Как улучшить механические свойства наполненного пластика#Пластиковые гранулы#Экструдер для пластика#Пеллетирование эластомера

Добавление наполнителей может привести к хорошим изменениям механических свойств матричной смолы, но может также иметь и отрицательные эффекты. Механические свойства наполненных пластиков в основном включают модуль упругости, прочность на растяжение, удлинение при разрыве, ударную вязкость, прочность на изгиб и т. д.

Модуль упругости

Как правило, модуль упругости смолы низкий. Даже полиэстер и полиамид с более высоким модулем упругости составляют всего 2.5% - 10% от модуля упругости металла. Модуль упругости наполнителей во много раз больше модуля упругости полимеры, поэтому добавление наполнителей увеличит модуль упругости наполненных пластиков.

В общем, наполнители с крупными частицами будут меньше увеличивать модуль упругости системы наполнения. Однако, когда вертикальные и горизонтальные размеры частиц наполнителя относительно велики, например, хлопьевидные и волокнистые наполнители, модуль упругости системы наполнения значительно увеличится.

Предел прочности на разрыв

В наполненных пластиках наполнитель представляет собой дисперсную фазу, которая разделена на непрерывную фазу, состоящую из матричной смолы. Площадь матричной смолы на силовом сечении должна быть меньше, чем у материала, состоящего из чистой смолы. Под действием внешней силы матричная смола легко удаляется с поверхности частиц наполнителя. Разрывается, поэтому прочность на разрыв наполненного пластика ниже, чем у системы чистой смолы.

Под действием растягивающего напряжения матрица отрывается от поверхности частиц наполнителя, создавая крошечные полости. Воздух в полостях имеет другой показатель преломления, чем окружающий материал, и цвет материала будет казаться белее исходного материала, что является явлением побеления под действием напряжения. Чем больше размер частиц наполнителя, тем меньше вероятность того, что частицы будут деформироваться вместе с матричной смолой, и тем более очевидным будет явление побеления под действием напряжения.

Однако не все системы наполнения имеют более низкую прочность на разрыв, чем матричная смола. Сверхтонкий наполнитель с обработанной поверхностью увеличивает площадь контакта между наполнителем и смолой и улучшает адгезию между наполнителем и матричной смолой. Под действием растягивающего напряжения наполнитель Частицы могут перемещаться и деформироваться вместе с матричной смолой, что увеличивает эффективное поперечное сечение, чтобы выдерживать внешние нагрузки, и значительно улучшает прочность на разрыв системы наполнения, даже выше, чем прочность на разрыв матрицы. Адгезия между полиэтиленом и наполнителями плохая, но при растяжении матрицы она может ориентироваться вокруг частиц наполнителя, поэтому большинство наполнителей могут увеличить прочность на разрыв полиэтилена. Кроме того, чешуйчатые или волокнистые наполнители с высокой площадью поверхности также могут значительно улучшить прочность на разрыв заполненной системы.

Относительное удлинение при разрыве

Поскольку большинство наполнителей, особенно неорганические минеральные наполнители, сами по себе являются жесткими и не деформируются под действием внешних сил, удлинение при разрыве наполненных пластиков уменьшилось. Однако в ходе испытания было обнаружено, что при дозировке наполнителя менее 5% и малом размере частиц наполнителя удлинение при разрыве наполненного пластика иногда выше, чем удлинение при разрыве самой матричной смолы. Это может быть связано с низкой концентрацией. Это происходит потому, что мелкие частицы наполнителя могут перемещаться вместе с матрицей. Количество наполнителя одинаково, чем меньше размер частиц наполнителя, тем выше удлинение при разрыве.

Прочность на изгиб

Прочность на изгиб наполненных пластиков уменьшается с увеличением содержания наполнителя. Пластинчатые наполнители или наполнители, модифицированные связующими агентами, могут улучшить прочность на изгиб наполненных пластиков.

Постоянная деформация влияет на размерную стабильность пластиковых изделий. Наличие наполнителей снижает постоянную деформацию наполненного пластика.

Сила удара

Ударная вязкость является важным показателем эффективности пластиковые материалы. В матрице частицы наполнителя склонны к концентрации напряжений. В то же время жесткий наполнитель не будет деформироваться при напряжении, то есть он не может прекращать трещины или производить серебряные трещины для поглощения энергии удара. Поэтому хрупкость наполненного пластика увеличивается, а ударопрочность уменьшается. Это также Модификация наполнителя играет важную роль в получении множественных преимуществ при ухудшении свойств материала.

Вообще говоря, когда объем наполнения большой, это влияет на непрерывность матрицы и образует много точек концентрации напряжений, что снижает ударопрочность наполненного пластика; прочность связи между наполнителем и матрицей высока, что может улучшить ударопрочность; поскольку волокнистый наполнитель может Ударное напряжение распределяется по большей площади перпендикулярно ударному напряжению, поэтому ударопрочность армированных волокном пластиков может быть улучшена; добавление резины или термопластичного эластомера в пластик для повышения ударной вязкости пластика путем смешивания может улучшить ударопрочность. Теория упрочнения жесткими частицами, разработанная в последние годы, полагает, что использование неэластомерных частиц может улучшить ударопрочность материала, не жертвуя модулем упругости материала.

Прочность на разрыв и прочность на сжатие

Прочность на разрыв в основном касается пленок и листов. Она определяется расширением трещин. Поверхностная обработка наполнителей необходима для улучшения сцепления наполнителей с полимерами.

Поверхностная обработка наполнителей также может помочь улучшить прочность материала на сжатие. Заполнение гибкими наполнителями, такими как древесный порошок, приведет к снижению прочности материала на сжатие. В термопластиках добавление наполнителей с малым соотношением сторон может повысить прочность на сжатие.