合材料时，可以通过合适的工艺控制产生残余应力。
这些残余应力可以对抗外部应力，有助于提高材料的韧性。
在设计和制备碳化硅陶瓷复合材料时，需要考虑增韧机理的多方面因素，包括增强材料的选择、分布、含量等。
这样的复合材料通常在高温、高强度等极端环境下具有优异的性能。
2/ 2。
增韧原理
❋部分稳定ZrO2陶瓷（PSZ） 陶瓷（PSZ） 多晶陶瓷（TZP） ❋四方ZrO2多晶陶瓷（TZP） 增韧陶瓷（ZTC）（ ）（如 增韧氧化铝陶瓷、ZTA） ❋ZrO2增韧陶瓷（ZTC）（如ZrO2增韧氧化铝陶瓷、ZTA）
应力诱导相变增韧
●裂纹弯曲（Crackbowing）和偏转 裂纹弯曲（Crackbowing）
●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。当基体与延效果。但当α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。
纤维拔出需做的功Q 纤维拔出需做的功Q p:
Qp= 平均力 × 距离 = π d l 2 τ / 2 当纤维发生断裂，此时纤维的最大长度 为l c/ 2 ，拔出每根纤维所做的最大功为：
Qp= π d lc2 τ / 8 = π d2σfu lc/ 16 ∆Qp/ Qp= σfu / 3 Ef
因Ef > σ fu，所以纤维拔出能总大于纤维脱粘能，纤维拔出的增 所以纤维拔出能总大于纤维脱粘能， 韧效果要比纤维脱粘更强。因此，纤维拔出是更重要的增韧机理。 韧效果要比纤维脱粘更强。因此，纤维拔出是更重要的增韧机理。
●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。
增强体的长径比越大，裂纹偏转增韧效果就越好 增强体的长径比越大，
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。
Ti-Al层状金属复合材料的增强增韧机理与力学行为研究
Ti-Al层状金属复合材料的增强增韧机理与力学行为研究层状Ti-Al复合板由交替排列的强度较高的钛层和塑性好的铝层通过热压-轧制而成,这种材料能够结合两种材料的性能优势,弥补单一的金属材料的某些方面的不足,表现出更优良的特性。
本课题主要对Ti-Al层状金属复合材料中钛层的力学行为和复合材料的增强增韧机理进行研究。
采用塑性细观力学方法编写程序对钛弹塑性变形过程进行数值分析。
之后选取合理的韧性破坏准则分析其韧性破坏失效过程和增韧机理。
在此基础上引入铝层弹塑性变形的宏观本构关系以及缺陷层理论,分析随着各相层厚比变化,Ti-Al层状金属复合材料的增强增韧机制。
本文首先介绍了晶体学基本理论、多晶体塑性变形的基本理论以及金属材料变形的韧性破坏准则。
根据钛晶格常数等特点和钛合金塑性变形研究的相关实验得到影响金属钛塑性变形过程的主要变形机制是滑移和孪生,一般数值分析过程重点考虑滑移机制。
将林同骅模型进行改进分析推导得到适用于描述多晶体钛的弹塑性变形过程的塑性细观力学模型。
在此基础上编写程序对多晶钛的弹塑性变形进行数值分析得到能够体现多晶体钛细观变形特点的应力应变关系。
这一塑性细观力学模型可以更好的应用于数值分析密排六方晶体的弹塑性变形过程。
之后研究了描述金属材料韧性破坏的断裂准则,通过对实验结果的观察分析得到钛断裂形式为微孔聚集型断裂。
选取Rice-Tracey韧性断裂模型使用阀值控制的方法来描述材料韧性破坏行为,合理的描述了多晶钛的失效行为。
进一步改变加载过程,对不同应力状态下钛单轴拉伸进行数值分析,使用韧性断裂准则分析不同应力状态后钛单轴拉伸的结果,得到不同应力作用下断裂韧性值C随应变变化关系。
