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提高TPE断裂伸长率的建议

2016-11-23 15:46:57 嘉兴市赛腾新材料科技有限公司 阅读
断裂伸长率概念及表述:断裂伸长率是表征材料受外力拉伸伸长变形的能力,通常以阿拉伯数字加%表述。比如,一种材料原始长度是100mm,受外力拉伸,拉伸至300mm时材料断裂,那么该材料的拉伸伸长率就是200%
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断裂伸长率与分子量、聚集态、相结构多少也是有关系的,但是从根本上讲,还是与大分子柔性有关。下面以PP为例说明。
一、与分子量有关,但是大分子柔性已经考虑了分子量因素,分子量大的材料,柔顺性好.分子量本身较小的话,分子发生柔顺变形的机会小。.就像一块小的钢板,你很难使其变形,但是大的钢板自己都忽悠忽悠的,这是尺度变大其刚度下降的类比例子。
二、聚集态也包含在分子柔性里。结晶PP与非晶PP(熔体急冷可得),尽管结晶PP的分子链柔性下降,但是由于其在拉伸时构象变化可逆,仍然可以看成分子柔性相同,这时结晶不结晶不会影响其断裂伸长率的。取向态的PP,如BOPP,断裂伸长率很小,这时它的分子刚性也很大,它绷直了以后缺乏了柔性。多相体系方面,PP与PP+GF,这两个材料的断裂伸长率有很大差别。这是聚集态不同造成的,但其本质就是GF限制了PP分子链的运动性,使PP柔性下降。最后一个非PP体系--PVC。硬PVC没有或很少增塑剂,PVC分子之间范德华力很大,分子链构象受限,分子链柔性差,所以断裂伸长率只有数十个。增塑后的软PVC,则因增塑剂的加入“隔离”了PVC分子链之间的范德华力作用,PVC分子链互相牵制受限的状态被解除(不是完全解除),PVC分子链柔性大大提高,于是断裂伸长率增大到100-500%。这些事例充分说明,无论是基体树脂的聚集态,还是塑料的多相结构,其断裂伸长率的根本影响因素都可以归结为分子链的柔性。
三、为什么分子链的柔性会决定断裂伸长率呢?因为拉伸变形的过程本质上就是一个“消耗”高分子链柔性(构象变化能力)的过程。
相关测试要素;
1. 拉伸速度。塑料属于粘弹性材料,它的应力松弛过程与变形速率密切相关,应力松弛需要一个时间过程。当低速拉伸时,分子链来得及位移重排,呈现韧性行为,则出现为;拉力强度减少,而断裂伸长率增大。高速拉伸时,高分子链段的运动跟不上歪理作用的速度,呈现脆性行为,则出现为;拉伸强度增加,断裂伸长率减少。所以不同品种的塑料拉伸速度的敏感程度不同。硬而脆的塑料对拉伸比较敏感,一般采用较低拉伸速度,韧性对拉伸速度敏感性较小,可以采用较快的拉伸速度。
2. 产品微小的瑕疵。实际上即使是相同材料,不同样条之间的断裂伸长率也是有波动的,因样条内部有缺陷,应力集中物和内部微裂纹导致材料内部变形集中。

3.为获得较高伸长率的TPE材料,TPE的配方,或者说各组分的选择非常重要.一般地,要注意以下几点:

TPE配方体系可变动的空间很大,决定了TPE材料具有较大的断裂伸长率活动空间.通常,不同硬度和物性的TPE材料,断裂伸长率在200~1600%左右。


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