pp出现剪切带的原因

塑料韧性的性能表征

刚性越大材料越不容易发生形变，韧性越大则越容易发生形变

韧性与刚性相对，是反映物体形变难易程度的一个属性，刚性越大材料越不容易发生形变，韧性越大则越容易发生形变。通常，刚性越大，材料的硬度、拉伸强度、拉伸模量（杨氏模量）、弯曲强度、弯曲模量均较大；反之，韧性越大，断裂伸长率和冲击强度就越大。冲击强度表现为样条或制件承受冲击的强度，通常泛指样条在产生破裂前所吸收的能量。冲击强度随样条形态、试验方法及试样条件表现不同的值，因此不能归为材料的基本性质。

不同的冲击试验方法所得到的结果是不能进行比较的

冲击试验的方法很多，依据试验温度分：有常温冲击、低温冲击和高温冲击三种；依据试样受力状态，可分为弯曲冲击-简支梁和悬臂梁冲击、拉伸冲击、扭转冲击和剪切冲击；依据采用的能量和冲击次数，可分为大能量的一次冲击和小能量的多次冲击试验。不同材料或不同用途可选择不同的冲击试验方法，并得到不同的结果，这些结果是不能进行比较的。

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塑料增韧机理及影响因素

1银纹-剪切带理论

在橡胶增韧塑料的共混体系中，橡胶颗粒的作用主要有两个方面：一方面，作为应力集中的中心，诱发基体产生大量的银纹和剪切带；另一方面，控制银纹的发展使银纹及时终止而不致发展成破坏性的裂纹。

银纹末端的应力场可以诱发剪切带而使银纹终止。当银纹扩展到剪切带时也会阻止银纹的发展。在材料受到应力作用时大量的银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量，从而使得材料的韧性提高。银纹化宏观表现为应力白发现象，而剪切带则与细颈产生相关，其在不同塑料基体中表现不同。

例如，HIPS基体韧性较小，银纹化，应力发白，银纹化体积增加，横向尺寸基本不变，拉伸无细颈；增韧PVC，基体韧性大，屈服主要由剪切带造成，有细颈，无应力发白；HIPS/PPO，银纹、剪切带都占有相当比例，细颈和应力发白现象同时产生。

2影响塑料增韧效果的因素主要有三点

（1）基体树脂的特性

研究表明，提高基体树脂的韧性有利于提高增韧塑料的增韧效果，提高基体树脂的韧性可通过以下途径实现：

·增大基体树脂的分子量，使分子量分布变得窄小；

·通过控制是否结晶以及结晶度、晶体尺寸和晶型等提高韧性。例如，PP中加入成核剂提高结晶速率，细化晶粒，从而提高断裂韧性；

（2）增韧剂的特性和用量

A. 增韧剂分散相粒径的影响——对于弹性体增韧塑料，基体树脂的特性不同，弹性体分散相粒径的最佳值也不相同。例如，HIPS中橡胶粒径最佳值为0.8-1.3μm，ABS最佳粒径为0.3μm左右，PVC改性的ABS其最佳粒径为0.1μm左右。

B. 增韧剂用量的影响——增韧剂的加入量存在一个最佳值，这与粒子间距参数有关；

C. 增韧剂玻璃化转变温度的影响——一般弹性体的玻璃化温度越低，增韧效果越好；

在橡胶增韧塑料中，影响冲击强度的因素可从基体特性、橡胶相尺寸和数量及相间黏合力三个方面来考虑。

  (1)树脂基体的影响   增加基体树脂的分子量 及韧性可提高冲击强度。基体韧性较大的增韧塑料如ABS增韧的PVC。由于银纹和剪切带的相互作用。橡胶组分的含量存在最佳值，如图4-11 所示。

  基体树脂与橡胶相之同应有适中的互溶性。 互溶性过小，相间黏合力不足:互溶性过大，橡胶颗粒太小，甚至形成均相体系，这都不利于冲击强度的提高，如图4-12所示。

  (2)橡胶含量的影响    在橡胶颗粒尺寸一定的情况下，在一定范围内橡胶含量增大，橡胶粒子数增多，引发银纹、终止银纹的速率相应增大，有利于材料冲击强度的提高。同时各个橡胶粒子周围的应力场发生相互作用更有利于银纹的引发，对材料的冲击韧性提高也有利，但橡胶含量并非越大越好。如上一节所述，对韧性较大的基体，橡胶含量往往存在极大值。过多的橡胶含量不仅不会提高材料的韧性，还会影响材料的其他力学性能，如强度、模量的大幅度下降，所以，共混物中的橡胶含量通常都有一个最佳值。

