PVC抗沖改性劑MBS樹脂
作為PVC主要的抗沖改性劑之一,MBS樹脂既可以在增韌的同時,大限度保持PVC的透明性,同時與其它抗沖改性劑相比,在同等加入量情況下,還可以更大幅度地提升制品的韌性,因而廣泛用于PVC與PBT/PC等工程塑料的加工應(yīng)用過程中。
橡膠增韌塑料的機理
處于玻璃態(tài)的材料(如PVC樹脂)在應(yīng)力作用下引起材料破壞的原因,是材料發(fā)生強迫高彈形變。如果形變部位有雜質(zhì)、填料、空隙、氣泡等結(jié)構(gòu)上的缺陷,應(yīng)力容易在薄弱部位集中,使破裂迅速發(fā)展,導致材料在遠低于理論平均強度時已被破壞。純PVC樹脂屬脆性材料,連續(xù)玻璃相不能阻止在應(yīng)力作用下裂紋的劇烈擴大,后形成缺口和裂紋破裂,故抗沖擊性能差。改善脆性材料的抗沖擊性能,廣泛采用的方法是進行橡膠增韌。從50年代起,人們開始研究材料的橡膠增韌機理,先后提出了各種不同的理論,如能量的直接吸收理論、屈服膨脹理論、裂紋核心理論、銀紋—剪切帶理論及銀紋支化理論等,并不斷發(fā)展和完善,逐步建立起了橡膠增韌機理的初步理論體系。從上述理論得出的兩個重要結(jié)論,一是增韌材料的沖擊強度與體系中橡膠顆粒數(shù)目成指數(shù)函數(shù)關(guān)系;二是要使橡膠顆粒有效地支化銀紋,其直徑不得小于銀紋的厚度,否則會埋入銀紋中而不起作用。
MBS樹脂是在粒子設(shè)計概念基礎(chǔ)上合成的功能高分子材料,是通過乳液接枝聚合制得的三元聚合物,亞微觀形態(tài)上具有典型的核殼結(jié)構(gòu),粒子的核心是經(jīng)過輕度交聯(lián)具有低剪切摸量的丁橡膠核,主要起到提高聚合物沖擊韌性的作用。外殼是乙烯和甲基丙烯酸甲酯接枝形成的硬殼層,殼層中MMA
的主要作用是提高其與PVC 的相容性,使MBS
能夠在PVC機體中均勻分散;St主要是提高MBS樹脂的折光指數(shù)以使MBS擁有與PVC相近的折光指數(shù),故MBS樹脂是典型的粒子分散型增韌改性劑。它與PVC兩相之間是半相容的,即與PVC樹脂具有較好的界面相容性,又在PVC/MBS體系中保持粒子形狀完整。MBS加入量少時,在PVC中分散性良好呈球狀顆粒,形不成分散型“海--島”
結(jié)構(gòu),起不到傳遞沖擊能的作用,材料增韌效果不好。隨著MBS樹脂加入量增加,分散的顆粒逐漸聚結(jié)起來形成海島結(jié)構(gòu)。當材料受到外力沖擊時,
MBS樹脂中的橡膠核是應(yīng)力集中點,使其產(chǎn)生形變,并在周圍誘發(fā)銀紋和剪切帶,通過銀紋和剪切帶分散和吸收沖擊能量,形成了材料從脆性斷裂向韌性斷裂的轉(zhuǎn)變,從而達到增韌目的。