发现对应于同一应变量,有外部应力作用与无外部应力相比韧性断裂值C明显减小了,约束状态越强,韧性断裂值C减小越明显,同时韧性断裂值C随着拉伸方向应变不断增大的趋势也减小了。
这一分析结果表明在钛薄板拉伸过程中垂直于板面方向一定形式的应力作用对于其整体的拉伸有较好的增韧效果。
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。
纳米材料增韧机理
纳米材料对超高强度水泥的增韧机理1）微集料填充效应：纳米粒子的掺入可以填充于胶凝体系的空隙中，降低水泥石的孔隙率，改善基体的密实度2）火山灰效应：由于纳米SiO2的高火山灰活性，将其掺入到UHPC中后易于与氢氧化钙发生水化反应，生成水化硅酸钙凝胶C－S－H，并同时还能诱导C －S－H朝着针柱状的方向生长，从而改善了基体的界面结构，降低了水泥石的结构缺陷。
3）晶核效应：纳米CaCO3由于颗粒表面较高的活性，可以吸附C3S（硅酸三钙）水化时释放出的钙离子，降低氢氧化钙晶体在界面处的富集和定向排列，增加C －S－H在界面处的含量，从而提高水泥硬化将体的强度和韧性。
（C－S－H胶体是期望得到的）4）钉扎效应：纳米粒子在水泥石基体界面还能产生一种钉扎效果，水泥将体内部一产生微细裂纹，其扩展将受到纳米粒子的反射、阻碍而消耗能量，从而限制裂纹的生长和扩展，这就能改善水泥基体材料的断裂韧性。
纳米材料作为比UHPC中最小的硅灰粒子粒径还小两个数量级的微纳粉体，因区别于宏观材料的许多特殊性能，使其不仅可以从物理角度作为微细集料很好的填充于水泥基材料的空隙中，起到改善胶凝体系颗粒级配的作用，还可以从化学角度改善UHPC的力学性能，从而达到提高强度的目的。
生态纳米材料能明显改善混凝土性能。
泰伦斯[39]将超细硅灰作为有效的附加胶凝材料，增强混凝土的物理力学性能，还可提高混凝土的耐久性、抗水、抗氯离子渗透、抗电化学腐蚀性能。
超细偏高岭土[40]中的纳米颗粒可作为水泥主要水化产物C-S-H凝胶的成核物质，同时对C-S-H凝胶分子结构也有一定程度的改善作用，将其加入后可显著提高水泥基复合材料的力学性能、抗氯离子渗透性能、自密实性能和抗渗性，并降低其收缩值。
本团队前期[41]研制强度200MPa超高强混凝土时发现，掺入预先分散后的硅灰和偏岭土等几种微细废弃物粉料后水泥混凝土在力学性能和耐久性能有显著改善，抗压强度可达230MPa，抗弯拉强度可达40MPa，经1000次冻融循环性能无劣化，从中发现了颗粒度与宏观性能之间可能存在某种关系。
橡胶增韧塑料的增韧机理及实例说明
橡胶增韧塑料的增韧机理及实例说明
橡胶增韧塑料是指在塑料基体中添加橡胶颗粒或橡胶粒子以增强其机械性能和耐久性。
橡胶颗粒能够通过以下机理增韧塑料：
1. 高分子交联机理：橡胶颗粒中的橡胶链段能够与塑料基体中的聚合物链段发生交联作用，形成三维网状结构，从而增强塑料的强度和韧性。
2. 动态机械改性机理：橡胶颗粒在塑料基体中起到类似弹簧的作用，能够吸收和分散外部冲击或振动的能量，从而减弱了塑料的脆性破坏方式。
以下是橡胶增韧塑料的一些实例说明：
1. ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共混物：在ABS塑料基体
中添加丁苯橡胶颗粒，能够显著提高其耐冲击强度和韧性，使其在低温下仍然具有良好的机械性能。
2. PVC（聚氯乙烯）共混物：将PVC与丁苯橡胶颗粒共混，
能够增加PVC材料的韧性、耐冲击性和耐候性。
3. PA（聚酰胺）共混物：将PA基体中添加碳酸酯橡胶颗粒，能够提高其韧性和冲击强度，使其适用于需要高强度和耐冲击性的应用领域。
