如今，工程塑料和功能性塑料的注塑件在我們生活中扮演的角色越來越廣泛和重要，尤其在各類工業品消費品、汽車、電子電器等等很多領域發揮著重要的作用。
而對於門類眾多的改性塑料技術而言，塑料增韌技術一直被企業和學術解研究和關注，因為材料的韌性往往對有些產品的應用起著重要的、甚至是最關鍵性的影響，另外一點就是，越來越多的注塑件既需要韌性、也需要好的剛性，那麼有沒有韌性也好、剛性和強度也好的強韌型工程塑料呢？今天，小維帶著這個跟實際許多應用都很有關係的問題，和大家一起來聊一下塑料的韌性及剛性，我們不防從塑料增韌這個點來做一下切入：
1、塑料的韌性如何測試與評估？
2、塑料增韌的原理何在？
3、常用的增韌劑有哪些？
4、塑料都有哪些增韌方法？
5、如何理解增韌必先增容？
一、塑料韌性的性能表徵
韌性與剛性相對，是反映物體形變難易程度的一個屬性，剛性越大材料越不容易發生形變，韌性越大則越容易發生形變。但也有一些工程塑料，在韌性很好的同時，剛性也很不錯，這種綜合性能優異的材料則屬於強韌型的工程塑料，蘇州維本Wintone Z33耐磨靜音齒輪專用料就是典型的這一類強韌型工程塑料。通常，剛性越大，材料的硬度、拉伸強度、拉伸模量（楊氏模量）、彎曲強度、彎曲模量均較大；反之，韌性越大，斷裂伸長率和衝擊強度就越大。衝擊強度表現為樣條或製件承受衝擊的強度，通常泛指樣條在產生破裂前所吸收的能量。衝擊強度隨樣條形態、試驗方法及試樣條件表現不同的值，因此不能歸為材料的基本性質。
衝擊試驗的方法很多，依據試驗溫度分：有常溫衝擊、低溫衝擊和高溫衝擊三種；依據試樣受力狀態，可分為彎曲衝擊-簡支梁和懸臂樑衝擊、拉伸衝擊、扭轉衝擊和剪切衝擊；依據採用的能量和衝擊次數，可分為大能量的一次衝擊和小能量的多次衝擊試驗。不同材料或不同用途可選擇不同的衝擊試驗方法，並得到不同的結果，這些結果是不能進行比較的。
二、塑料增韌機理及影響因素
銀紋-剪切帶理論
在橡膠增韌塑料的共混體系中，橡膠顆粒的作用主要有兩個方面：
一方面，作為應力集中的中心，誘發基體產生大量的銀紋和剪切帶；
另一方面，控制銀紋的發展使銀紋及時終止而不致發展成破壞性的裂紋。銀紋末端的應力場可以誘發剪切帶而使銀紋終止。當銀紋擴展到剪切帶時也會阻止銀紋的發展。在材料受到應力作用時大量的銀紋和剪切帶的產生和發展要消耗大量的能量，從而使得材料的韌性提高。銀紋化宏觀表現為應力白髮現象，而剪切帶則與細頸產生相關，其在不同塑料基體中表現不同。
例如，HIPS基體韌性較小，銀紋化，應力發白，銀紋化體積增加，橫向尺寸基本不變，拉伸無細頸；增韌PVC，基體韌性大，屈服主要由剪切帶造成，有細頸，無應力發白；HIPS/PPO，銀紋、剪切帶都佔有相當比例，細頸和應力發白現象同時產生。
影響塑料增韌效果的因素主要有三點
1、基體樹脂的特性
研究表明，提高基體樹脂的韌性有利於提高增韌塑料的增韌效果，提高基體樹脂的韌性可通過以下途徑實現：
增大基體樹脂的分子量，使分子量分布變得窄小；通過控制是否結晶以及結晶度、晶體尺寸和晶型等提高韌性。例如，PP中加入成核劑提高結晶速率，細化晶粒，從而提高斷裂韌性。
2、增韌劑的特性和用量
A.增韌劑分散相粒徑的影響——對於彈性體增韌塑料，基體樹脂的特性不同，彈性體分散相粒徑的最佳值也不相同。
B. 增韌劑用量的影響——增韌劑的加入量存在一個最佳值，這與粒子間距參數有關；
