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乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)
EVA是乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物,它是一類具有橡皮似彈性的熱塑性樹脂,密度為0.94。EVA的性能取決于醋酸乙烯酯(VA)的含量及分子量。當(dāng)熔融指數(shù)小變、VA含量增高時,它的彈性、柔軟性、粘合性、相溶性、透明性和溶解件均有所提高:VA含量降低,則性能近似聚乙烯;若VA含量不變而熔融指數(shù)降低,則分子量增大能提而它的抗沖強度。
(三)環(huán)氧樹脂用增韌劑
1.聚酰胺樹脂
環(huán)氧樹脂用的增韌劑可分為反應(yīng)性和非反應(yīng)性增韌劑兩類。反應(yīng)性增韌劑是指含有不飽和鍵和酰胺基的聚酰胺樹脂。液體狀的聚硫化合物、聚壬二酸酐等既有增韌作用也有固化作用。作反應(yīng)性增韌劑是指常見的增塑劑,如DOP、DBP、TCP、TPP等,因它們與環(huán)氧樹脂的相溶性不太好,故用量不宜過多。
不少聚合物在室溫下呈脆性,因而大大降低了它的使用價值、例如聚苯乙烯有良好的透明性、電絕緣性、易加工性但需加入橡膠類的增加韌性才有較高的抗沖強度。這種賦予塑料更好韌性的助劑稱為增韌劑,也稱為抗沖改性劑。
用途
增韌劑是具有降低復(fù)合材料脆性和提高復(fù)合材料抗沖擊性能的一類助劑。可分為活性增韌劑與非活性增韌劑兩類,活性增韌劑是指其分子鏈上含有能與基體樹脂反應(yīng)的活性基團,它能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增加一部分柔性鏈,從而提高復(fù)合材料的抗沖擊性能。非活性增韌劑則是一類與基體樹脂很好相溶、但不參與化學(xué)反應(yīng)的增韌劑。
發(fā)展概況
(1)原位聚合剛性高分子增韌環(huán)氧樹脂
采用原位聚合技術(shù)使初生態(tài)剛性高分子均勻分散于剛性樹脂基體中,顯示準分子水平的復(fù)合增韌,使脆性聚合物獲得高強度和高韌性,同時文使其耐熱性、模量不降低,甚至還略有升高,這是聚合物增韌改性的新途徑。例如原位聚合聚對苯甲酰胺(PNM)(5%左右)對環(huán)氧樹脂和粒子填充環(huán)氧樹脂進行增韌改性。
(2)核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌環(huán)氧樹脂和聚丙烯酸酯
核殼結(jié)構(gòu)聚合物(CSLP)是由2種或2種以上的單體,通過種子乳液聚合而獲得的聚合物復(fù)合粒子,用于改性環(huán)氧樹脂可獲得顯著的增韌效果,還可提高粘接強度,且不改變熱變形溫度和耐候性,為環(huán)氧膠的增韌開辟了較為理想的方法。美國PLExUs(普萊克斯)公司采用核殼技術(shù)增韌改性,生產(chǎn)了高強度堅韌丙烯酸酯結(jié)構(gòu)膠。
(3)超支化聚合物增韌改性環(huán)氧樹脂 .
超支化聚合物是近些年來出現(xiàn)的新型高分子材料,它以小分子生長點,通過逐步控制重復(fù)反應(yīng)得到的一系列分子質(zhì)量不斷增長的結(jié)構(gòu)類似的化合物。用作環(huán)氧樹脂的增韌劑,既能達到增韌目的,也不降低其他性能:例如采用端羧基超支化聚酯HBP-SA.,用量為10%,增韌環(huán)氧樹脂效果非常明顯,其沖擊強度和拉伸強度分別提高512%和187%,同時不降低玻璃化溫度和彈性模量。
(4)高性能熱塑性樹脂增韌酚醛樹脂
以熱塑性樹脂聚苯醚酮(PEK—C)、聚醚砜(PES—C)增韌酚醛樹脂,使其韌性提高,.形成以熱塑性樹脂連續(xù)相膜狀網(wǎng)絡(luò)包覆酚醛樹脂固化物球粒的“網(wǎng)膜一球!苯Y(jié)構(gòu)。
(5)無機納米粒子增韌環(huán)氧樹脂 .
納米粒子使環(huán)氧樹脂韌性、強度、剛性等性能都有大幅度提高。納米CaCO3增韌環(huán)氧樹脂的關(guān)鍵是均勻分散,機械攪拌nmCaCO3的分散粒徑約幾十微米;經(jīng)超聲波振動分散的nmCaCO3分散粒徑約幾個微米;用5%硅烷偶聯(lián)劑。(KH-550/乙醇)處理的nmCaCO3(110~120℃干燥1h)分散粒徑約100nm。
(6)無機超細粒子增韌聚合物
無機超細粒子增韌膠黏劑是一個行之有效的方法,無機超細粒子表面非配對原子多,與聚合物發(fā)生物理或化學(xué)結(jié)合的可能性大,增強了粒子與基體界面的結(jié)合,因而可承受一定的載荷,具有增強、增韌的作用。
當(dāng)前開發(fā)增韌劑的主要日的是為了改善硬聚氯乙烯的脆性。世界上硬聚氯乙烯用量的不斷增長與增韌劑、加工改性劑的日益開發(fā)有密切的關(guān)系。以美國為例,1965年時聚氯乙烯中硬質(zhì)的占10%,1970年時升為20%,到1975年占40%,1980年超過50%,預(yù)計到2000年時將達75%。不加增塑劑的聚氯乙烯在40℃以下時就呈脆性,而且在加入較少增塑劑時,不僅不能增韌反而促使其脆性,這就是所謂的反增塑效應(yīng),因此不加適當(dāng)增韌劑的硬聚氯乙烯沒有很大的實用價值。早期增韌聚氯乙烯的辦法是通過共聚讓聚氯乙烯內(nèi)增塑,但此法不僅昂貴而且效果不佳。不久發(fā)現(xiàn)添加某些彈性體可以降低聚氯乙烯的脆化溫度,常用的添加劑是二烯烴或丙烯酸聚合物,特別是含丁二烯的聚合物由于其玻璃化溫度低而具有好的增韌性,例如ABS,MBS是聚氯乙烯常用的主要增韌劑。此外,0PE和EVAJ,各類橡膠、丙烯酸酯聚合物及表面用硬脂酸涂過的碳酸鈣等也是聚氯乙烯的有效增韌劑。