Giá POE lại tăng?

Là một trong những vật liệu tôi luyện thường được sử dụng, động lực này chắc chắn khiến các công ty sửa đổi đau đầu. Độ bền và độ dẻo dai là hai chỉ số hiệu suất cơ học quan trọng, vì vậy sửa đổi tôi luyện nhựa đã là một hướng chính của sửa đổi nhựa, và ngày nay bằng cách thêm chất làm cứng vẫn là phương tiện trực tiếp và hiệu quả nhất để làm cứng vật liệu.

Vậy ngoài việc sử dụng elastomer toughening, còn có những lựa chọn nào khác? Hôm nay tôi sẽ đưa bạn đến với việc sắp xếp, sửa đổi độ bền, những ý tưởng khả thi là gì.

Các chất làm cứng thông dụng có thể được chia thành hai loại: chất làm cứng hoạt động và chất làm cứng không hoạt động. là những chất có chuỗi phân tử chứa các nhóm hoạt động có thể phản ứng với nhựa nền, có thể tạo thành cấu trúc mạng và tăng một phần Chất làm cứng không phản ứng là một loại chất làm cứng tương thích tốt với nhựa nền, nhưng không tham gia vào phản ứng hóa học.

Vật liệu gia cường đàn hồi

Hầu như tất cả các vật liệu mềm dẻo đều có thể được sử dụng làm chất làm cứng cho vật liệu giòn, điều quan trọng là tính tương thích giữa các thành phần nhiều pha, chỉ có hệ thống làm cứng tương thích tốt mới đạt được mục đích làm cứng cần thiết, nếu không thì sẽ phản tác dụng. Các chất làm cứng đàn hồi thường được sử dụng được phân loại theo nhiệt độ chuyển thủy tinh cao hay thấp.

(1) Nhựa có khả năng chịu va đập cao
Chẳng hạn như polyethylene clo hóa (CPE), đồng trùng hợp metyl metacrylat-butadien-styren (MBS), đồng trùng hợp acrylat (ACR), đồng trùng hợp khối styren-butadien (SBS), SBS hydro hóa (SEBS), POE, EVA, v.v.
(2) Cao su chịu va đập cao
Chẳng hạn như cao su etylen propylen (EPR), EPDM, NBR, NR, SBR, BR, CR, v.v.
Ngoài ra, nếu sử dụng TPU làm chất làm cứng cho PA66, độ bền va đập khía của vật liệu composite PA66/TPU được cải thiện đáng kể và tính chất kéo của vật liệu composite chỉ giảm nhẹ. Tính chất cơ học đạt tốt nhất khi lượng TPU bổ sung là 5%. Độ kết tinh giảm 50%, cho thấy hệ thống có tác dụng làm cứng rõ ràng đối với PA66.

Phân loại theo cấu trúc bên trong của chất đàn hồi.

(1) Lớp đàn hồi được xác định trước
Chúng là polyme có cấu trúc lõi-vỏ, với lõi đàn hồi mềm và polyme có vỏ nhiệt độ chuyển thủy tinh cao. Chẳng hạn như MBS, ACS, MABS, v.v.
(2) Lớp đàn hồi không xác định trước
Đây là một loại polyme thuần và khả năng biến đổi tác động của nó được biến đổi nhờ cơ chế tác động của dung môi, chẳng hạn như CPE, EVA, v.v.
(3) Lớp đàn hồi chuyển tiếp

Cấu trúc nằm giữa chất đàn hồi được xác định trước và không được xác định trước, chẳng hạn như ABS, v.v.

Vật liệu cứng được gia cường

Vật liệu gia cường cứng vô cơ (RIF), chủ yếu là chất độn vô cơ siêu mịn và chất độn đặc biệt.

Chất độn vô cơ siêu mịn là loại hạt có kích thước từ 0.1-5μm, hiệu ứng biến tính của chất độn này khi tăng lượng chất độn thêm vào, độ bền kéo và độ bền va đập của hệ thống pha trộn giảm dần, không đổi hoặc tăng nhẹ, trong khi các tính chất khác vẫn tiếp tục tăng.

