Plastiques modifiés  sont de plus en plus répandus dans la société moderne, en particulier dans les secteurs de l'automobile et de l'électroménager. Étant donné que l'application des produits dépend souvent de la ténacité des matériaux, la technologie de renforcement des plastiques a fait l'objet d'études et d'une attention particulière de la part des milieux universitaires et industriels pour de nombreux types de technologies de modification des plastiques. Dans cet article, j'aborderai les questions suivantes concernant la trempe des plastiques :

1. Comment peut-on tester et évaluer la durabilité des plastiques ?

2. Quel est le principe du durcissement des plastiques ?

3. Quels sont les types de produits chimiques de durcissement fréquemment utilisés ?

4. Comment peut-on rendre les plastiques plus durables ?

5. Comment comprendre que la capacité doit être augmentée avant la trempe ?

Ténacité plastique caractérisée par la performance

 -Une plus grande rigidité réduit la probabilité de déformation du matériau, tandis qu'une plus grande ténacité augmente la probabilité de déformation.

grande. La résistance aux chocs, qui fait généralement référence à l'énergie absorbée par la cannelure avant qu'elle ne se brise, est la capacité de la cannelure ou de la pièce à survivre à l'impact. La résistance aux chocs ne peut pas être considérée comme un attribut fondamental du matériau, car elle varie en fonction de la forme de la cannelure, de la procédure d'essai et de l'état de l'échantillon testé. Les résultats des différentes méthodologies d'essai d'impact ne peuvent pas être comparés.

Les essais d'impact peuvent être réalisés de différentes manières. Il existe trois types d'essais d'impact différents : l'impact à température normale, l'impact à basse température et l'impact à haute température ; l'impact de flexion - impact de poutre carrée et de poutre en porte-à-faux, impact de traction, impact de torsion et impact de cisaillement ; et les essais d'impact unique à haute énergie et d'impacts multiples à faible énergie, en fonction de l'énergie et du nombre d'impacts utilisés. Différentes techniques d'essai d'impact peuvent être choisies pour différents matériaux ou applications, ce qui permet d'obtenir une variété de résultats qui ne peuvent être comparés.

Mécanismes et facteurs d'influence de la trempe des plastiques

1. La théorie de la bande de cisaillement

Les deux principales fonctions des particules de caoutchouc dans le système de mélange des plastiques durcis au caoutchouc sont les suivantes :

D'une part, il provoque de nombreuses fissures et bandes de cisaillement dans la matrice en tant que site de contrainte concentrée ;

D'autre part, il est possible d'empêcher les fissures de devenir des fractures destructrices en limitant leur capacité à se propager.

Des bandes de cisaillement peuvent être induites par le champ de contrainte vers la fin de la frénésie pour l'arrêter. En outre, elles empêchent les fissures de se développer lorsqu'elles pénètrent dans la zone de cisaillement. L'énergie est utilisée lors de la formation et de la croissance de nombreuses fissures et bandes de cisaillement lorsque le matériau est soumis à des contraintes, ce qui augmente la ténacité du matériau. Les bandes de cisaillement sont associées à la formation de cols étroits, tandis que la fissuration se manifeste macroscopiquement par un blanchiment sous contrainte. Ces deux phénomènes ont des comportements distincts dans divers substrats plastiques.

Par exemple, le PVC durci présente une ténacité matricielle élevée, et la limite d'élasticité est principalement provoquée par des bandes de cisaillement. La matrice HIPS, en revanche, a une faible ténacité matricielle, la fissuration, le blanchiment sous contrainte et l'augmentation du volume de la fissuration, et la dimension transversale reste essentiellement inchangée. Il y a des cols minces mais pas de blanchiment sous contrainte ; un pourcentage important est occupé par l'HIPS/PPO, les stries argentées et les bandes de cisaillement ; les cols minces et le blanchiment sous contrainte sont simultanés.

(2) L'effet de durcissement des plastiques est principalement influencé par trois variables.

