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七大方法提高TPE断裂伸长率
发布时间:2015-11-18 丨 阅读次数:2806


 断裂伸长率指材料受外力(应力)作用断裂时,试棒伸长的长度与原来长度的百分比。这个指标是表征材料韧性的参数,可初步判断一种材料是脆性还是韧性。一般韧性材料断裂伸长率比脆性材料大很多。

 

 
        断裂伸长率是大是小,取决于基体树脂分子链的柔性。如PE, PP的分子链都是柔性分子,断裂伸长率都是500以上,当然如果加入很多粒径细的滑石粉,聚合物分子会受到填料对其构象变化的限制,从而导致伸长率降低至几十个。玻纤增强PP的伸长率常有几个。PC/PBT这种材料,韧性可以较高,也是高抗冲材料,但是PC, PBT都是分子链比较刚性的,形变率并不大。所以,冲击强度和断裂伸长率不是简单的正比关系,只有两种材料的结构类似时才可以通过冲击强度比较断裂伸长率。
 
        断裂伸长率与分子量、聚集态、相结构多少也是有关系的,但是从根本上讲,还是与大分子柔性有关。下面以PP为例说明。
 

 
        ①有很多人认为与分子量有关,没错,但是大分子柔性己经考虑了分子量因素,分子量大的分子柔性大。就像一块小的钢板,你很难使其变形,但是大的钢板自己都忽悠忽悠的,这是尺度变大其刚度下降的类比例子。身材苗条的姑娘显得婀娜多姿也是同样道理。
 
        ②聚集态也包含在分子柔性里。结晶PP与非晶PP(熔体急冷可得),尽管结晶PP的分子链柔性下降,但是由于其在拉伸时构象变化可逆,仍然可以看成分子柔性相同,这时结晶不结晶不会影响其断裂伸长率的。取向态的PP,如BOPP,断裂伸长率很小,这时它的分子刚性也很大,它绷直了以后缺乏了柔性.多相体系方面,PP与PP+GF,这两个材料的断裂伸长率有很大差别。你可以说这是聚集态不同造成的,但其本质就是GF限制了PP分子链的运动性,使PP柔性下降。最后说一个非PP体系-PVC.硬PVC没有或很少增塑剂,PVC分子之间范德华力很大,分子链构象受限,分子链柔性差,所以断裂伸长率只有数十个。增塑后的软PVC,则因增塑剂的加入“隔离”了PVC分子链之间的范德华力作用,PVC分子链互相牵制受限的状态被解除(不是完全解除),PVC分子链柔性大大提高,于是断裂伸长率增加到100-500%。这些事例充分说明,无论是基体树脂的聚集态,还是塑料的多相结构,其断裂伸长率的根本影响因素都可以归结为分子链的柔性。
 
        ③为什么分子链的柔性会决定断裂伸长率呢?因为拉伸变形的过程本质上就是一个“消耗一高分子链柔性(构象变化能力)的过程。
从此我们可以大致了解一些提高TPE断裂伸长率的方法。
 
1)选择PP共聚;
2)选择分子量较大的SEBS、SBS;
3)填充相对较多的白油;
4)可以部分配合聚烯烃弹性体,如POE、POP等;
5)选择合适的相容剂;
6)增加一定润滑剂比例,推荐聚硅氧烷类润滑剂,最好有一定极性的。
7)相对减少填料的加入。