Kennen Sie die Methoden zur Prüfung der Zähigkeit von modifizierten Recyclingkunststoffen?

Modifizierte Kunststoffe sind Allzweckkunststoffe und technische Kunststoffe, die durch Füllen, Mischen, Verstärken und andere Verarbeitungsmethoden modifizierter Kunststoffprodukte hergestellt werden, um die Flammhemmung, Festigkeit, Schlagzähigkeit, Zähigkeit und andere Aspekte zu verbessern.

Heute spielen modifizierte Kunststoffe eine immer wichtigere Rolle im nationalen Leben, insbesondere in der Automobil- und Haushaltsgerätebranche, wo sie eine unersetzliche Rolle spielen. Für die vielen Arten vonmodifizierte KunststofftechnologieDie Zähigkeit von Kunststoffen wurde in Wissenschaft und Industrie intensiv untersucht, da sie oft eine entscheidende Rolle für die Anwendung des Produkts spielt. In diesem Artikel erläutert die Recycling Information Station einige Aspekte der Kunststoffzähigkeit.

Je steifer das Material ist, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass es sich verformt. Je duktiler das Material ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass es sich verformt.

Zähigkeit ist im Gegensatz zur Steifigkeit eine Eigenschaft, die die Verformbarkeit eines Objekts widerspiegelt. Je steifer das Material, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Verformung, und je duktiler es ist, desto wahrscheinlicher ist eine Verformung.

Im Allgemeinen gilt: Je höher die Steifigkeit, desto höher sind Härte, Zugfestigkeit, Zugmodul (Elastizitätsmodul), Biegefestigkeit und Biegemodul des Materials; umgekehrt gilt: Je höher die Zähigkeit, desto höher sind Bruchdehnung und Schlagfestigkeit.

Schlagzähigkeit ist die Widerstandsfähigkeit einer Probe oder eines Teils gegen einen Aufprall. Sie wird allgemein als die Energiemenge definiert, die eine Probe absorbiert, bevor sie bricht. Die Schlagzähigkeit weist je nach Streifenform, Prüfmethode und Probenbedingungen unterschiedliche Werte auf und kann daher nicht als grundlegende Materialeigenschaft eingestuft werden.

Die Ergebnisse verschiedener Aufpralltestmethoden sind nicht vergleichbar.

Es gibt viele Schlagprüfverfahren, die sich nach der Prüftemperatur richten: Raumtemperatur, Tieftemperatur und Hochtemperatur. Je nach Spannungszustand der Probe kann in Biegeschlag (einfacher Balken und freitragender Balken), Zugschlag, Torsionsschlag und Scherschlag unterteilt werden. Je nach eingesetzter Energie und Anzahl der Schläge kann in mehrere Schlagversuche mit hoher und niedriger Energie unterteilt werden. Für unterschiedliche Materialien oder Anwendungen können unterschiedliche Schlagprüfverfahren gewählt werden, die zu unterschiedlichen Ergebnissen führen, die nicht vergleichbar sind.

Der Mechanismus der plastischen Verfestigung und die ihn beeinflussenden Faktoren werden analysiert und zusammengefasst
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1. Silberstreifen-Scherbandtheorie

In Mischsystemen aus gummiverstärkten Kunststoffen spielen Gummipartikel eine zweifache Rolle.
Einerseits fungiert es als Spannungskonzentrationszentrum und induziert eine große Anzahl von Silberlinien und Scherbändern in der Matrix.
Andererseits wird die Entwicklung des Silbermusters so gesteuert, dass es rechtzeitig beendet wird, ohne dass sich ein zerstörerischer Riss entwickelt.

Das Spannungsfeld am Ende des Silberstreifens kann ein Scherband induzieren, das den Silberstreifen abschließt. Es verhindert zudem die Entwicklung des Silberkorns, wenn es sich in das Scherband hinein erstreckt. Die Entstehung und Entwicklung großer Mengen an Versilberung und Scherbandbildung während der Materialbeanspruchung verbraucht viel Energie und führt zu einer Erhöhung der Zähigkeit des Materials. Versilberung manifestiert sich makroskopisch als Weißbruch, während Scherbandbildung mit feiner Einschnürung verbunden ist, die bei verschiedenen Kunststoffsubstraten variiert.

