Modifizierte Kunststoffe  sind in der modernen Gesellschaft immer häufiger anzutreffen, insbesondere in der Automobil- und Haushaltsgeräteindustrie. Da die Verwendung von Gütern häufig von der Zähigkeit der Materialien abhängt, wird die Technologie der Kunststoffzähigkeit sowohl in akademischen als auch in industriellen Kreisen für viele Arten von modifizierten Kunststofftechnologien untersucht und beachtet. In diesem Artikel werde ich auf die folgenden Fragen zur Kunststoffzähigkeit eingehen:

1. Wie kann die Haltbarkeit von Kunststoffen geprüft und bewertet werden?

2. Was ist das Prinzip der Kunststoffverfestigung?

3. Welche Arten von Härtungschemikalien werden häufig verwendet?

4. Wie können Kunststoffe haltbarer gemacht werden?

5. Wie kann ich verstehen, dass die Kapazität vor dem Härten erhöht werden muss?

Plastische Zähigkeit, gekennzeichnet durch Leistung

 -Größere Steifigkeit verringert die Wahrscheinlichkeit einer Materialverformung, während größere Zähigkeit die Wahrscheinlichkeit einer Verformung erhöht.

groß. Die Kerbschlagzähigkeit, die sich im Allgemeinen auf die Energie bezieht, die von der Verzahnung aufgenommen wird, bevor sie bricht, ist die Fähigkeit der Verzahnung oder des Werkstücks, den Aufprall zu überstehen. Die Schlagzähigkeit kann nicht als grundlegende Materialeigenschaft eingestuft werden, da sie je nach Form der Welle, dem Prüfverfahren und dem Zustand der Probe variiert. Die Ergebnisse verschiedener Kerbschlagzähigkeitsprüfverfahren sind nicht vergleichbar.

Schlagprüfungen können auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Es gibt drei verschiedene Arten von Schlagprüfungen: Schlag bei normaler Temperatur, Schlag bei niedriger Temperatur und Schlag bei hoher Temperatur; Schlag bei Biegung - Schräg- und Freiträgerschlag, Zugschlag, Torsionsschlag und Scherschlag - sowie Schlagprüfungen mit hoher Energie bei einmaligem Schlag und Schlag mit geringer Energie bei mehrfachem Schlag, abhängig von der Energie und der Anzahl der verwendeten Schläge. Für verschiedene Materialien oder Anwendungen können unterschiedliche Schlagprüfverfahren gewählt werden, was zu einer Vielzahl von Ergebnissen führt, die nicht verglichen werden können.

Mechanismen und Einflussfaktoren der Kunststoffverfestigung

1. Die Craze-Shear-Band-Theorie

Die beiden Hauptfunktionen von Gummipartikeln im Mischsystem von gummiverstärkten Kunststoffen sind:

Einerseits verursacht sie viele Risse und Scherbänder in der Matrix als Ort der konzentrierten Spannung;

Auf der anderen Seite kann verhindert werden, dass sich Risse zu zerstörerischen Brüchen entwickeln, indem ihre Ausbreitungsfähigkeit eingeschränkt wird.

Scherbänder können durch das Spannungsfeld gegen Ende der Raserei induziert werden, um sie zum Stillstand zu bringen. Außerdem wird das Wachstum von Rissen gestoppt, wenn sie in die Scherzone eindringen. Bei der Bildung und dem Wachstum vieler Risse und Scherbänder wird Energie verbraucht, wenn das Material beansprucht wird, was die Zähigkeit des Materials erhöht&#39. Scherbänder sind mit der Bildung von schmalen Hälsen verbunden, während sich Risse makroskopisch als Spannungsaufhellung zeigen. Diese beiden Phänomene zeigen unterschiedliche Verhaltensweisen in verschiedenen Kunststoffsubstraten.

So hat z.B. Hart-PVC eine hohe Matrixzähigkeit, und das Fließen wird meist durch Scherbänder hervorgerufen. Die HIPS-Matrix hingegen hat eine niedrige Matrixzähigkeit, es kommt zu Rissbildung, Spannungsaufhellung und einem Anstieg des Rissvolumens, wobei die Querabmessung im Wesentlichen unverändert bleibt. Es gibt dünne Hälse, aber keine Spannungsaufhellung; ein erheblicher Prozentsatz wird von HIPS/PPO, Silberschlieren und Scherbändern eingenommen; dünne Hälse und Spannungsaufhellung treten gemeinsam auf.

(2) Der Zähigkeitseffekt von Kunststoffen wird in erster Linie von drei Variablen beeinflusst.