综上所述，橡胶增韧塑料通过橡胶颗粒在塑料基体中的交联和
动态机械改性机理，能够显著增强塑料的强度、韧性和耐久性，使其适用于更广泛的工程应用。
石墨材料增强增韧机理
石墨材料增强增韧机理
1. 添加增强材料，常见的增强材料包括纤维素纤维、碳纤维、玻璃纤维等。
这些材料可以在石墨基体中形成复合材料结构，通过增加材料的强度和韧性来改善整体性能。
2. 界面改性，在石墨材料和增强材料的界面进行改性处理，以增强两者之间的结合力，从而提高复合材料的整体性能。
3. 结构设计优化，通过合理的结构设计和工艺方法，可以使石墨材料在受力时呈现出更好的力学性能，如采用层叠结构、纤维取向等方法来增强材料的强度和韧性。
4. 热处理工艺，通过特定的热处理工艺，可以改善石墨材料的结晶结构，消除缺陷，提高其晶界强度和断裂韧性。
总的来说，石墨材料增强增韧的机理是一个综合性的过程，需要在材料选择、工艺设计和结构优化等多个方面进行综合考虑和改进，以实现石墨材料力学性能的提升。
acr增韧机理
acr增韧机理
ACR是一种增韧剂，全称是丙烯酸共聚物改性树脂（Acrylic Copolymer Resin）。
它主要由丙烯酸酯单体和其他杂聚物单
体经共聚反应而成。
ACR的增韧机理可以归结为以下几点：
1. 机械增韧：ACR具有较高的拉伸强度和韧性，能够改善树
脂的机械性能。
其高分子链具有较大的拉伸和弯曲能力，使得树脂体系能够吸收和分散外部应力，从而减少材料的脆性破裂。
2. 化学增韧：ACR分子中的官能团可以与树脂体系中的官能
团发生化学反应，形成交联结构或相互交错，从而增强树脂的耐热性、耐寒性和耐化学性。
这种化学增韧机理主要通过共价键的形成来实现。
3. 分散增韧：ACR分子具有良好的分散性能，可以均匀地分
散在树脂体系中，形成具有多相结构的体系。
这种多相结构能够增加材料的界面密实度和界面黏合强度，从而提高树脂体系的韧性。
ACR作为增韧剂在树脂体系中发挥重要的作用，能够有效增
强材料的物理性能和化学性能，提高材料的综合性能。
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。
混凝土增韧原理
混凝土增韧原理混凝土是一种广泛应用的建筑材料，在建筑领域中，混凝土已经成为了不可或缺的材料。
但是，混凝土在使用过程中，存在一些问题，如易开裂、易受损等。
为了解决这些问题，人们逐渐研究出了混凝土增韧技术，即在混凝土中加入增韧剂，以提高其抗裂性能和耐久性能。
本文将详细介绍混凝土增韧原理。
一、混凝土增韧原理的概述混凝土增韧技术是一种通过添加增韧剂来提高混凝土的抗裂性能和耐久性能的技术。
增韧剂是指能够控制混凝土微观结构、减小裂纹的传播、提高混凝土内部的连通性、增强混凝土的延性、韧性、抗冲击性和耐久性的化学或物理材料。
混凝土增韧技术在工程领域中得到了广泛的应用，它能够大大提高混凝土的力学性能和耐久性，增加混凝土的使用寿命。
本文将详细介绍混凝土增韧原理及其在工程领域中的应用。
二、混凝土增韧原理的分类混凝土增韧剂主要分为化学增韧剂和物理增韧剂两种。
1. 化学增韧剂化学增韧剂是指通过改变混凝土中的化学成分和结构，来提高混凝土的抗裂性能和耐久性能的一类增韧剂。
常见的化学增韧剂包括高分子材料、硅酸盐、氯化钙等。
高分子材料是一种常用的化学增韧剂，它能够增加混凝土的延性和韧性，降低混凝土的脆性，改善混凝土的抗裂性能和耐久性能。
硅酸盐是一种常见的化学增韧剂，它能够通过吸收水分和反应生成水化硅酸盐胶体，提高混凝土的强度和耐久性。
氯化钙是一种常见的化学增韧剂，它能够促进混凝土中水泥的水化反应，提高混凝土的强度和耐久性。