1. Caractéristiques de la résine matricielle

Selon des études, l'augmentation de la ténacité de la résine de la matrice accroît l'effet de durcissement des plastiques qui ont été durcis. La ténacité de la résine de la matrice peut être augmentée de la manière suivante :

Réduire la distribution du poids moléculaire en augmentant le poids moléculaire de la résine de la matrice et augmenter la ténacité en régulant la cristallinité, le degré de cristallisation, la taille et la forme des cristaux. Par exemple, l'ajout d'un agent nucléant au polypropylène (PP) accélère la cristallisation et affine la structure des grains, augmentant ainsi la résistance à la rupture du matériau.

2. Dose et caractéristiques de l'agent de trempe

A. L'impact de la taille des particules de la phase dispersée de l'agent de trempe&#39 - Les qualités de la résine de la matrice et la valeur idéale de la taille des particules de la phase dispersée de l'élastomère&#39 sont différentes pour les plastiques durcis à l'élastomère. Par exemple, la taille idéale des particules de caoutchouc dans le HIPS se situe entre 0,8 et 1,3 m, la taille idéale des particules d'ABS est d'environ 0,3 m et la taille idéale des particules d'ABS modifié par du PVC est d'environ 0,1 m.

B. L'impact de la quantité d'agent de trempe appliquée ; le paramètre de la distance entre les particules est lié à la quantité idéale d'agent de trempe ajoutée ;

C. L'impact de la température de transition vitreuse de l'agent de trempe : plus l'effet de trempe est important, plus la température de transition vitreuse des élastomères généraux est basse ;

D. Comment l'agent de trempe affecte-t-il la résistance de l'interface de la résine de la matrice ? La façon dont la résistance de l'interface affecte l'effet de trempe varie en fonction du système ;

E. L'impact de la structure du durcisseur élastomère, qui est influencé par le type d'élastomère, le niveau de réticulation, etc.

3. La force qui lie les deux phases entre elles

La performance globale macroscopiquement plus élevée du plastique est principalement due à l'augmentation de la résistance aux chocs, mais une bonne force de liaison entre les deux phases peut également permettre de transmettre avec succès la contrainte entre les phases tout en utilisant plus d'énergie. Cette force de liaison est généralement considérée comme l'interaction entre deux phases. La copolymérisation en bloc et la copolymérisation par greffage sont des techniques fréquentes pour améliorer la force de liaison entre deux phases. Elles se distinguent par le fait qu'elles créent des liens chimiques à l'aide de techniques telles que le greffage et la copolymérisation en bloc. Copolymère en bloc SBS, polyuréthane, ABS, et copolymère en branche HIPS.

Il relève de la catégorie des mélanges physiques pour les polymères durcis, mais l'idée de base est la même. Les deux composants doivent être quelque peu compatibles et créer leurs propres phases dans le mécanisme de mélange idéal. Entre les phases se trouve une couche d'interface. Les chaînes moléculaires des deux polymères diffusent l'une dans l'autre dans la couche d'interface, et le gradient de concentration est clair. Au fur et à mesure que le mélange s'intensifie, la compatibilité des composants entraîne une forte force de liaison, qui améliore ensuite la diffusion pour disperser l'interface et épaissir la couche d'interface. À ce stade, la technologie cruciale pour la création d'alliages de polymères est la technologie de compatibilité des polymères, qui comprend également le durcissement des plastiques !

À quoi servent les durcisseurs pour le plastique ? Comment se fend-on ?

Comment séparer les agents tensioactifs courants pour les plastiques ?

1. Durcissement des élastomères de caoutchouc : EPR, EPDM, butadiène, naturel, isobutylène, nitrile, etc. ; convient pour la modification du durcissement des résines plastiques utilisées ;

2. Durcissement des TPE : SBS, SEBS, POE, TPO, TPV, etc. ; principalement utilisé pour durcir les polyoléfines ou les résines non polaires, ainsi que pour durcir les polymères avec des groupes fonctionnels polaires comme les polyesters et les polyamides. Chaque fois qu'un agent de compatibilité est ajouté ;

3. Les copolymères à noyau-coquille et les terpolymères réactifs sont utilisés pour renforcer les plastiques techniques et les alliages de polymères à haute température, tels que l'ACR (acrylates), le MBS (copolymère d'acrylate de méthyle et de butadiène-styrène), le PTW (copolymère d'acrylate d'éthylène et de butyle et d'acrylate de méthyle et de glycidyle) et l'E-MA-GMA (copolymère d'acrylate d'éthylène et de méthyle et d'acrylate de glycidyle et de méthyle et d'acrylate de méthyle et de glycidyle).