C .增韌劑玻璃化轉變溫度的影響——一般彈性體的玻璃化溫度越低，增韌效果越好；
D .增韌劑與基體樹脂界面強度的影響——界面粘結強度對增韌效果的影響不同體系有所不同；
E .彈性體增韌劑結構的影響——與彈性體類型、交聯度等有關。
3、兩相間的結合力
兩相間具備良好的結合力，可以使得應力發生時可以在相間進行有效的傳遞從而消耗更多的能量，宏觀上塑料的綜合性能就越好，其中尤以衝擊強度的改善最為顯著。通常這種結合力可以理解為兩相之間的相互作用力，接枝共聚和嵌段共聚就是典型的增加兩相結合力的方法，不同的是它們通過化學合成的方法形成了化學鍵。
對於增韌劑增韌塑料而言，屬於物理共混的方法，但是其原理是一樣的。理想的共混體系應是兩組分既部分相容又各自成相，相間存在一界面層，在界面層中兩種聚合物的分子鏈相互擴散，有明顯的濃度梯度，通過增大共混組分間的相容性，使其具備良好的結合力，進而增強擴散使界面彌散，加大界面層的厚度。而這，即是塑料增韌亦是製備高分子合金的重要技術——高分子相容技術。
蘇州維本Wintone Z33作為一款耐磨、強韌型工程塑料，在電動滑板車輪轂電機塑膠行星齒輪和可摺疊電動自行車行星齒輪的應用上，Z33可以幫您解決常規的尼龍齒輪材料耐磨耐疲勞性不夠、噪音比較大、尺寸和扭力受水份影響比較大的問題。
在各類減速電機傳動齒輪的應用上，Wintone Z33耐磨靜音齒輪專用工程塑料，可以幫助您解決以下問題：
1.POM和PA66齒輪噪音比較大，耐磨耐疲勞性不夠的問題。
2.PA12和TPEE齒輪，太軟扭矩太小，耐磨性不夠，在60攝氏度以上時，扭力下降比較快。
3.POM和PA66齒輪的耐腐蝕性不夠，以及斷齒的問題。POM齒輪和注塑件易磨損粉屑化的問題。
4.尼龍46齒輪的降噪性不夠，尺寸受水份影響比較大。
Z33材料作為一款強韌耐磨型工程塑料，在齒輪應用上最顯著的特點是：耐磨、靜音、耐腐蝕、強韌且不受水份影響。Z33材料的典型成功應用為：微小型減速齒輪箱、電動推桿、汽車轉向系統EPS齒輪、按摩器齒輪、汽油機凸輪、電動滑板車電機齒輪、電助力自行車中置電機齒輪和輪轂電機齒輪、電動剃鬚刀等等傳動齒輪。
三、塑料增韌劑有哪些？如何劃分？
塑料常用的增韌劑如何劃分？
1、橡膠彈性體增韌：EPR（二元乙丙）、EPDM（三元乙丙）、順丁橡膠（BR）、天然橡膠（NR）、異丁烯橡膠（IBR）、丁腈橡膠（NBR）等；適用於所用塑料樹脂的增韌改性；
2、熱塑性彈性體增韌：SBS、SEBS、POE、TPO、TPV等；多用於聚烯烴或非極性樹脂增韌，用於聚酯類、聚醯胺類等含有極性官能團的聚合物增韌時需加入相容劑；
3、核-殼共聚物及反應型三元共聚物增韌：ACR（丙烯酸酯類）、MBS（丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PTW（乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）、E-MA-GMA（乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物）等；多用於工程塑料以及耐高溫高分子合金增韌；
4、高韌性塑料共混增韌：PP/PA、PP/ABS、PA/ABS、HIPS/PPO、PPS/PA、PC/ABS、PC/PBT等；高分子合金技術是製備高韌性工程塑料的重要途徑；