1. Eigenschaften des Matrixharzes

Untersuchungen haben ergeben, dass eine Erhöhung der Zähigkeit des Matrixharzes die Zähigkeitswirkung von gehärteten Kunststoffen erhöht. Die Zähigkeit des Matrixharzes kann auf die folgenden Arten erhöht werden:

Verengung der Molekulargewichtsverteilung durch Erhöhung des Molekulargewichts des Matrixharzes und Erhöhung der Zähigkeit durch Regulierung der Kristallinität, des Kristallisationsgrades, der Kristallgröße und der Kristallform. Zum Beispiel beschleunigt die Zugabe eines Keimbildners zu Polypropylen (PP) die Kristallisation und verfeinert die Kornstruktur, wodurch die Bruchzähigkeit des Materials erhöht wird.

2. Dosierung und Eigenschaften des Härtungsmittels

A. Der Einfluss des Vorspannmittels'der dispergierten Phase'der Partikelgröße- Die Eigenschaften des Matrixharzes und der ideale Wert der Partikelgröße der Dispersionsphase des Elastomers'sind für elastomer-vorgespannte Kunststoffe unterschiedlich. So liegt die ideale Größe der Gummipartikel in HIPS zwischen 0,8 und 1,3 m, die ideale Größe der ABS-Partikel bei etwa 0,3 m und die ideale Größe der PVC-modifizierten ABS-Partikel bei etwa 0,1 m.

B. Der Einfluss der Menge des aufgebrachten Vorspannmittels; der Parameter Partikelabstand hängt mit der idealen Menge des zugegebenen Vorspannmittels zusammen;

C. Der Einfluss des Vorspannmittels's Glasübergangstemperatur: je stärker der Vorspanneffekt, desto niedriger die Glasübergangstemperatur der allgemeinen Elastomere;

D. Wie sich das Vorspannmittel auf die Grenzflächenfestigkeit des Matrixharzes auswirkt - wie sich die Grenzflächenhaftung auf den Vorspanneffekt auswirkt, hängt vom jeweiligen System ab;

E. Der Einfluss der Struktur des Elastomers, die durch die Art des Elastomers, den Vernetzungsgrad usw. beeinflusst wird.

3. Die Kraft, die die beiden Phasen zusammenhält

Die makroskopisch höhere Gesamtleistung des Kunststoffs ist vor allem auf den Gewinn an Schlagzähigkeit zurückzuführen, aber eine gute Bindungskraft zwischen den beiden Phasen kann auch eine erfolgreiche Übertragung von Spannungen zwischen den Phasen bei höherem Energieeinsatz ermöglichen. Diese Bindungskraft wird üblicherweise als Wechselwirkung zwischen zwei Phasen betrachtet. Block- und Pfropfcopolymerisation sind häufige Techniken zur Verbesserung der Bindungskraft zwischen zwei Phasen. Der Unterschied besteht darin, dass durch Techniken wie Pfropfung und Blockcopolymerisation chemische Bindungen geschaffen werden. Block-Copolymer SBS, Polyurethan, ABS, und Verzweigungs-Copolymer HIPS.

Es fällt unter die Kategorie des physikalischen Mischens für gehärtete Polymere, aber der Grundgedanke ist der gleiche. Die beiden Komponenten sollten einigermaßen kompatibel sein und im idealen Mischungsmechanismus ihre eigenen Phasen bilden. Zwischen den Phasen befindet sich eine Grenzschicht. In der Grenzschicht diffundieren die Molekülketten der beiden Polymere miteinander, und der Konzentrationsgradient ist deutlich. Wenn die Vermischung intensiviert wird, führt die Kompatibilität der Komponenten zu einer starken Bindungskraft, die anschließend die Diffusion verbessert, um die Grenzfläche zu streuen und die Grenzschicht zu verdicken. Die entscheidende Technologie für die Herstellung von Polymerlegierungen ist an dieser Stelle die Polymerkompatibilitätstechnologie, zu der auch die plastische Zähigkeit gehört!

Was bewirken Härtebildner für Kunststoff? Wie spaltet man?

Wie trennt man die gängigen Vorspannmittel für Kunststoffe?

1. Kautschuk-Elastomer-Verstärkung: EPR, EPDM, Butadien, Naturkautschuk, Isobutylen, Nitril, usw.; geeignet für die Modifikation von gebrauchten Kunststoffen zur Erhöhung der Festigkeit;

2. TPE-Verstärkung: SBS, SEBS, POE, TPO, TPV, usw.; meist verwendet, um Polyolefine oder unpolare Harze sowie Polymere mit polaren funktionellen Gruppen wie Polyester und Polyamide zäh zu machen. Immer dann, wenn ein Kompatibilisierungsmittel hinzugefügt wird;

3. Kern-Schale-Copolymere und reaktive Terpolymere werden zur Zähigkeit von technischen Kunststoffen und Hochtemperatur-Polymerlegierungen verwendet, wie ACR (Acrylate), MBS (Methylacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer), PTW (Ethylen-Butylacrylat-Methylglycidylacrylat-Copolymer) und E-MA-GMA (Ethylen-Methylacrylat-Glycidyl-Me

