Prețul POE crește din nou?

Fiind unul dintre materialele de călire utilizate în mod obișnuit, această dinamică dă, fără îndoială, bătăi de cap companiilor de modificare. Rezistența și tenacitatea sunt doi indicatori importanți ai performanței mecanice, așadar modificarea călirii plasticului a fost o direcție majoră a modificării plasticului, iar în zilele noastre adăugarea unui agent de călire este încă cea mai directă și eficientă metodă de călire a materialelor.

Deci, pe lângă utilizarea elastomerilor, ce alte opțiuni există? Astăzi vă prezint idei fezabile pentru modificarea durificării.

Agenții de întărire utilizați în mod obișnuit pot fi împărțiți în două categorii: agenți de întărire activi și agenți de întărire inactivi. Agenții de întărire sunt cei ale căror lanțuri moleculare conțin grupări active care pot reacționa cu rășina matriceală, putând forma o structură de rețea și crescând o parte din reacția chimică. Agenții de întărire nereactivi sunt o clasă de agenți de întărire care sunt bine compatibili cu rășina de bază, dar nu participă la reacția chimică.

Materiale elastomerice de întărire

Aproape toate materialele flexibile pot fi utilizate ca agenți de întărire pentru materiale fragile, esențial fiind compatibilitatea dintre componentele multifazice; doar un sistem de întărire compatibil bun poate atinge scopul de întărire dorit, altfel fiind contraproductiv. Agenții de întărire elastomerici utilizați în mod obișnuit sunt clasificați în funcție de temperatura lor de tranziție vitroasă ridicată sau scăzută.

(1) Rășină rezistentă la impact
Cum ar fi polietilena clorurată (CPE), copolimerul metacrilat de metil-butadienă-stiren (MBS), copolimerul acrilat (ACR), copolimerul bloc stiren-butadienă (SBS), SBS hidrogenat (SEBS), POE, EVA etc.
(2) Cauciuc rezistent la impact
Cum ar fi cauciucul etilenic-propilenic (EPR), EPDM, NBR, NR, SBR, BR, CR etc.
În plus, dacă se utilizează TPU ca agent de întărire pentru PA66, rezistența la impact crestat a compozitului PA66/TPU este îmbunătățită substanțial, iar proprietățile de tracțiune ale compozitului sunt doar ușor reduse. Proprietățile mecanice ating cele mai bune valori atunci când cantitatea de TPU adăugată este de 5%. Cristalinitatea a scăzut cu 50%, ceea ce indică faptul că sistemul are un efect evident de întărire asupra PA66.

Clasificarea elastomerului după structura internă.

(1) Clasa de elastomeri predeterminată
Sunt polimeri cu structură miez-coajă, cu un miez elastomer moale și un polimer cu o înveliș cu temperatură de tranziție vitroasă ridicată. Cum ar fi MBS, ACS, MABS etc.
(2) Clasă de elastomeri nepredeterminată
Este un polimer net, iar modificarea sa la impact este modificată prin mecanismul de acțiune al solventului, cum ar fi CPE, EVA etc.
(3) Clasa elastomerului tranzițional

Structura este între un elastomer predeterminat și unul nepredeterminat, cum ar fi ABS etc.

Materiale rigide călite

Materiale anorganice rigide de călire (RIF), în principal materiale de umplutură anorganice ultrafine și materiale de umplutură speciale.

Materialul de umplutură anorganic ultrafin se referă la dimensiunea particulelor între 0.1-5 μm. Efectul de modificare al unui astfel de material de umplutură odată cu creșterea adaosului de material de umplutură face ca rezistența la tracțiune și rezistența la impact să scadă uniform, neschimbat sau să crească ușor, în timp ce alte proprietăți continuă să crească.

Umpluturile speciale includ superfibre (CF), umpluturi cu ace/sfere, săruri de metale alcalino-pământoase și minerale din pământuri rare etc.

Superfibre precum fibre de carbon, fibre de bor, fibre de cuarț, fibre organice, nanotuburi de carbon și diverse tipuri de fibre de tip whisker. Dispersia superfibrelor în polimeri trebuie realizată prin metode relativ specifice și direcționate.

Umplutură asemănătoare acului, cum ar fi wollastonita asemănătoare acului, care are un anumit efect de întărire.

În general, se tratează cu un agent de cuplare silanic sau un agent de cuplare compus timp de 10-15 minute la 50-80℃, iar cantitatea adăugată recomandată este de 10-15%. Wollastonita netratată nu are efect de întărire.
Umpluturile sferice includ microsfere de sticlă, microsfere goale din sticlă, mărgele de wollastonit, mărgele de plastic, mărgele ceramice etc.

Sărurile metalelor alcalino-pământoase includ în principal sulfat de bariu, cantitatea de umplere fiind într-o gamă largă, rezistența la impact a materialului de umplere având diferite grade de îmbunătățire, la adăugarea a aproximativ 60%, rezistența la impact atinge vârful.
Mineralele de pământuri rare sunt în principal oxizi de pământuri rare, compuși alchilici de pământuri rare și săruri de pământuri rare, cum ar fi oxidul de rubidiu și fluorura de ceriu. Mecanismul de călire al mineralelor de pământuri rare este în general legat de nucleația lor, adică pământurile rare sunt utilizate ca agenți de nucleație pentru a îmbunătăți structura cristalină a sistemului de călire și a atinge scopul de călire. Sunt utilizate în principal în călirea polimerilor cristalini, cum ar fi PP, PA, POM etc.

