橡胶增韧塑料银纹的引发和支化
化学先生 / 2019-09-18
橡胶颗粒的第个重要一作用就是充当应力集中中心(假定橡胶相与基体有良好的黏结)，诱发大量的银纹，如图4-3所示。
橡胶颗粒的赤道面上会引发大量银纹。橡胶颗粒浓度较大时，由于应力场的相互干扰和重叠，在非赤道面上也能引发大量银纹。引发大量银纹要消耗大量冲击能，因面可提高材料的冲击强度。
橡胶颗粒不但能引发银纹，而且更主要的是还能支化银纹。根据Yoff和Griffith的裂纹动力学理论，裂纹或银纹在介质中扩展的极限速率约为介质中声速的一半。达到极限速率之后，继续发展导致破裂或迅速支化和转向。根据塑料和橡胶的弹性模量可知，银纹在塑料中的极限扩展速率约为620m/s,在橡胶中约为29m/s。
两相结构的橡胶增韧塑料如ABS,在基体中银纹迅速发展，在达到极限速率前碰上橡胶颗粒，扩展速率骤降并立即发生强烈支化，产生更多的新的小银纹，消耗更多的能量，因而使冲击强度进一步提高。每个新生成的小银纹又在塑料基体中扩展。根据Bragaw的计算，这些新银纹要再度达到极限扩展速率(约620m/s)只需在塑料基体中有大约5μm的加速距离，然后再遇到橡胶颗粒并支化，如图4-4所示。这一估算为确定橡胶颗粒之间最佳距离和橡胶的最佳用量提供了重要依据。
这种反复支化的结果是增加能量的吸收并降低每个银纹的前沿应力而使银纹易于总止。
由于银纹接近橡胶颗粒时速率大致为620m/s,一个半径为100nm的裂纹或银纹，相当于10的9次方Hz作用频率所产生的影响。根据时温等效原理，按频率每增加10倍，Tg提高6~7°C估算，这时橡胶相的T.提高60°C左右，所以橡胶相的Tg要比室温低40~60°C才能有显著的增韧效应。一般橡胶的Tg在一40C以下为好，在选择橡胶时，这是必须充分考虑的一个方面。
另外，如图4-2所示，橡胶大分子链跨越裂纹或银纹两岸而形成桥接，从而提高其强度，延缓其发展，这也是提高冲击强度的一个因素。
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