POE涨价时代，增韧剂应该怎么选怎么用？
龙朴君
聚烯烃人
聚烯烃人
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longpu2017
为聚烯烃创造着，快乐着，骄傲着！
发表于
POE作为目前常用的增韧材料之一，这一动态无疑让改性企业头疼。强度和韧性是两个重要的力学性能指标，因此塑料的增韧改性一直是塑料改性的一大方向，现今通过添加增韧剂仍是材料增韧最直接有效的手段。
那么除了使用弹性体增韧外，还有什么样的选择？
常用的增韧剂可分为活性增韧剂与非活性增韧剂两类，活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团，它能形成网络结构，增加一部分柔性链，从而提高材料的抗冲击性能。
非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相容、但不参与化学反应的增韧剂。
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和尼龙相容性好，主要用于尼龙体系（添加量
5%
左右）
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MBS
（甲基丙烯酸甲酯
-
丁二烯
-
苯乙烯共聚物）
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PC
、
PBT
、
PET
、
ABS
、提高
PC/PBT
合金、
PC/ABS
合金、
PVC
的冲击性能（添加量
5%
左右）
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EPDM-g-MAH
（马来酸酐接枝三元乙丙橡胶）
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PA/PE
、
PA/PP
合金，可大大提高合金的韧性。也用于
PC
、
ABS
、
PET
、
PA
等及其合金材料的相容与增韧（添加量
0.8-5%
）
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主要用于
ABS
、
PC/ABS
增韧等（添加量为
5-20%
）
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PA/PP
，
PA/PE
共混合金的相容剂（添加量
5%
左右）
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POE-g-GMA
（甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚烯烃弹性体）
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PTW
（乙烯
-
丙烯酸丁酯
-
甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物）
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主要用于
PBT
、
PET
、
PC
、
PA
和
PBT/PC
、
PET/PC
等，主要是作为增韧相容剂来使用。
PTW
的主要特性是：
1.
极佳的相容性
2.
极好的增韧效果，特别是低温增韧效果更好。
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PA/PE
、
PA/PP
合金，可大大提高合金的韧性。用于
PC
、
ABS
、
PET
、
PBT
等及其合金材料的相容剂与增韧剂
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用作
PC/PBT
、
PC
、
PET
相容剂、
PC
、
PET
、
PBT
增韧剂（添加量
3-10%
）
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用于
PC
增强增韧、也可用于
PC/ABS
合金相容增韧，添加量
3%
即可
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用于
POM
增韧、性能大于
PU
、流动性好（添加量
5%
左右）
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几乎所有柔性材料都可以作为脆性材料的增韧剂，关键是多相组分之间的相容性，只有具有良好相容性的增韧体系才能达到要求的增韧目的，否则适得其反。
