Полиамиды, упрочненные каучуком

13.08.2015

Пространные патенты Эпштейна, в которых описываются смеси полиамидов с функционализированными эластомерами, вымостили дорогу для появления многих промышленно-успешных «сверхпрочных» продуктов из найлона. Исследования этих материалов широко представлены в литературе, причем наибольшее внимание уделялось взаимосвязи между характеристиками разрушения и морфологией смеси. В ранних работах было показано, что сверхпрочные (ударная прочность по Изоду > 800 Дж/м) смеси получаются, когда частицы каучуковой фазы меньше, чем минимальное значение - 1 мкм. By предположил, что фундаментальный параметр — это межчастичное расстояние, но не размер частиц сам по себе. Безусловно, это ценная и полезная концепция, но она имеет некоторые внутренние противоречия и не разрешает все трудности. При фиксированном содержании каучука очевидно, что ударопрочность зависит от размера и природы частиц каучука. На рис. 17.15, а видно, что смеси найлона-6 могут быть сверхпрочными при комнатной температуре, если частицы каучука попадают в оптимальный диапазон размеров; ударная вязкость смесей резко падает, когда частицы становятся крупнее, чем предельный верхний размер или меньше, чем предельный нижний размер. Эти предельные размеры для двух типов каучука показаны на рис. 17.15, b в зависимости от молекулярного веса найлона-6; диапазон размеров для сверхпрочных смесей расширяется при увеличении молекулярного веса матрицы. Температуры пластично-хрупкого перехода, как правило, тем ниже, чем меньше частицы, но они могут резко возрасти для мельчайших частиц; это видно на рис. 17.15, с. Эластомеры на основе ЭПК имеют лучшую низкотемпературную пластичность, чем эластомеры на основе SEBS, что связано с меньшим модулем ЭПК в данной температурной области. В литературе описано также упрочнение других полиамидов с помощью малеинизированных эластомеров.
Полиамиды, упрочненные каучуком

Наиболее распространенная интерпретация упрочнения псевдопластичных материалов типа полиамидов предполагает кавитацию частиц каучука в качестве спускового крючка, который сбрасывает трехосное напряжение перед растущей трещиной с последующей сдвиговой пластичностью матрицы и диссипацией значительной энергии в процессе разрушения. Верхний предел размера частиц, очевидно, определяет критическую толщину прослоек матрицы, которая допускает распространение условия сдвиговой пластичности через материал при возникновении кавитации. Ряд авторов предполагали, что самые мелкие частицы не способны к кавитации, и это объясняет нижнюю границу размера частиц. Аргон с сотр., однако, утверждали, что упрочнение в таких системах связано с изменениями в кристаллической ориентации полиамида вблизи частицы каучука; безусловно, кристаллическая текстура должна играть определенную роль в механическом поведении всех полукристаллических полимеров.