Una breve descripción de los principales factores que afectan el endurecimiento de los plásticos por las partículas de caucho.
(1) La influencia de la matriz de resina. El aumento del peso molecular y la tenacidad de la resina de la matriz puede aumentar la resistencia al impacto. Plásticos templados con matriz de alta tenacidad, como el PVC templado con ABS. Debido a la interacción entre bandas de locura y de corte. El contenido del componente de caucho tiene un valor óptimo, como se muestra en la Figura 4-11.
La resina matriz y la fase de caucho deben tener una miscibilidad moderada. La miscibilidad es demasiado pequeña y la adhesión de la interfase no es suficiente: la miscibilidad es demasiado grande, las partículas de caucho son demasiado pequeñas e incluso se forma un sistema homogéneo, lo que no favorece la mejora de la resistencia al impacto, como se muestra en la Figura 4. -12.
(2) Efecto del contenido de caucho Cuando el tamaño de las partículas de caucho es fijo, dentro de un cierto rango, el contenido de caucho aumenta, el número de partículas de caucho aumenta y las tasas de iniciación y terminación de las vetas de plata aumentan en consecuencia. , lo que favorece el impacto del material. Al mismo tiempo, la interacción del campo de tensión alrededor de las partículas de caucho es más propicia para el inicio de grietas de plata y la mejora de la tenacidad al impacto del material, pero cuanto mayor sea el contenido de caucho, mejor. Como se mencionó en la sección anterior, suele existir un valor máximo de contenido de caucho para matrices más duras. Un contenido excesivo de caucho no solo aumentará la tenacidad del material, sino que también afectará otras propiedades mecánicas del material, como resistencia, módulo, etc., por lo que generalmente existe un valor óptimo para el contenido de caucho en la mezcla.
(3) La influencia del tamaño de las partículas de caucho también tiene un valor óptimo. El valor óptimo varía de un producto a otro y depende principalmente de las características de la resina matriz. Cuando las partículas de caucho son demasiado pequeñas, no pueden evitar el agrietamiento. Cuando las partículas de caucho son demasiado grandes, el número de vetas plateadas es demasiado pequeño, lo que no favorece la mejora de la resistencia al impacto. El espesor de las vetas de plata en el poliestireno es de aproximadamente 0,9 ~ 2,8 μm, por lo que el diámetro óptimo de las partículas de caucho en HIPS es de 1 ~ 10 μm 00 μm. Si el tamaño de las partículas es demasiado pequeño, las vetas de plata las "tragarán" y no podrán hacerlo. Prevenir las vetas plateadas de la producción. El tamaño de la fisura varía de una matriz a otra, por lo que el tamaño máximo de partícula del caucho también varía. Para un determinado sistema de endurecimiento, existe un tamaño crítico para el tamaño de las partículas de caucho, que es menor que este tamaño. Por ejemplo, el tamaño crítico de HIPS es de 0,8 μm, el ABS es de 0,4 μm y el PVC endurecido es de 0,2 μm. A partir de estos datos, se puede ver que cuanto más resistente es la matriz plástica, menor es el tamaño crítico.
La distribución granulométrica de las partículas de caucho también influye. Debido a que las partículas grandes son propicias para inducir vetas de plata y las partículas pequeñas son propicias para inducir bandas de corte, existe una distribución óptima del tamaño de partícula.
En general, cuanto menor sea la temperatura de transición vítrea de la fase de caucho, mejor será el efecto de endurecimiento. Generalmente, la Tg de la fase de caucho debe ser inferior a -40 °C. Para los plásticos endurecidos con caucho, las partículas de caucho deben relajarse y deformarse completamente bajo cargas de impacto de alta velocidad para inducir efectivamente rayas de plata o bandas de corte y absorber la energía del impacto. Sin embargo, bajo la acción de una carga a alta velocidad, la Tg de la fase de caucho aumentará significativamente. Si la Tg estática del caucho no es demasiado baja, las partículas de caucho pueden estar en un estado vítreo bajo el impacto, por lo que las partículas elásticas de caucho no pueden desempeñar un papel en la absorción de la energía del impacto. Por lo tanto, para que la fase de caucho desempeñe un papel endurecedor eficaz a temperatura ambiente, su Tg debe ser al menos 40-60 °C menor que a temperatura ambiente. En otras palabras, la Tg del caucho debería ser generalmente inferior a -40°C.
(5) Influencia de la estructura de las partículas de caucho En el sistema HIPS, las partículas de fase dispersa de caucho también contienen una gran cantidad de inclusiones de PS. Esta estructura especial de partículas de caucho tiene un efecto endurecedor más fuerte que las partículas de caucho comunes. Las partículas de caucho alveolar no solo desempeñan el papel de aumentar la fracción de volumen de la fase de caucho, sino que, lo que es más importante, son completamente diferentes de una partícula durante la deformación mecánica. Las partículas de caucho que contienen una gran cantidad de inclusiones de PS se estiran bajo la acción de una fuerza externa, pero el PS interno no se deforma fácilmente debido a su alto módulo, por lo que las partículas de caucho están parcialmente "microfibradas". Las moléculas de caucho en la fase dispersa están separadas por pequeños dominios de PS. Una vez microfibrilada la goma, no quedarán agujeros grandes. Para partículas de caucho sin inclusiones, bajo la acción de una fuerza externa, toda la partícula se alargará y habrá una contracción obvia en la dirección transversal. El PS en la superficie de las partículas de caucho no se puede deformar inmediatamente, lo que resulta en un espacio entre la capa exterior de las partículas de caucho y el PS, lo que afecta en gran medida el efecto de endurecimiento del caucho. Por lo tanto, se deben minimizar las partículas libres de inclusiones en los sistemas HIPS.
Los resultados de la investigación del ABS muestran que el impacto de la morfología de las partículas (incluida la presencia o ausencia de inclusiones) en el endurecimiento no es tan obvio como el del HIPS. Esto está relacionado con la alta resistencia de las microfibras formadas por el baño de plata sobre la matriz de ABS (SAN). Aunque habrá agujeros durante el proceso de deformación del ABS, las franjas plateadas no se romperán.
Además, el grado de reticulación del caucho también tiene una gran influencia en el efecto de endurecimiento, y también existe un rango óptimo. Si la reticulación es demasiado grande, el módulo de fase del caucho es demasiado alto y es difícil lograr el efecto de endurecimiento si la reticulación es demasiado pequeña; Durante el procesamiento, las partículas de caucho se deforman y rompen fácilmente, lo que no favorece el endurecimiento. El grado óptimo de reticulación de la fase de caucho suele determinarse experimentalmente.
(6) La influencia de la adhesión entre la fase de caucho y la resina de la matriz Sólo cuando hay una buena adhesión entre las dos fases la fase de caucho puede funcionar de manera efectiva. Para aumentar la adhesión entre las dos fases, se puede utilizar injerto de * * * poli * * * o bloque * * * poli * * *. El polímero * * * resultante sirve como compatibilizador, lo que puede mejorar en gran medida la resistencia al impacto. . La adición directa de compatibilizador también puede mejorar eficazmente la resistencia al impacto del sistema.