L'utilisation d'élastomère modifié par greffage comme phase de dispersion et de plastique comme matrice pour mélanger et durcir est la principale technique de durcissement des plastiques, qui peut augmenter de manière significative la résistance aux chocs des plastiques. L'élastomère, qui est une phase dispersée, influence principalement la ténacité des mélanges élastomère/plastique à partir des huit facteurs énumérés ci-dessous.

01 Effet de la distance entre les particules d'élastomère

La distance ID des particules d'élastomère a une valeur cruciale IDc pour les polymères durcis. La transition fragile-ductile n'a pas lieu et la ténacité n'augmente pas sensiblement tant que l'ID entre les particules d'élastomère dans la phase dispersée n'est pas inférieure à la valeur cruciale IDc.

Ceci est dû au fait que le mélange reste fragile lorsque la distance entre les particules d'élastomère est importante car le champ de contrainte autour des particules a un impact minimal sur les autres particules et le champ de contrainte dans la matrice n'est que la somme des champs de contrainte de ces particules isolées. La couche matricielle de la phase dispersée s'amincit et les zones plastiques aux extrémités des crêtes d'argent interagissent les unes avec les autres lorsque les particules sont suffisamment proches du point critique, auquel cas le champ de contrainte n'est plus une simple somme. L'expansion des fissures a été empêchée une fois que l'état de déformation est passé à une déformation plane, que la couche de matrice a produit une limite d'élasticité en cisaillement et que le mélange a produit une limite d'élasticité.

2. Impact de la teneur en élastomère

Le taux d'initiation, de ramification et de terminaison des fissures augmente avec la teneur en élastomère de la matrice plastique, et la résistance aux chocs augmente en conséquence. La distance interparticulaire de la phase dispersée ne peut atteindre la valeur cruciale IDc que lorsque la teneur en élastomère atteint un certain nombre de pièces, de sorte que l'effet de durcissement ne sera pas visible tant que la teneur en élastomère n'aura pas atteint ce nombre de pièces.

3. Effets de la taille des particules d'élastomère

De nombreuses études ont démontré que des particules d'élastomère trop grandes ou trop petites ne parviennent pas à déclencher des fissures ou à les arrêter pour un type de plastique donné.

Les particules de POE dans la matrice PBT sont trop grosses pour déclencher et arrêter les fissures avec des quantités égales d'ajout, de sorte que l'effet de durcissement n'est pas immédiatement apparent. Étant donné que les W1A-2(POE-g-GMA) dans le PBT a une taille de particule relativement modérée, il peut augmenter de manière significative la résistance aux chocs. En outre, étant donné que la distance critique entre les particules IDc de la transition fragile-ductile est relativement faible pour les résines très fragiles, en l'absence de tout ajout, l'impact du renforcement sera d'autant plus important que la taille des particules de l'élastomère sera petite.

04 Influence de la température de transition vitreuse des élastomères

La flexibilité de la chaîne moléculaire et l'effet de durcissement des matières plastiques, en particulier l'effet de durcissement à basse température, sont généralement d'autant meilleurs que la température de transition vitreuse de l'élastomère en phase dispersée est basse.

05 Effet de la compatibilité entre l'élastomère et la résine de la matrice

Si la compatibilité entre la phase élastomère et la phase résine est excessivement excellente ou excessivement mauvaise, elle n'est pas bonne. Si la compatibilité est trop excellente, la taille de l'élastomère est trop petite, et même s'il forme un système homogène, il n'aura pas un effet de durcissement convenable. Si la compatibilité est trop mauvaise, l'adhésion entre les deux phases est insuffisante.

06 Effets de la teneur en inclusion de résine sur les particules colloïdales

L'incorporation de la résine dans les particules d'élastomère, qui augmente le volume effectif de la phase élastomère, permet d'obtenir un effet de durcissement plus important pour une fraction pondérale plus faible de l'élastomère. Toutefois, si les inclusions sont trop nombreuses, le module du corps élastique atteindra des niveaux trop proches du module de la phase résine et perdra sa capacité à déclencher et à arrêter la fissuration argentée. Cela empêchera le matériau de se durcir. Cela signifie que la quantité d'inclusions de résine a également une valeur optimale.

07 Impact du degré de réticulation de l'élastomère

Le degré de réticulation de l'élastomère est suffisamment variable. Il sera difficile d'exercer l'effet de durcissement si le degré de réticulation est trop élevé, le module de l'élastomère est trop élevé et les caractéristiques de l'élastomère sont perdues. Les particules d'élastomère sont facilement pliées et fracturées sous l'action du cisaillement pendant le traitement si le degré de réticulation est faible, ce qui n'est pas non plus favorable à l'amélioration des performances de durcissement de la phase élastomère.

08 Influence du module d'élasticité

Le module de l'élastomère augmente en tant que phase dispersée, ce qui est préjudiciable au durcissement. 

D'après la figure ci-dessous, plus la transition fragile-ductile est simple à réaliser pour une même résine matricielle, plus le module d'élasticité de la phase dispersée est faible.

Pour que la matière plastique subisse la transition fragile-ductile et ait un effet de ténacité satisfaisant, la fraction volumique de l'élastomère doit typiquement atteindre une certaine valeur et l'espacement des particules doit être inférieur à la valeur critique. Pour créer des polymères présentant une ténacité particulièrement élevée, il convient d'utiliser des élastomères plastiques durcisseurs présentant des températures de transition vitreuse plus basses, un module réduit, une réticulation modérée et une compatibilité modérée avec la matrice.