4. Mélange et durcissement des plastiques techniques à haute ténacité, tels que PP/PA, PP/ABS, PA/ABS, HIPS/PPO, PPS/PA, PC/ABS, PC/PBT, etc ;

5. Durcissement par d'autres techniques, telles que l'utilisation de résine sarin (un ionomère métallique de DuPont) ou de nanoparticules (telles que le nano-CaCO3) ;

Le durcissement des polymères modifiés peut être classé selon les circonstances suivantes dans la production industrielle réelle :

1. Pour répondre aux exigences d'utilisation, la dureté de la résine synthétique doit être augmentée ; les exemples incluent le GPPS, le PP homopolymère, etc ;

2. Augmenter considérablement la ténacité des polymères, tels que le nylon qui est extrêmement résistant, pour répondre aux exigences de ténacité extrême et d'utilisation prolongée dans des situations de basse température ;

3. Les performances du matériau diminuent après la modification de la résine, notamment en ce qui concerne le remplissage et l'ignifugation. Un durcissement efficace doit être effectué dès maintenant.

La polymérisation par addition de radicaux libres est généralement utilisée pour produire des polymères à usage général. Les groupes polaires sont absents des chaînes latérales et de la chaîne principale de la molécule. Les plastiques techniques peuvent être renforcés par l'ajout de particules de caoutchouc et d'élastomère pour obtenir un effet de renforcement plus important. La polymérisation par condensation est généralement utilisée pour créer ce type de plastique. Les groupes polaires se trouvent dans la chaîne latérale ou le groupe terminal de la chaîne moléculaire. Il peut être rendu plus résistant en utilisant des particules de caoutchouc ou d'élastomère fonctionnalisées.

Différents types de durcisseurs pour les résines fréquemment utilisées

Qu'en pensez-vous, les pros ? L'augmentation de la capacité est le secret du durcissement du plastique.

En général, lorsqu'ils sont exposés à des forces extérieures, les plastiques absorbent et libèrent de l'énergie par le biais des processus de décollement de l'interface, de cavitation et de cisaillement de la matrice. Les élastomères à haute compatibilité, à l'exception des résines polymères non polaires, peuvent être appliqués directement. Pour atteindre l'objectif de durcissement final lors de l'utilisation de particules (même principe de compatibilité), d'autres résines polaires doivent être compatibilisées avec succès. Les copolymères greffés indiqués ci-dessus interagissent fortement avec la matrice lorsqu'ils sont utilisés comme durcisseurs, notamment :

(1) La réaction d'addition entre le groupe fonctionnel époxy et le groupe terminal hydroxyle, carboxyle ou amine du polymère a lieu après l'ouverture de l'anneau.

(2) Mécanisme de durcissement noyau-coquille : le caoutchouc a un effet durcissant tandis que le groupe fonctionnel extérieur est totalement compatible avec les composants ;

(3) Mécanisme de durcissement de l'ionomère : Le réseau de réticulation physique est créé lorsque les ions métalliques et les groupes carboxylates des chaînes de polymères se complexifient, ce qui durcit le matériau.

En réalité, cette approche de la compatibilité peut être appliquée à tous les mélanges de polymères si le durcisseur est considéré comme une classe de polymères. La compatibilisation réactive est une technologie que nous devons utiliser pour créer des mélanges de polymères bénéfiques pour l'industrie, comme l'illustre le tableau ci-dessous. Le terme "agent de durcissement" désigne maintenant quelque chose de différent, comme un "compatibilisateur de durcissement d'interface" Le mot "émulsifiant" est tout à fait descriptif !

En conclusion, la ténacité des plastiques est tout aussi importante pour les plastiques cristallins que pour les plastiques amorphes, et les plastiques à usage général, les plastiques techniques et les plastiques techniques spéciaux améliorent tous leur résistance à la chaleur tout en devenant plus chers. Les exigences en matière de résistance à la chaleur, de résistance au vieillissement, etc. sont plus fortes, et il s'agit également d'un test majeur pour les technologies de modification et de durcissement des plastiques. Cependant, le maintien d'une excellente compatibilité avec la matrice et les composants est le facteur le plus crucial et le plus vital !