橡胶增韧塑料空穴作用

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橡胶增韧塑料空穴作用

化学先生 / 2019-09-18

在冲击应力作用下，橡胶颗粒将发生空穴化作用(cavitation)，这种空穴化作用将裂纹或银纹尖端区基体中的三轴应力转变成平面剪切应力，从而引发剪切带，有利于冲击强度的提高，如图4-8 所示。空穴化即在橡胶颗粒内或其表面产生大量微孔，微孔的直径为纳米级。这些微孔的产生使橡胶颗粒体积增加并引起橡胶颗粒周围基体的剪切屈服，释放颗粒内因分子取向和剪切而产生的静压力及颗粒周围的热应力，使基体中的三轴应力转变为平面应力而使其剪切屈服。形成空穴本身并非能量吸收的主要部分，主要部分是因空穴化而发生的塑性屈服。

应当指出，在裂纹或银纹尖端应力发白区产生的空穴并非随机的，而是结构化即存在一定的阵列，每个阵列的厚度约为1~4个空穴化橡胶颗粒，长度约为8 ~35个颗粒，如图4-9所示。

空穴化阵列是由橡胶颗粒链产生和发展面形成的。在这种颗粒链中，颗粒之间的间隔大约为0.05μm左右。空穴化改变了局部应力状态，使颗粒体积增大，在基体中形成小的塑性区，此过程反复进行，最终产生大的塑性形变(屈服形变)。

由橡胶颗粒链产生空穴化阵列，这意味着在共混过程中混合过分得均匀并不一定好，而应保持橡胶颗粒的一定聚集结构。例如，以ABS增韧PVC时，混炼的均匀程度与温度有关，混炼温度越高，体系越均匀。采用140°C、160°C 和185°C三个混炼温度，共混物的混合均匀程度依次增大，而带缺口Charpy冲击强度却依次下降，分别为42kJ/m2、26kJ/m2 和8kJ/m2。表明橡胶颗粒分散的某种不均匀会提高材料的冲击强度。

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