(2) Materiale organice rigide călite (ROF)
CaPMMA, PP, PS, MMA/S și SAN etc. Având dubla funcție de călire și întărire, efectul de călire și întărire este parabolic.

Principiul de întărire
Când un material polimeric este supus unei încărcări de impact în momentul deteriorării (fracturii), tenacitatea sa depinde de energia de impact absorbită de material și de capacitatea sa de a rezista la expansiunea fisurilor. Așadar, cum joacă materialele de armare și matricea un rol în tenacitatea polimerilor?

1. Mecanism de întărire a elastomerului

Elastomerul absoarbe direct energia. Atunci când specimenul este lovit, se produc micro-fisuri. Când particulele de cauciuc se așează pe ambele maluri ale fisurii, fisura trebuie să întindă cauciucul pentru a se dezvolta. Procesul de deformare a cauciucului absoarbe multă energie, crescând astfel rezistența la impact a plasticului.

2. Teoria randamentului

Rezistența ridicată la impact a plasticului călit din cauciuc provine în principal din deformarea frecventă a randamentului rășinii matriceale. Motivul pentru deformarea randamentului rășinii matriceale este că, în etapa de răcire, coeficientul de dilatare termică și raportul Poisson al cauciucului sunt mai mari decât cele ale plasticului. În etapa de răcire, procesul de turnare se produce o contracție termică și o contracție transversală a tensiunii hidrostatice de tensiune a matricei înconjurătoare, astfel încât volumul liber al rășinii matriceale crește, reducând temperatura de tranziție vitroasă a acesteia, producând ușor deformare plastică și îmbunătățind tenacitatea. Pe de altă parte, aceasta este cauzată de efectul de concentrare a stresului asupra particulelor de cauciuc.

3. Teoria nucleului crăpat

Granulele de cauciuc acționează ca puncte de concentrare a stresului, creând un număr mare de fisuri mici în loc de câteva fisuri mari, iar extinderea numeroaselor fisuri mici necesită mai multă energie decât extinderea câtorva fisuri mari. În același timp, câmpurile de stres ale unui număr mare de fisuri mici interferează între ele, slăbind tensiunile principale pentru dezvoltarea fisurilor, ceea ce, la rândul său, încetinește dezvoltarea fisurilor și duce la terminarea acestora.

4. Teoria modelelor multiple de argint

Datorită numărului extrem de mare de particule de cauciuc din plasticul durificat, un număr mare de concentrate de stres declanșează un număr mare de modele argintii, care pot disipa o cantitate mare de energie. Particulele de cauciuc sunt, de asemenea, terminatoare de bandă de argint, iar particulele mici nu pot termina banda de argint.

5. Teoria benzii de forfecare cu bandă de argint

Aceasta este o teorie importantă, în general acceptată în industrie. Numeroase experimente au arătat că mecanismul de deformare a polimerilor constă în două procese: unul este procesul de deformare prin forfecare, iar celălalt este procesul de ondulare a argintului. Procesul de forfecare include atât deformarea difuză prin cedare la forfecare, cât și formarea de benzi locale de forfecare. Deformarea prin forfecare este doar o modificare a formei obiectului, energia de coeziune dintre molecule și densitatea obiectului rămân practic neschimbate. Procesul de striație a argintului, pe de altă parte, determină o scădere semnificativă a densității obiectului. Pe de o parte, există cavități în corpul granulelor de argint, ceea ce indică faptul că granularea argintului a cauzat anumite daune materialului, ceea ce este un precursor al deteriorării prin fracturi submicroscopice; pe de altă parte, granulele de argint consumă multă energie în procesul de formare și creștere, ceea ce restricționează expansiunea fisurilor și îmbunătățește rezistența materialului, acesta fiind unul dintre mecanismele mecanice de călire a polimerilor. Prin urmare, înțelegerea corectă a fenomenului de striație a argintului este esențială pentru înțelegerea procesului de deformare și fracturare a materialelor polimerice și este una dintre cheile pentru proiectarea materialelor plastice modificate co-amestecate, în special a materialelor plastice călite.

6. Teoria cavitației

Teoria cavitației se referă la fenomenul de cavitație din interiorul particulelor de cauciuc sau la stratul de interfață dintre particulele de cauciuc și substrat, sub acțiunea solicitării tridimensionale în procesul de deformare la temperatură joasă sau viteză mare. Teoria susține că, sub acțiunea forțelor externe, particulele de cauciuc în fază dispersată, din cauza concentrării stresului, rezultă cavitație la interfața dintre cauciuc și matrice. Odată ce particulele de cauciuc sunt cavitate, tensiunea hidrostatică din jurul cauciucului este eliberată, iar starea de tensiune a ligamentului subțire al matricei dintre cavități trece de la tridimensională la unidimensională, iar deformarea plană se transformă în tensiune plană, iar această nouă stare de tensiune favorizează formarea benzii de forfecare. Prin urmare, cavitația în sine nu poate constitui o tranziție a materialului de la fragil la rezistentă; aceasta duce doar la o schimbare a stării de tensiune a materialului, ceea ce declanșează cedarea la forfecare, previne extinderea ulterioară a fisurilor și îmbunătățește rezistența materialului.