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彈性體增韌,揭秘材料如何“變強”!
2024-11-07
在化工行業(yè)中,彈性體作為一類重要的高分子材料,因其獨特的性能而備受關注。其中,熱塑性彈性體更是因其可塑性和橡膠特性的完美結合,成為眾多領域中的首選材料。
熱塑性彈性體,顧名思義,就是在加熱到一定溫度后可以塑造,并且具有多次加熱、多次塑造的特性。這種材料不僅擁有橡膠般的彈性和使用性能,還具備熱塑性塑料的加工便捷性和可回收性。它就像一座橋梁,連接了塑料和橡膠兩大領域。熱塑性彈性體的種類繁多,包括氫化乙烯-丁烯膠、聚酰胺、乙酸乙烯、聚烯烴、聚氨酯等,每一種都有其獨特的應用領域和優(yōu)勢。
據(jù)了解,彈性體在增強增韌聚合物方面發(fā)揮著重要作用。其中,能量的直接吸收理論、裂紋核心理論以及銀紋-剪切帶理論是解釋這一作用的主要機理。當材料受到拉伸或沖擊時,彈性體能夠吸收大量能量,從而提高材料的強度。同時,彈性體還能作為應力集中點,產(chǎn)生大量小裂紋,這些小裂紋的擴展需要更多能量,并且能夠相互干擾,減弱裂紋發(fā)展的前沿應力,從而緩解或終止裂紋的發(fā)展。
特別值得一提的是銀紋-剪切帶理論。這一理論認為,彈性體增韌的主要原因是銀紋和剪切帶的大量產(chǎn)生以及它們之間的相互作用。銀紋是聚合物在應力作用下產(chǎn)生的一種發(fā)白現(xiàn)象,而剪切帶則是材料在應力集中時產(chǎn)生的一種局部剪切形變。彈性體顆粒在材料中充當應力集中中心,誘發(fā)大量銀紋與剪切帶,這些銀紋與剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展需要消耗大量能量,從而提高材料的韌性。同時,彈性體顆粒還能控制銀紋的發(fā)展,及時終止銀紋,防止其發(fā)展成破壞性的裂紋。
然而,銀紋-剪切帶理論也存在一定的缺陷。它忽視了基體連續(xù)相與彈性體分散相之間的作用問題。實際上,聚合物多相體系的界面性質對聚合物材料性能有著至關重要的影響。因此,在研究彈性體增韌聚合物的過程中,還需要進一步深入探索基體與彈性體之間的相互作用機制,以更好地理解和優(yōu)化彈性體的增韌效果。
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