Schlagzähigkeitsmodifikatoren spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Schlagzähigkeit von Thermoplasten, so dass sie in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt werden können. In diesem Artikel werden die am häufigsten verwendeten Schlagzähigkeitsmodifikatoren für Thermoplaste eingehend untersucht. Hersteller können durch die Untersuchung dieser Modifikatoren und ihrer Eigenschaften fundierte Entscheidungen über die Auswahl und den Einsatz von Schlagzähigkeitsmodifikatoren zur Verbesserung der Schlagzähigkeit von thermoplastischen Materialien treffen.

Elastomere 

Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR): Ein elastomerer Schlagzähigkeitsmodifikator, der häufig verwendet wird. Er hat eine gute Kälteschlagzähigkeit und kann die Zähigkeit und Flexibilität von Thermoplasten erhöhen.

Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR): NBR ist ein flexibles Elastomer, das die thermoplastische Stoßfestigkeit und Ölbeständigkeit verbessert. Es wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine Beständigkeit gegen Benzin und Schmiermittel erfordern.

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR): SBR ist ein weiterer Elastomermodifikator, der die Schlagfestigkeit von Thermoplasten verbessert. Er hat eine hohe Reiß- und Abriebfestigkeit und ist daher ideal für Anwendungen mit hohem Verschleiß.

Härtebildner 

Partikel mit einem gummiartigen Kern und einer starren Hülle: Partikel mit einem gummiartigen Kern und einer starren Hülle. Sie wirken als physikalische Barrieren, die die Rissausbreitung verhindern und die Zähigkeit erhöhen. Kern-Schale-Acrylate und Kern-Schale-Butadien-Styrol-Copolymere sind zwei Beispiele.

Zähigkeitsmittel auf Kautschukbasis: Zähigkeitsmittel auf Kautschukbasis, wie Polybutadien oder Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), verbessern die Schlagfestigkeit, indem sie die Fähigkeit des Materials zur Aufnahme und Ableitung von Schlagenergie erhöhen. Sie verbessern die Dehnbarkeit und Zähigkeit von Thermoplasten.

Reaktive Modifikatoren 

MAH-gepfropfte Polymere: MAH-gepfropfte Polymere reagieren mit der thermoplastischen Matrix und erhöhen die Grenzflächenhaftung und Schlagfestigkeit. Sie verbessern die Kompatibilität zwischen dem Modifikator und der Matrix und verringern die Möglichkeit einer Phasentrennung oder Delamination.

Epoxid-funktionalisierte Polymere: Epoxidfunktionalisierte Polymere reagieren chemisch mit der thermoplastischen Matrix, was zu einer erhöhten Schlagfestigkeit führt. Sie gehen kovalente Verbindungen ein und erhöhen so die Grenzflächenfestigkeit und Härte des Materials.

Modifikatoren auf Nanopartikelbasis 

Flüssiggummi-Nanopartikel: Flüssiggummi-Nanopartikel, wie z. B. Kern-Schale-Nanopartikel, bieten ein neuartiges Potenzial zur Verbesserung der Schlagzähigkeit bei geringeren Füllstoffgehalten. Sie können in der gesamten thermoplastischen Matrix verteilt werden, um die Zähigkeit und Schlagzähigkeit zu erhöhen.
Nanoton und Siliziumdioxid-Nanopartikel: Nanoton und Siliziumdioxid-Nanopartikel können die Eigenschaften von Thermoplasten verbessern, z. B. die Schlagfestigkeit. Sie erhöhen die Steifigkeit und Zähigkeit des Materials und verringern die Gefahr von Sprödbrüchen.

 Modifikator-Kombinationen und Hybride

Kombination von Elastomeren und Zähigkeitsvermittlern: Durch die Kombination von Energieabsorptions- und Rissablenkungsmechanismen kann die Kombination von Elastomeren und Zähigkeitsmitteln Synergieeffekte erzielen und die Schlagfestigkeit erhöhen. Diese Methode erhöht die Zähigkeit und den Widerstand gegen die Rissausbreitung.

Hybride Modifikatoren: Hybride Modifikatoren, die Kombinationen aus Elastomeren, Zähigkeitsmitteln und reaktiven Modifikatoren enthalten, bieten spezielle Lösungen für die Schlagzähigkeit bestimmter Thermoplaste. Diese Modifikatoren verbessern die Schlagzähigkeit auf unterschiedliche Weise.

Überlegungen zur Auswahl von Modifikatoren

Kompatibilität: Um die angestrebte Leistung zu erreichen, ist die Kompatibilität zwischen dem Schlagzähigkeitsmodifikator und der thermoplastischen Matrix erforderlich. Während des Auswahlprozesses müssen Faktoren wie chemische Kompatibilität, Mischbarkeit und Grenzflächenhaftung berücksichtigt werden.

Verarbeitungsbedingungen: Der Schlagzähigkeitsmodifikator sollte mit den Verarbeitungsbedingungen des Thermoplasten kompatibel sein. Um eine erfolgreiche Integration und Verarbeitung zu gewährleisten, sollten Änderungen der Schmelzviskosität, der Verarbeitungstemperatur oder der Zykluszeit geprüft werden.

vorgesehene Eigenschaften: Die gewählten Schlagzähigkeitsmodifikatoren sollten den beabsichtigten Eigenschaften des endgültigen thermoplastischen Materials entsprechen. Zähigkeit, Flexibilität, Temperaturbeständigkeit und chemische Beständigkeit sind alles Faktoren, die zu berücksichtigen sind.

Um die Schlagzähigkeit von Thermoplasten zu verbessern, wurde eine Reihe von Schlagzähigkeitsmodifikatoren wie Elastomere, Zähigkeitsmittel, reaktive Modifikatoren, Modifikatoren auf Nanopartikelbasis und hybride Modifikatoren werden routinemäßig eingesetzt. Jeder Modifikatortyp hat seine eigenen Vorteile und Mechanismen zur Erhöhung der Zähigkeit, Flexibilität und Beständigkeit gegen Rissausbreitung. Um die Leistung von thermoplastischen Werkstoffen in schlaggefährdeten Anwendungen zu verbessern, sollten Faktoren wie Kompatibilität, Verarbeitungsbedingungen und gewünschte Eigenschaften die Auswahl und Einbeziehung von Schlagzähigkeitsmodifikatoren beeinflussen.