如氯化聚乙烯（CPE）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MBS）、丙烯酸酯类共聚物（ACR）、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）、氢化SBS（SEBS）、POE、EVA等。
如乙丙橡胶（EPR）、EPDM、NBR、NR、SBR、BR、CR等。
此外如采用TPU为增韧剂对PA66进行共混增韧改性，PA66/TPU复合材料缺口冲击强度有大幅度提升提高，复合材料拉伸性能只是轻微下降。当TPU的添加量为5%时，力学性能达到最佳。结晶度下降50%，说明该体系对PA66有明显的增韧效果。
属于核-壳结构聚合物，核为软状弹性体，壳为具有高玻璃化温度的聚合物。如MBS、ACS、MABS等。
属于网状聚合物，其冲击改性是以溶剂化作用机理进行改性，如CPE、EVA等。
（1）无机刚性增韧材料（RIF），主要有超细无机填料和特殊填料。
超细无机填料指粒度在0.1-5μm之间，此类填料的改性效果随填料添加量的增大，共混体系的拉升强度和冲击强度下降平缓、不变或稍有增加，而其他性能继续升高。
特殊填料包括超级纤维（CF）、针状/球状填料、碱土金属盐及稀土矿物等。
超级纤维如碳纤维、硼纤维、石英纤维、有机纤维、碳纳米管及各种晶须等。超级纤维在聚合物中的分散必须采用相对特殊和有针对性的方法。
一般在50-80℃条件下，用硅烷偶联剂或者复合偶联剂处理10-15min，添加量推荐10-15%。没有经过处理的硅灰石不具备增韧效果。
球状填料有玻璃微球、玻璃中空微球、硅灰石珠、塑料珠、陶瓷珠等。
碱土金属盐主要有硫酸钡，填充量在很宽的范围内，填充材料的冲击强度有不同程度地提高，在添加量在60%左右时，冲击强度达到峰值。
稀土矿物主要为稀土氧化物、烷基稀土化合物及稀土盐等，如氧化铷、氟化铈。稀土矿物的增韧机理一般与其成核作用有关，即稀土作为成核剂而改善增韧体系的结晶结构而达到增韧目的。主要用于结晶聚合物的增韧，如PP、PA、POM等。
如PMMA、PP、PS、MMA/S及SAN等。具有增韧和增强的双重功能，增韧与增强效果呈抛物线变化。
高分子材料在受冲击载荷时材料发生破坏（断裂），其韧性大小取决于材料吸收冲击能量大小和抵抗裂纹扩展的能力。那么在聚合物中，增强材料与基体在增韧上是如何起作用的呢？
1.弹性体增韧机理
弹性体直接吸收能量，当试样受到冲击时会产生微裂纹，这时橡胶颗粒跨越裂纹两岸， 裂纹要发展就必须拉伸橡胶，橡胶形变过程中要吸收大量能量，从而提高了塑料的冲击强度。
2.屈服理论
橡胶增韧塑料高冲击强度主要来源于基体树脂发生了很大的屈服形变，基体树脂产生很大屈服形变的原因，是橡胶的热膨胀系数和泊松比均大于塑料的，在成型过程中冷却阶段的热收缩和形变过程中的横向收缩对周围基体产生静水张应力，使基体树脂的自由体积增加，降低其玻璃化转变温度，易于产生塑性形变而提高韧性。另一方面是橡胶粒子的应力集中效应引起的 。
3.裂纹核心理论
橡胶颗粒充作应力集中点，产生了大量小裂纹而不是少量大裂纹，扩展众多的小裂纹比扩展少数大裂纹需要较多的能量。同时，大量小裂纹的应力场相互干扰，减弱了裂纹发展的前沿应力，从而，会减缓裂纹发展并导致裂纹的终止。
4.多重银纹理论
由于增韧塑料中橡胶粒子数目极多，大量的应力集中物引发大量银纹，由此可以耗散大量能量。橡胶粒子还是银纹终止剂，小粒子不能终止银纹。
5.银纹-剪切带理论
这是业内普遍接受的一个重要理论。大量实验表明，聚合物形变机理包括两个过程：一是剪切形变过程，二是银纹化过程。剪切过程包括弥散性的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。剪切形变只是物体形状的改变，分子间的内聚能和物体的密度基本不变。银纹化过程则使物体的密度大大下降。一方面，银纹体中有空洞，说明银纹化造成了材料一定的损伤，是亚微观断裂破坏的先兆；另一方面，银纹在形成、生长过程中消耗了大量能量，约束了裂纹的扩展，使材料的韧性提高，是聚合物增韧的力学机制之一。所以，正确认识银纹化现象，是认识高分子材料变形和断裂过程的核心，是进行共混改性塑料，尤其是增韧塑料设计的关键之一。
6.空穴化理论
空穴化理论是指在低温或高速形变过程中，在三维应力作用下，发生橡胶粒子内部或橡胶粒子与基体界面层的空穴化现象。该理论认为：橡胶改性的塑料在外力作用下，分散相橡胶颗粒由于应力集中，导致橡胶与基体的界面和自身产生空洞，橡胶颗粒一旦被空化，橡胶周围的静水张应力被释放，空洞之间薄的基体韧带的应力状态，从三维变为一维，并将平面应变转化为平面应力，而这种新的应力状态有利于剪切带的形成。因此，空穴化本身不能构成材料的脆韧转变，它只是导致材料应力状态的转变，从而引发剪切屈服，阻止裂纹进一步扩展，提高材料韧性。
各有关单位：
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