Beispielsweise ist die Matrixzähigkeit von HIPS gering, es kommt zu Silberkörnigkeit und Weißbruch, das Volumen der Silberkörnigkeit nimmt zu, die Querabmessung bleibt im Wesentlichen unverändert und es tritt keine feine Verengung unter Spannung auf. Bei gehärtetem PVC ist die Matrixzähigkeit groß, die Streckung wird hauptsächlich durch das Scherband verursacht und es kommt zu einer feinen Verengung und es tritt keine Weißbruchbildung auf. Bei HIPS/PPO ist die Matrixzähigkeit beträchtlich und das Scherband nimmt einen beträchtlichen Anteil ein. Gleichzeitig treten feine Verengung und Weißbruchbildung auf.

2. Faktoren, die die Härtungswirkung von Kunststoffen beeinflussen

(1) Untersuchungen zu den Eigenschaften des Matrixharzes zeigen, dass eine Verbesserung der Zähigkeit des Matrixharzes zur Verbesserung der Zähigkeitswirkung des gehärteten Kunststoffs beiträgt und dass eine Verbesserung der Zähigkeit des Matrixharzes auf folgende Weise erreicht werden kann.

Durch Erhöhung des Molekulargewichts des Basisharzes wird die Molekulargewichtsverteilung enger; die Zähigkeit wird durch Kontrolle der Kristallisationsrate, der Kristallinität, der Kristallgröße und der Kristallform verbessert. Beispielsweise werden PP Keimbildner zugesetzt, um die Kristallisationsrate zu erhöhen und die Korngröße zu verfeinern, wodurch die Bruchzähigkeit verbessert wird.

(2) Eigenschaften und Dosierung von Härtemitteln

A. Einfluss der Partikelgröße der dispergierten Phase des Härtemittels – Bei elastomeren, gehärteten Kunststoffen variiert der optimale Wert der Partikelgröße der dispergierten Phase des Elastomers je nach den Eigenschaften des Basisharzes. Beispielsweise liegt die optimale Partikelgröße von HIPS bei 0.8–1.3 μm, die optimale Partikelgröße von ABS bei etwa 0.3 μm und die optimale Partikelgröße von PVC-modifiziertem ABS bei etwa 0.1 μm.
B. Einfluss der Härtungsmitteldosierung – es gibt einen optimalen Wert für die Menge des hinzuzufügenden Härtungsmittels, der mit dem Partikelabstandsparameter zusammenhängt.
C. Die Wirkung der Glasübergangstemperatur des Härtungsmittels – im Allgemeinen gilt: Je niedriger die Glasübergangstemperatur des Elastomers, desto besser die Härtwirkung.
D. Einfluss der Grenzflächenfestigkeit des Härters mit dem Matrixharz – der Einfluss der Grenzflächenbindungsfestigkeit auf den Härtungseffekt ist von System zu System unterschiedlich.
E. Einfluss der Struktur des Elastomerhärters – bezogen auf Elastomertyp, Vernetzungsgrad usw.

(3) Die Bindung zwischen den beiden Phasen. Je besser die Bindung zwischen den beiden Phasen ist, desto effektiver kann die Spannung zwischen den Phasen übertragen werden. Je mehr Energie verbraucht wird, desto besser ist die Gesamtleistung des Makrokunststoffs, insbesondere die Schlagzähigkeit wird deutlich verbessert. Pfropfcopolymerisation und Blockcopolymerisation sind typische Methoden zur Erhöhung der Bindungskraft zwischen zwei Phasen. Der Unterschied besteht darin, dass die Bindung durch chemische Synthese erfolgt, wie z. B. Pfropfcopolymere HIPS und ABS sowie Blockcopolymere SBS und Polyurethan.

Bei der Verwendung von Härtemitteln zum Härten von Kunststoffen handelt es sich um ein physikalisches Mischverfahren, das Prinzip ist jedoch dasselbe. Das ideale Mischsystem sollte aus zwei teilweise verträglichen Komponenten bestehen, die jeweils eine Phase bilden. Zwischen den Phasen befindet sich eine Grenzschicht. In dieser Grenzschicht diffundieren die beiden Polymermolekülketten, wodurch ein deutlicher Konzentrationsgradient entsteht. Durch Erhöhung der Verträglichkeit der gemischten Komponenten entsteht eine gute Bindungskraft. Die Diffusion an der Grenzschicht erhöht die Dicke der Grenzschicht. Dies ist die Schlüsseltechnologie für die Härtung von Kunststoffen und die Herstellung von Polymerlegierungen – die Polymerverträglichkeitstechnologie!