5、其它方式增韌：納米粒子增韌（如納米CaCO3）、沙林樹脂（杜邦金屬離聚物）增韌等；
在實際的工業生產中，改性塑料的增韌大概分以下情況：
1、合成樹脂本身韌性不足，需要提高韌性以滿足使用需求。
2、大幅度提高塑料的韌性，實現超韌化、低溫環境長期使用的要求，如超韌尼龍；
3、對樹脂進行了填充、阻燃等改性後引起了材料的性能下降，此時必須進行有效的增韌。
通用塑料一般都是通過自由基加成聚合而得，分子主鏈及側鏈不含極性基團，增韌時添加橡膠粒子及彈性體粒子即可獲得較好的增韌效果；而工程塑料一般是由縮合聚合而得，分子鏈的側鏈或端基含有極性基團，增韌時可通過加入官能團化的橡膠或彈性體粒子較高的韌性。
一般而言，塑料在受到外力作用時以界面脫黏、空洞化、基體剪切屈服的過程吸收、耗散能量，除了非極性塑料樹脂增韌時可以直接加入與其相容性好的彈性體粒子（相似相容原理）時，其它極性樹脂都需要有效的增容才能實現最終增韌的目的。前面提到的幾類接枝共聚物作為增韌劑時，都會與基體產生強烈的相互作用，例如：
(1)帶環氧官能團型增韌機理：環氧基團開環後與聚合物端羥基、羧基或胺基發生加成反應；
(2)核殼型增韌機理：外層官能團與組分充分相容，橡膠起到增韌效果；
(3)離聚體型增韌機理：藉助金屬離子與高分子鏈的羧酸根之間的絡合作用形成物理交聯網路，從而起到增韌的作用。
實際上，如果把增韌劑看作一類聚合物，就可以把這種增容原理延伸到所有的高分子共混物中。如下表，工業上製備有用的聚合物共混物時，反應性增容是我們必須要運用的技術，此時增韌劑就有了不一樣的意義，「增韌相容劑」，「界面乳化劑」的稱謂就顯得格外形象！
蘇州維本Wintone Z33作為一款耐磨、強韌型工程塑料，寵物自動餵食器減速齒輪箱塑膠齒輪的應用上，Z33可以幫助您解決常規的POM齒輪材料噪音比較大、耐磨耐疲勞性不夠等問題。
蘇州維本Wintone Z33作為一款強韌耐磨型工程塑料，在齒輪應用上最顯著的特點是：耐磨、靜音、耐腐蝕、強韌且不受水份影響。
在各類減速電機傳動齒輪的應用上，與傳統的POM和PA66相比，Wintone Z33具有更好的耐磨性、靜音、彈性、耐疲勞性和抗形變能力，Z33在保持了良好剛性的同時，進一步提升了彈性和韌性（這種優異的機械性能在攝氏-40度、0度和80度都有保持和體現），可以幫助解決齒輪斷齒問題，同時大幅度降低摩擦噪音，經應用後比較，Wintone Z33也優於不少耐磨改性規格的POM和PA66（如聚四氟乙烯，硅酮類或二硫化鉬改性）。
在微小型減速齒輪箱耐磨靜音齒輪的應用上，Z33在耐磨耐疲勞性優於傳統的PA12和TPEE（海翠料）的同時，還能幫助解決PA12和TPEE有時候扭力不夠的問題，而且Z33具有更好的成本優勢。
另外，Z33具有很好的耐腐蝕性，可以用於很多場景下接觸各類化學物質的嚴苛環境，比如PCB設備齒輪、印染紡織機械上的齒輪，液壓系統的擋圈和密封圈，等等，成功替代價格昂貴的PEEK，PA12，PVDF，PTFE，PA46，TPEE的部分應用領域。另外Z33的吸濕很少，綜合性能受水份的影響很小，整包裝Wintone Z33注塑前不需要提前烘料，可以直接注塑，注塑完無需水處理。
蘇州維本工程塑料有限公司——您身邊的工程塑料創新應用開發夥伴。
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