Da sie kostengünstig und vielseitig sind, werden Polymere in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Ihre Sprödigkeit hindert sie jedoch häufig daran, in Anwendungen eingesetzt zu werden, in denen Schlagzähigkeit erforderlich ist. Um diese Einschränkung zu umgehen, werden den Polymerzusammensetzungen häufig Schlagzähigkeitsmodifikatoren zugesetzt. In diesem Artikel werden die Auswirkungen von Schlagzähigkeitsmodifikatoren auf die mechanischen Eigenschaften von Polymeren untersucht, einschließlich ihrer Arten und Mechanismen sowie der daraus resultierenden Verbesserungen der Zähigkeit und Haltbarkeit.
Mechanismen der Wirkungsverstärker
Schlagzähigkeitsmodifikatoren verbessern die mechanischen Eigenschaften von Polymeren, insbesondere ihre Schlagfestigkeit und Zähigkeit. Sie erreichen dies, indem sie die Grenzflächenwechselwirkungen, die Molekularstruktur oder die Morphologie des Polymers verändern. Indem sie die Ausbreitung von Rissen verringern und die allgemeine Schlagzähigkeit des Materials verbessern, tragen sie dazu bei, dass bei einem Aufprall Energie abgeleitet wird.
a. Zu den Schlagzähmodifikatoren gehören: a. Schlagzähmodifikatoren auf Kautschukbasis: Elastomerverbindungen wie Polybutadien und Ethylen-Propylen-Kautschuk bilden diese Modifikatoren. Indem sie eine verteilte Gummiphase in der Polymermatrix erzeugen, erhöhen sie die Zähigkeit. Als Rissverhinderer absorbieren die Gummipartikel bei einem Aufprall Energie und geben sie wieder ab, um die Ausbreitung von Rissen zu verhindern.
b. Kern-Schale-Schlagzähigkeitsmittel: Diese Schlagzähigkeitsmodifikatoren haben in der Regel eine steife Schale, die einen schwammigen Kern umgibt. Die Zähigkeit wird durch den Kern gewährleistet, während die Kompatibilität mit der Polymermatrix durch die Schale verbessert wird. Durch diese Kombination wird eine effiziente Absorption und Verteilung der Energie während des Aufpralls erreicht und somit die Schlagzähigkeit verbessert.
c. Reaktive Schlagzähigkeitsmodifikatoren: Diese Modifikatoren erhöhen die Zähigkeit und Schlagzähigkeit, indem sie während der Verarbeitung oder Vernetzung chemisch mit der Polymermatrix reagieren. Diese Modifikatoren gehen kovalente Bindungen mit den Polymerketten ein, um die Haftung an den Grenzflächen zu verbessern und die Ausbreitung von Rissen zu verhindern.
Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften
a. Schlagzähigkeit: Die Schlagzähigkeit von Polymeren wird durch den Zusatz von Schlagzähigkeitsmodifikatoren stark erhöht. Die Energie wird von der verteilten Gummiphase oder der Kern-Schale-Struktur absorbiert, wodurch die Spannungskonzentration in der Nähe der Risspunkte verringert wird. Aus diesem Grund eignet sich das Material für Anwendungen, bei denen es auf Schlagfestigkeit ankommt, da es höhere Schlagkräfte aushalten kann, ohne zu brechen.
b. Zähigkeit: Schlagzähigkeitsmodifikatoren erhöhen die Zähigkeit der Polymere, indem sie deren Widerstand gegen die Rissausbreitung stärken. Als Energieabsorber verteilen die verstreuten Kautschukpartikel oder die Kern-Schale-Struktur die Aufprallenergie und fördern die plastische Verformung anstelle eines Sprödbruchs. Dank der erhöhten Zähigkeit können die Polymere Verformungen ohne katastrophalen Zusammenbruch verkraften.
c. Dehnbarkeit und Flexibilität: Die Dehnbarkeit und Flexibilität von Polymeren kann durch Schlagzähigkeitsmodifikatoren verbessert werden. Eine erhöhte Zähigkeit des Materials ermöglicht mehr Dehnung und Verformung vor dem Versagen. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig bei Anwendungen, bei denen das Material wiederholten Belastungen oder Verformungen standhalten muss.
Auswahlkriterien für Wirkungsmodifikatoren
Bei der Auswahl von Schlagzähigkeitsmodifikatoren sind eine Reihe von Überlegungen anzustellen, wie z. B. die Art des Polymers, die Umstände während der Verarbeitung und die gewünschten mechanischen Eigenschaften. Es ist wichtig, dass der Schlagzähmodifikator und die Polymermatrix kompatibel sind, um eine effektive Dispersion und eine gleichmäßige Leistung zu gewährleisten. Außerdem muss die Konzentration des Schlagzähigkeitsmodifikators optimiert werden, um ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Zähigkeit und anderen mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
Schlagzähigkeit, Zähigkeit, Duktilität und Flexibilität sind nur einige der mechanischen Eigenschaften von Polymeren, die durch Schlagzähigkeitsmodifikatoren wesentlich verbessert werden können. Schlagzähigkeitsmodifikatoren absorbieren und zerstreuen Energie effizient durch eine Vielzahl von Prozessen, wie z. B. gestreute Gummiphasen oder Kern-Schale-Strukturen, und verhindern so die Ausbreitung von Rissen und verbessern die Schlagfestigkeit des Materials. Durch die sorgfältige Auswahl und Zugabe von Schlagzähigkeitsmodifikatoren in Polymerformulierungen können Ingenieure und Wissenschaftler die Materialien an die jeweiligen Anwendungsanforderungen anpassen. Dieser Ansatz erweitert das Spektrum der Bereiche, in denen Polymere wirksam eingesetzt werden können.
Die niedrige Dosis von COACE Schlagzähmodifikator. Schlagzähigkeit, Kompatibilität, Flexibilität und Weichheit werden durch 40%-70% erhöht, während andere Eigenschaften unbeeinflusst bleiben und durch 2%-4% erhöht werden. Diskutieren Sie mit uns über Themen wie die Verbesserung der Schlagzähigkeit von Produkten!