  (3) 橡胶颗粒尺寸的影响    橡胶颗粒 直径对材料韧性的影响也存在最佳值。对不同的品种，最佳值亦不同，这主要决定于基体树脂的特性。橡胶颗粒过小时起不到终止银纹的作用过大时引发银纹的数量太少，这都不利于冲击强度的提高。在聚苯乙烯中银纹的厚度约为0.9~2.8μm,故HIPS中橡胶颗粒的最佳直径为1~ 10μm,粒径过小时会被银纹“吞没”而起不到终止银纹的作用。基体不同时银纹尺寸亦不同，所以橡胶的最隹粒径也有差异，对一定的增韧体系，橡胶颗粒大小存在一个临界尺寸，小于此尺寸，橡胶起不到增韧作用，例如HIPS的临界尺寸为0.8μm, ABS为0.4μm,而增韧PVC为0.2μm. 由这儿个数据可见，塑料基体的韧性越好，临界尺寸越小。

  橡胶颗粒的粒径分布亦有影响。由于大粒径颗粒对引发银纹有利，小颗粒对引发剪切带有利，所以粒径分布存在最佳状态。

  橡胶相玻璃化转变温度的影响    一般面言，橡胶相的玻璃化温度越低，增韧效果越好。通常，橡胶相的Tg应在-40°C以下， 对橡胶增韧塑料休系面言，在高速冲击负荷作用下，橡胶粒子应能充分发生松弛变形，才能有效地引发银纹或剪切带，吸收冲击能。但在高速负荷的作用下，橡胶相的Tg会显著升高。如果橡胶在静态下的Tg不太低，则在冲击力作用下有可能使橡胶粒处于教璃态，因此就不能发挥橡胶弹性粒子吸收冲击能的作用。因此，要使橡胶相在常F发挥有效的增韧作用，其Tg至少应比室温低40-60°C.换言之，一般橡胶的Tg在-40°C以下为好。

  (5)橡胶颗粒结构的影响    在HIPS体系中，橡胶分散相颗粒中还含有大量的PS包容物，这种特殊结构的橡胶粒子，比一般橡胶粒子有着更强化的增韧效果。蜂窝状橡胶颗粒除了起着增大橡胶相体积分数的作用外，更重要的是在受力形变过程中和一股粒子有着完全不同的情况。有大量包容物PS的橡胶粒子，在外力作用下被拉长，而其内部的PS由于模量较高，不易相应变形，因而橡胶颗粒发生局部“微纤化”。分散相中的橡胶分子被PS的小微区隔开，橡胶微纤化后，不会产生大的空洞，对于无包容物的橡胶颗粒，在外力作用下，整个粒子被拉长的同时，横向会发生明显的收缩。处于橡胶颗粒表面的PS不可能马上发生相应的形变，导致橡胶粒子外层和PS之间产生空洞，大大影响橡胶的增韧效果。因此，在HIPS体系中应尽量减少无包容物的颗粒。

  对ABS的研究结果证实，粒子自身形态(有无包容物)对增韧作用的影响不如HIPS那么明显。这与ABS的基体(SAN) 银纹化形成的微纤强度高有关。ABS形变过程中尽管也会产生空洞，但不会使银纹破裂。

  此外，橡胶的交联程度对增韧作用也有很大影响，也存在最适宜的范围。交联度过大，橡胶相模量过高，难以发挥增韧作用，交联度过小，在加工中，橡胶颗粒易变形破碎，也不利于发挥增韧效能。橡胶相的最佳交联度通常是通过实验确定的。

  (6) 橡胶相与基体树脂之间黏合力的影响    只有当两相之间有良好的黏合力时，橡胶相才能有效地发挥作用。为增加两相之间的黏合力，可采用接枝共聚共混或嵌段共聚共混的方法，所生成的共聚物起增容剂的作用，可大大提高冲击强度。直接添加增容剂同样能有效提高体系的冲击强度。