增韧剂是具有降低复合材料脆性和提高复合材料抗冲击性能的一类助剂。可分为活性增韧剂与非活性增韧剂两类,活性增韧剂是指其分子链上含有能与基体树脂反应的活性基团,它能形成网络结构,增加一部分柔性链,从而提高复合材料的抗冲击性能。非活性增韧剂则是一类与基体树脂很好相溶、但不参与化学反应的增韧剂。增韧剂用的比较多的弹性体,吸收冲击的能量。普通弹性体只是简单吸收能量,没有和材料结合成一体,所以效果一般,好的增韧剂如长汇相容型增韧剂是弹性体加上接枝相容体系,更有效传递能量,提高了冲击强度,增韧效果显著。同时极性强,拉伸强度高,不象普通弹性体对材料的强度和模量有大的影响。
(一) 普通弹性体增韧剂:
1. 乙丙橡胶(EPR)
乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体原料,采用有机金属催化剂,在溶液状态下共聚而成的无定形橡胶。根据是否加入非共轭二烯类作为不饱和的第三单体,乙丙橡胶又可分为二元共聚物和三元共聚物两大类。通常丙烯的含量约为40%-60%左右,第三单体的含量约为2%-5%,平均分子量25万以上,且分布较宽。 乙丙橡胶中由于引入的丙烯以无定型排列,破坏了原来的聚乙烯结晶,因而成为不规整共聚非结晶橡胶,同时又保留了聚乙烯的某些特性。二元乙丙橡胶在分子链上没有双键,成为饱和状态,因而构成丁该橡胶的独特性能。三元乙丙橡胶虽然引进了少量不饱和基因但双键处于侧链上,因此基本性能无多大差异。乙丙橡胶基本上是一种饱和的高分子化合物,分子内没有极性取代基,链节比较柔顺。它的抗臭氧性、耐候性、耐老化性在通用橡胶中是最好的,其电绝缘性、耐化学品性和抗冲击性都较好。
乙丙橡胶是常用的增韧剂之一,在聚乙烯中的用量高达40%。
2. 聚丁二烯橡胶(BB)
聚丁二烯橡胶是以丁二烯为单体,采用不同催化剂和聚合方法制得的一种通用型合成橡胶。采用不同储化系统和聚合方法制得的聚丁二烯橡胶在结构和性能上均有所不同。聚丁二烯橡胶的玻璃化温度为-105℃,分子量分布较窄、支化比较少,灰分总含量0.10%-0.15%,冷流性小。
3. 丁基橡胶
丁基橡胶是以异丁烯与少量异戊二烯为单体,采用三氯化铝或三氟化硼作催化剂,在低温下(-95℃)聚合物的共聚物。这是一种黄白色粘弹性固体,有冷流性,比重为0.92g/ml。
丁基橡胶的耐热性、耐候性都很好,耐溶剂性、电绝缘性能也较好。
4. 丁腈橡胶
通用型丁腈橡胶是由丁二烯1,3和丙烯腈共聚而成,其耐油性随丙烯腈含量增加而提高。丁腈橡胶的低温性能较差,。玻璃化温度与丙烯腈含量有关,含量越多则玻璃化温度也越高。丁腈橡胶的耐热性较好,可在120℃下连续使用,电绝缘性一般。
5. 丁苯橡胶
丁苯橡胶是以丁二烃与苯乙烯为单体,在乳液或溶浓中用催化剂催化共聚而成的高分子弹性体,比重0.98g/ml,玻璃化温度-52℃。一般的乳聚丁苯橡胶中含有23.5%的苯乙烯,聚合物的微结构随聚合条件的变化也有很大差异.