Các chất độn đặc biệt bao gồm sợi siêu bền (CF), chất độn hình kim/hình cầu, muối kim loại kiềm thổ và khoáng chất đất hiếm, v.v.

Các loại sợi siêu mịn như sợi carbon, sợi boron, sợi thạch anh, sợi hữu cơ, ống nano carbon và nhiều loại sợi ria mép. Việc phân tán các sợi siêu mịn trong polyme phải được thực hiện bằng các phương pháp tương đối cụ thể và có mục tiêu.

Chất độn dạng kim như wollastonite dạng kim, có tác dụng làm cứng nhất định.

Nói chung, nó được xử lý bằng tác nhân liên kết silane hoặc tác nhân liên kết hợp chất trong 10-15 phút ở 50-80℃ và lượng bổ sung được khuyến nghị là 10-15%. Wollastonite không được xử lý sẽ không có tác dụng làm cứng.
Các chất độn hình cầu bao gồm các vi cầu thủy tinh, vi cầu rỗng thủy tinh, hạt wollastonite, hạt nhựa, hạt gốm, v.v.

Muối kim loại kiềm thổ chủ yếu bao gồm bari sunfat, lượng pha trộn trong phạm vi rộng, cường độ va đập của vật liệu pha trộn có các mức độ cải thiện khác nhau, khi bổ sung khoảng 60%, cường độ va đập đạt đỉnh.
Khoáng vật đất hiếm chủ yếu là oxit đất hiếm, hợp chất đất hiếm alkyl và muối đất hiếm, chẳng hạn như oxit rubidi và xeri florua. Cơ chế làm cứng của khoáng vật đất hiếm thường liên quan đến quá trình hình thành hạt nhân của chúng, tức là đất hiếm được sử dụng làm tác nhân tạo hạt nhân để cải thiện cấu trúc tinh thể của hệ thống làm cứng và đạt được mục đích làm cứng. Chủ yếu được sử dụng trong quá trình làm cứng polyme tinh thể, chẳng hạn như PP, PA, POM, v.v.

(2) Vật liệu hữu cơ cứng và bền (ROF)
NhưPMMA, PP, PS, MMA/S và SAN, v.v. Với chức năng kép là làm cứng và gia cường, hiệu ứng làm cứng và gia cường là parabol.

Nguyên lý làm cứng
Khi vật liệu polyme chịu tải trọng va đập khi vật liệu bị hư hỏng (gãy), độ dẻo dai của nó phụ thuộc vào độ lớn của năng lượng va đập mà vật liệu hấp thụ và khả năng chống lại sự giãn nở vết nứt của nó. Vậy vật liệu gia cố và ma trận đóng vai trò như thế nào trong việc làm cứng polyme?

1. Cơ chế làm cứng đàn hồi

Chất đàn hồi hấp thụ trực tiếp năng lượng, khi mẫu vật bị va đập sẽ tạo ra các vết nứt nhỏ, khi các hạt cao su ở hai bên bờ vết nứt, vết nứt phát triển phải kéo căng cao su, quá trình biến dạng cao su hấp thụ rất nhiều năng lượng, do đó làm tăng cường độ va đập của nhựa.

2. Lý thuyết năng suất

Nhựa cường lực cao su có độ bền va đập cao chủ yếu đến từ biến dạng giới hạn chảy của nhựa ma trận xảy ra rất nhiều, biến dạng giới hạn chảy của nhựa ma trận lý do là hệ số giãn nở nhiệt và tỷ số Poisson của cao su lớn hơn nhựa, giai đoạn làm mát trong quá trình đúc của quá trình co ngót nhiệt và biến dạng của quá trình co ngót ngang của ứng suất kéo thủy tĩnh của ma trận xung quanh, do đó thể tích tự do của nhựa ma trận tăng lên, làm giảm nhiệt độ chuyển thủy tinh của nó, dễ tạo ra biến dạng dẻo và cải thiện độ dẻo dai. Dễ tạo ra biến dạng dẻo và cải thiện độ dẻo dai. Mặt khác, nó là do hiệu ứng tập trung ứng suất của các hạt cao su.