2. 物理增韧剂物理增韧剂是一种通过改变混凝土的微观结构，来提高混凝土的抗裂性能和耐久性能的一类增韧剂。
常见的物理增韧剂包括纤维增韧剂和微珠增韧剂等。
纤维增韧剂是一种常见的物理增韧剂，它能够增加混凝土的延性和韧性，控制裂纹的扩展，提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。
微珠增韧剂是一种常见的物理增韧剂，它能够增加混凝土的连通性，提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。
三、混凝土增韧原理的作用机理混凝土增韧剂能够通过改变混凝土的结构和性能，来提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。
增韧剂的各种增韧机理
1、增韧剂的各种增韧机理不同类型的增韧剂，有着不同的增韧机理。
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）T一99多功能环氧固化剂固化环氧树脂使交联结构中引进了柔性链段，不产生分相结构，在提高韧性的同时基本不降低耐热性。
（5）热塑性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中，形成半互穿网络型聚合物，致使环氧树脂固化物韧性提高。
（6）纳米粒子尺寸为1~100nm，具有极大的比表面积，表面原子又有极高的木饱和性，因此表面活性非常大。
环氧基团在界面上与纳米粒子形成远大于范德华力的作用，能很好地引发微裂纹，吸收能量。
纳米SiO2和纳米黏土既能引发银纹，又能终止裂纹。
同时，纳米粒子具有很强的刚性，裂纹在扩展时遇到纳米粒子发生箨向或偏转，吸收能量而达到增韧目的。
另外，纳米粒子与树脂具有良好的相容性，使基体对冲击能量的分散能力和吸收能力提高，导致韧性增大。
2、增韧剂的选用原则举例根据树脂的类型和胶黏剂的用途选择恰当的增韧剂，才会获得良好的综合性能。
（1）环氧树脂胶黏剂用选用羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛等；（2）酚醛树脂胶黏剂可选用羧基丁腈橡胶、液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醚砜、聚苯醚酮。
水溶性酚醛树脂以羧基丁腈胶乳、聚乙烯醇作增韧剂。
（3）快固丙烯酸酯结构胶黏剂常选用丙烯酸酯橡胶、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、ABS树脂等；（4）α-氰基丙烯酸酯胶黏剂宜选用丙烯酸酯橡胶、ABS、SBS、SEBS 等；（5）不饱和聚酯树脂胶黏剂宜选用液体丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯等；（6）脲醛树脂胶黏剂可选用聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等。
纳米材料增韧机理
纳米材料对超高强度水泥的增韧机理1）微集料填充效应：纳米粒子的掺入可以填充于胶凝体系的空隙中，降低水泥石的孔隙率，改善基体的密实度2）火山灰效应：由于纳米SiO2的高火山灰活性，将其掺入到UHPC中后易于与氢氧化钙发生水化反应，生成水化硅酸钙凝胶C－S－H，并同时还能诱导C －S－H朝着针柱状的方向生长，从而改善了基体的界面结构，降低了水泥石的结构缺陷。
3）晶核效应：纳米CaCO3由于颗粒表面较高的活性，可以吸附C3S（硅酸三钙）水化时释放出的钙离子，降低氢氧化钙晶体在界面处的富集和定向排列，增加C －S－H在界面处的含量，从而提高水泥硬化将体的强度和韧性。
