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橡胶颗粒的作用是什么? 1

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橡胶颗粒在材料中起着重要作用,其中之一是充当应力集中中心,诱发大量的银纹。

橡胶颗粒的赤道面上会引发大量银纹。当橡胶颗粒浓度较大时,非赤道面上也能引发大量银纹。这种现象可以提高材料的冲击强度。

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橡胶颗粒不仅能引发银纹,还能支化银纹。根据裂纹动力学理论,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。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,但当碰上橡胶颗粒时,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,从而提高冲击强度。这些新银纹在塑料基体中扩展。根据计算,这些新银纹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。

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,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。因此,橡胶相的Tg要比室温低40~60°C才能有显著的增韧效应。

此外,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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