3. Bẻ gãy lý thuyết cốt lõi

Các hạt cao su hoạt động như các điểm tập trung ứng suất, tạo ra một số lượng lớn các vết nứt nhỏ thay vì một vài vết nứt lớn và cần nhiều năng lượng hơn để mở rộng nhiều vết nứt nhỏ hơn là mở rộng một vài vết nứt lớn. Đồng thời, các trường ứng suất của một số lượng lớn các vết nứt nhỏ giao thoa với nhau, làm suy yếu các ứng suất chính cho sự phát triển vết nứt, đến lượt nó, làm chậm sự phát triển vết nứt và dẫn đến sự chấm dứt của các vết nứt.

4. Lý thuyết mô hình bạc đa dạng

Do số lượng hạt cao su cực lớn trong nhựa cường lực, số lượng lớn các hạt ứng suất tập trung kích hoạt một số lượng lớn các hoa văn bạc, có thể tiêu tán một lượng lớn năng lượng. Các hạt cao su cũng là chất kết thúc sọc bạc, và các hạt nhỏ không thể kết thúc sọc bạc.

5. Lý thuyết dải cắt sọc bạc

Đây là một lý thuyết quan trọng được chấp nhận rộng rãi trong ngành. Nhiều thí nghiệm đã chỉ ra rằng cơ chế biến dạng polyme bao gồm hai quá trình: một là quá trình biến dạng cắt và quá trình còn lại là quá trình gợn sóng bạc. Quá trình cắt bao gồm cả biến dạng kéo cắt khuếch tán và sự hình thành các dải cắt cục bộ. Biến dạng cắt chỉ là sự thay đổi hình dạng của vật thể, năng lượng kết dính giữa các phân tử và mật độ của vật thể về cơ bản không thay đổi. Mặt khác, quá trình sọc bạc làm cho mật độ của vật thể giảm đáng kể. Một mặt, có các lỗ rỗng trong thân hạt bạc, cho thấy quá trình tạo hạt bạc đã gây ra một số thiệt hại nhất định cho vật liệu, đây là tiền thân của thiệt hại gãy dưới vi mô; mặt khác, hạt bạc tiêu thụ rất nhiều năng lượng trong quá trình hình thành và phát triển, giúp hạn chế sự mở rộng của các vết nứt và cải thiện độ dẻo dai của vật liệu, đây là một trong những cơ chế cơ học của quá trình tôi luyện polyme. Do đó, hiểu đúng về hiện tượng sọc bạc là cốt lõi để hiểu quá trình biến dạng và gãy của vật liệu polyme, đồng thời là một trong những chìa khóa để thực hiện thiết kế nhựa biến tính pha trộn, đặc biệt là nhựa cường lực.

6. Thuyết xâm thực

Lý thuyết về hiện tượng tạo bọt khí bên trong các hạt cao su hoặc tại lớp giao diện giữa các hạt cao su và chất nền dưới tác động của ứng suất ba chiều trong quá trình biến dạng ở nhiệt độ thấp hoặc tốc độ cao. Lý thuyết cho rằng: nhựa biến tính cao su dưới tác động của ngoại lực, các hạt cao su pha phân tán do ứng suất tập trung, dẫn đến giao diện giữa cao su và ma trận và chính nó tạo ra hiện tượng tạo bọt khí, một khi các hạt cao su bị tạo bọt khí, ứng suất kéo thủy tĩnh xung quanh cao su được giải phóng, trạng thái ứng suất của dây chằng ma trận mỏng giữa các khoang, từ ba chiều thành một chiều và biến dạng phẳng thành ứng suất phẳng, và trạng thái ứng suất mới này có lợi cho sự hình thành dải cắt. Do đó, bản thân hiện tượng tạo bọt khí không thể tạo thành quá trình chuyển đổi giòn-dẻo của vật liệu; nó chỉ dẫn đến sự thay đổi trạng thái ứng suất của vật liệu, kích hoạt quá trình cắt, ngăn ngừa sự mở rộng vết nứt thêm và cải thiện độ dẻo dai của vật liệu.