（C－S－H胶体是期望得到的）4）钉扎效应：纳米粒子在水泥石基体界面还能产生一种钉扎效果，水泥将体内部一产生微细裂纹，其扩展将受到纳米粒子的反射、阻碍而消耗能量，从而限制裂纹的生长和扩展，这就能改善水泥基体材料的断裂韧性。
纳米材料作为比UHPC中最小的硅灰粒子粒径还小两个数量级的微纳粉体，因区别于宏观材料的许多特殊性能，使其不仅可以从物理角度作为微细集料很好的填充于水泥基材料的空隙中，起到改善胶凝体系颗粒级配的作用，还可以从化学角度改善UHPC的力学性能，从而达到提高强度的目的。
生态纳米材料能明显改善混凝土性能。
泰伦斯[39]将超细硅灰作为有效的附加胶凝材料，增强混凝土的物理力学性能，还可提高混凝土的耐久性、抗水、抗氯离子渗透、抗电化学腐蚀性能。
超细偏高岭土[40]中的纳米颗粒可作为水泥主要水化产物C-S-H凝胶的成核物质，同时对C-S-H凝胶分子结构也有一定程度的改善作用，将其加入后可显著提高水泥基复合材料的力学性能、抗氯离子渗透性能、自密实性能和抗渗性，并降低其收缩值。
本团队前期[41]研制强度200MPa超高强混凝土时发现，掺入预先分散后的硅灰和偏岭土等几种微细废弃物粉料后水泥混凝土在力学性能和耐久性能有显著改善，抗压强度可达230MPa，抗弯拉强度可达40MPa，经1000次冻融循环性能无劣化，从中发现了颗粒度与宏观性能之间可能存在某种关系。
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邹寅将，生瑜，朱德钦. 无机刚性粒子增韧聚丙烯的影响因素[J]. 应用化学，2013,30（3）：245-251.
利用无机刚性粒子增韧聚合物的机理主要包含3个阶段：Ⅰ) 应力集中。
由于无机刚性粒子与聚合物基体具有不同的弹性，无机刚性粒子在聚合物基体中作为应力集中点。
Ⅱ) 脱粘。
当材料发生形变时，应力集中使粒子周围产生三维应力，并导致粒子和基体的界面脱粘 。
Ⅲ) 剪切屈服。
由于脱粘所造成的空洞使粒子周围基体的应力状态从平面应变转变为平面应力，并诱导基体剪切形变，从而耗散大量能量，提高复合材料韧性。
无机刚性粒子对聚合物的增韧是通过刚性粒子促使聚合物基体产生塑性形变和屈服以消耗、吸收外界的能量，由此提高复合材料的韧性。
因此，聚合物基体必须具有一定的韧性和塑性形变能力。
粒子种类、形状、尺寸和粒径分布是影响其增韧增强 PP 效果的重要因素。
球形填料在复合体系中的增韧的效果最好。
粒子的粒径越小，比表面积越大，与聚合物发生物理和化学结合的可能性就越大，粒子与基体的界面粘结效果也更好，当材料受到冲击时，基体将产生更大的屈服，吸收更多的能量，起到更好的增韧效果。
一般认为，粒子的粒径要小于5 μm 。
但粒子的粒径过小，粒子表面能高，颗粒之间作用力过强而处于热力学非稳定状态，极易聚集成团，影响颗粒的实际增韧效果。
朱锡雄，黄旭升. 高聚物的受力变形行为与粘弹一塑性本构理论模型
[J]. 宁波大学学报，1996,9（3）：56-70.
对高聚物PMMA 实验测定了不同（T ，ε）的单轴加卸载循环的应力-应变曲线。
讨论了应力促进热激活塑性变形的活化粘壶理论和塑性变形的发展规律。
详细讨论了PMMA 在加载过程中的受力变形行为，包括起始加载的粘弹性变形，νε和p ε的互相挤占，屈服点，以及屈服后应变软化和硬化的抗衡过程。
对应变软化一硬化效应提出一种新的起因于粘弹变形内稟滞后效应的理论解释，并定名为粘弹软化一强化效应。
对所包含的粘弹变形成分，从Ev 的移位因子和归一化应力——应变主曲线两方面，讨论了可能存在的率温等效关系。