Modified plastics are playing an increasingly important role in national life, and plastic toughening technology has always been concerned by academic research and industry.

The plastic toughening effect is influenced by three elements.

1. Matrix resin's characteristics

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

①.  The toughening agent's dispersion phase's dispersed particle size has an impactThe qualities of the matrix resin and the ideal value of the particle size of the elastomer's dispersion phase are different for elastomer-toughened plastics. For instance, the ideal rubber particle size in HIPS is between 0.8 and 1.3 m, the ideal ABS particle size is around 0.3 m, and the ideal PVC-modified ABS particle size is roughly 0.1 m.

②. The impact of the quantity of toughening agent applied; the particle distance parameter is connected to the ideal amount of toughening agent added;

③. The influence of toughening agent glass transition temperature – the lower the glass transition temperature of general elastomers, the better the toughening effect;

④.The impact of the toughening agent on the interface strength of the matrix resin – the impact of the interfacial bond strength on the toughening effect varies for different systems; 

⑤.The effect of the elastomer toughener's structure, which is influenced by the kind of elastomer and the degree of cross-linking, among other factors.

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?

（一）The properties of matrix resin

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);

(二) The toughening of modified polymers can be broadly categorized into the following circumstances in real industrial production:

1. To satisfy the demands of usage, the toughness of synthetic resins such as GPPS, homopolymer PP, etc. must be enhanced because they are now insufficiently tough;

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.

Free radical addition polymerization is typically used to produce general-purpose polymers. Polar groups are absent from the molecule's side chains and main chain. Rubber and elastomer particles can be applied during toughening to improve the toughening effect;

Condensation polymerization is often used to create engineering polymers. Polar groups are found in the side chains or end groups of molecular chains. Functionalized rubber or elastomer particles can be introduced during toughening to increase toughness.

In conclusion, plastic toughening is crucial for both crystalline and amorphous plastics, and as general-purpose, engineering, and special engineering plastics gradually improve their heat resistance and become more expensive, the resistance to toughening agents also increases. The demands for heat resistance, age resistance, etc. are stronger, and it is also a major test for plastic modification and toughening technology. However, maintaining excellent compatibility with the matrix and components is the most crucial and vital factor!