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。

3. 举例介绍刚性有机粒子增韧
答：以PC/AS为例，尽管AS硬而脆、但其共混物的拉伸应力、应变曲线都呈现高韧性行为，有时甚至高于纯PC。

与弹性体增韧不同，共混物拉伸后在样条颈缩部分没有银纹结构，本体呈脆性的AS球状分散相，在PC 本体中产生了延伸
数倍的拉伸变形。

这与共混物中分散相引起的应力集中分布及界面粘接相关。

接
近下屈服应变时，对分散相形成相当高的静压力。

由于在高静压力下材料趋向变韧，这样在界面粘接很强并受拉伸时。

在分散相极区的拉应力和赤道区的压应力的联合作用下，刚性粒子产生大脆韧转变，AS微粒发生大伸长形变，明显地增
加了共混物能量的吸收, 这就是韧性基体/脆性分散相合金体系韧性提高的冷拉机理。

刚性粒子增韧要求基体要有一定韧性。

4. 介绍无机粒子增韧
答：一般情况下，添加无机颗粒可使聚合物的结晶行为发生变化。

一种理论认为聚合物在无机颗粒的作用下，晶粒细化，缺陷增多是无机颗粒增韧的原因。

另一种代表理论则认为无机颗粒的钉扎作用，空洞化是主要增韧机理。

5.关于橡胶增韧塑料的实例及机理
应用举例：PVC＋CPE，PP＋EPDM
增韧效果取决于分散相相畴大小和界面粘接力,即两者相容性橡胶增韧塑料的增韧机理：
1.银纹机理：橡胶粒子作为应力集中物诱发基体产生银纹而吸收能量。

一般脆性聚合物增韧为此机理，如：PS/SBS，PMMA/ACR
2.银纹—剪切带机理：橡胶粒子作为应力集中物,在外力作用下诱发大量银纹和剪切带,吸收能量.橡胶粒子和剪切带控制和终止银纹。

6.刚性高分子增韧环氧树脂的简介
环氧树脂是一种热固性树脂，具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性，但同时又存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，因此对环氧树脂增韧改性是其发展的必然趋势。

环氧树脂通过共聚共混法增韧改性的一些新方法，包括热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性高分子增韧、核壳结构聚合物增韧等。

其中刚性高分子增韧环氧树脂成为一种重要方法，在环氧树脂增韧领域崭露头角、广受重视。

采用原位聚合技术使初生态刚性高分子均匀分散于刚性树脂基体中，得到准分子水平上的复合增韧特性是探索改性脆性高聚物，得到高强度和高韧性聚合物的一种新途径。

国内业界研究了原位聚合聚对苯甲酰胺(PNM)对环氧树脂和粒子填充环氧树脂的改性作用，加入5%左右的PNM，环氧树脂拉伸强度从纯环氧树脂的50.91MPa和粒子填充(30%)环氧树脂的
69.21MPa，分别提高到94.25MPa和91.85MPa；断裂韧性从纯环氧树脂的
0.83J/m2和粒子填充环氧树脂的0.72J/m2 ，分别提高到1.86J/m2和1.98J/ m2，而其他性能也有不同程度的改善。

原位增韧是通过二阶段反应，使在交联后形成分子质量呈双峰分布的热固性树脂交联网络，这种方法制得的树脂韧性是常规树脂韧性的2～10倍。

其增韧机理可能是由于形成的固化物交联网的不均一性，从而形成了微观上的非均匀连续结构来实现的，这种结构从力学角度讲有利于材料产生塑性变形，所以具有较好的韧性。

随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展，环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。

这种发展趋势使得对其增韧机理的研究日益深入，增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据，因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现，刚性高分子增韧环氧树脂也必将在这方面发挥越来越重要作用。