4. Mischen und Vorspannen von hochfesten technischen Kunststoffen wie PP/PA, PP/ABS, PA/ABS, HIPS/PPO, PPS/PA, PC/ABS, PC/PBT usw.; die Technologie der Polymerlegierungen ist für diesen Prozess unerlässlich;

5. Härtung mit anderen Techniken, z. B. mit Sarinharz (einem Metallionomer von DuPont) oder Nanopartikeln (wie Nano-CaCO3);

Die Zähigkeit modifizierter Polymere lässt sich in der realen industriellen Produktion grob in die folgenden Kategorien einteilen:

1. Um die Anforderungen des Gebrauchs zu erfüllen, muss die Härte des Kunstharzes erhöht werden; Beispiele sind GPPS, homopolymeres PP usw.;

2. Erhebliche Erhöhung der Zähigkeit von Polymeren, wie z. B. Nylon, das extrem widerstandsfähig ist, um die Anforderungen an extreme Zähigkeit und lange Nutzung bei niedrigen Temperaturen zu erfüllen;

3. Die Leistung des Materials ist nach der Modifikation des Harzes, wie Füllung und Flammschutzmittel, verringert. Eine wirksame Zähigkeit muss sofort erreicht werden.

Die radikalische Additionspolymerisation wird in der Regel zur Herstellung von Allzweckpolymeren verwendet. Die Seitenketten und die Hauptkette des Moleküls sind frei von polaren Gruppen. Technische Kunststoffe können durch Zugabe von Gummi- und Elastomerpartikeln zäher gemacht werden. In der Regel werden sie durch Kondensationspolymerisation hergestellt. Polare Gruppen befinden sich in der Seitenkette oder in der Endgruppe der Molekülkette. Die Zähigkeit kann durch die Verwendung von funktionalisierten Gummi- oder Elastomerpartikeln erhöht werden.

Verschiedene Toughener-Typen für häufig verwendete Harze

Was meint ihr, Profis? Die Erhöhung der Kapazität ist das Geheimnis der Härtung von Kunststoff.

Wenn Kunststoffe äußeren Kräften ausgesetzt sind, nehmen sie im Allgemeinen Energie auf und geben sie über die Prozesse der Grenzflächenablösung, der Kavitation und des Scherfließens der Matrix ab. Elastomere mit hoher Verträglichkeit, mit Ausnahme von unpolaren Polymerharzen, können direkt aufgetragen werden. Um das Ziel der Endzähigkeit bei der Verwendung von Partikeln zu erreichen (gleiches Kompatibilitätsprinzip), müssen andere polare Harze erfolgreich kompatibilisiert werden. Die oben genannten Pfropfcopolymere interagieren stark mit der Matrix, wenn sie als Zähigkeitsvermittler eingesetzt werden, einschließlich:

(1) Die Additionsreaktion zwischen der funktionellen Epoxidgruppe und der endständigen Hydroxyl-, Carboxyl- oder Amingruppe des Polymers findet statt, nachdem der Ring geöffnet wurde.

(2) Kern-Schale-Zähigkeitsmechanismus: Der Kautschuk hat eine zähigkeitssteigernde Wirkung, während die äußere funktionelle Gruppe vollständig mit den Komponenten kompatibel ist;

(3) Mechanismus der Zähigkeit des Ionomers: Das physikalische Vernetzungsnetzwerk entsteht, wenn Metallionen und Carboxylatgruppen der Polymerketten einen Komplex bilden, der das Material härter macht.

In Wirklichkeit kann dieser Ansatz der Kompatibilisierung auf alle Polymermischungen angewandt werden, wenn man den Zähigkeitsvermittler als eine Klasse von Polymeren betrachtet. Die reaktive Kompatibilisierung ist eine Technologie, die wir anwenden müssen, wenn wir vorteilhafte Polymermischungen für die Industrie herstellen, wie in der folgenden Tabelle dargestellt. Der Begriff "Zähigkeitsvermittler" bezieht sich jetzt auf etwas anderes, z. B. auf einen "grenzflächenzähmachenden Kompatibilisator" Das Wort "Emulgator" ist recht anschaulich!

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zähigkeit von Kunststoffen für kristalline und amorphe Kunststoffe gleichermaßen von Bedeutung ist, und dass allgemeine, technische und spezielle technische Kunststoffe alle ihre Hitzebeständigkeit verbessern, während sie gleichzeitig teurer werden. Die Anforderungen an die Wärmebeständigkeit, die Alterungsbeständigkeit usw. werden immer höher, und dies ist auch ein wichtiger Test für die Kunststoffmodifikation und die Zähigkeitstechnologie. Die Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Kompatibilität mit der Matrix und den Komponenten ist jedoch der wichtigste und wichtigste Faktor!