Sådan forbedres de mekaniske egenskaber af fyldt plast#Plastgranulat#Plastekstruder#Elastomerpelletering

Tilsætning af fyldstoffer kan medføre positive ændringer i matrixharpiksens mekaniske egenskaber, men det kan også have negative virkninger. De mekaniske egenskaber ved fyldte plasttyper omfatter primært elasticitetsmodul, trækstyrke, brudforlængelse, slagstyrke, bøjningsstyrke osv.

Elastisk modul

Generelt er harpiksens elasticitetsmodul lavt. Selv polyester og polyamid med højere elasticitetsmodul udgør kun 2.5 % til 10 % af metals elasticitetsmodul. Elasticitetsmodulet for fyldstoffer er mange gange større end elasticitetsmodulet for polymerer, så tilsætning af fyldstoffer vil øge elasticitetsmodulet af fyldte plasttyper.

Generelt set vil store partikelfyldstoffer øge elasticitetsmodulet i fyldsystemet mindre. Men når de vertikale og horisontale dimensioner af fyldpartiklerne er relativt store, såsom flaget og fiberholdigt fyld, vil elasticitetsmodulet i fyldsystemet stige betydeligt.

trækstyrke

I fyldte plasttyper er fyldstoffet en dispergeret fase, der er opdelt i en kontinuerlig fase bestående af matrixharpiks. Matrixharpiksens areal på kraftsektionen skal være mindre end arealet af et materiale bestående af ren harpiks. Under påvirkning af ydre kraft fjernes matrixharpiksen let fra overfladen af ​​fyldstofpartiklerne. Når den trækkes fra hinanden, er trækstyrken af ​​den fyldte plast lavere end for det rene harpikssystem.

Under påvirkning af trækspænding trækkes matrixen væk fra overfladen af ​​fyldstofpartiklerne, hvilket skaber små hulrum. Luften i hulrummene har et andet brydningsindeks end det omgivende materiale, og materialets farve vil fremstå hvidere end det oprindelige materiale, hvilket er fænomenet stresshvidning. Jo større fyldstofpartikelstørrelsen er, desto mindre sandsynligt er det, at partiklerne deformeres med matrixharpiksen, og desto mere tydeligt vil stresshvidningsfænomenet være.

Imidlertid har ikke alle fyldningssystemer en lavere trækstyrke end matrixharpiksen. Det overfladebehandlede ultrafine fyldstof øger kontaktarealet mellem fyldstof og harpiks og forbedrer vedhæftningen mellem fyldstof og matrixharpiks. Under påvirkning af trækspænding kan fyldstofpartiklerne bevæge sig og deformeres sammen med matrixharpiksen, hvilket øger det effektive tværsnit til at modstå eksterne belastninger og forbedrer fyldsystemets trækstyrke betydeligt, endda højere end matrixens trækstyrke. Vedhæftningen mellem polyethylen og fyldstoffer er dårlig, men når matrixen strækkes, kan den orienteres omkring fyldstofpartiklerne, så de fleste fyldstoffer kan øge polyethylens trækstyrke. Derudover kan flager eller fiberfyldstoffer med stort overfladeareal også forbedre trækstyrken af ​​det fyldte system betydeligt.

Forlængelse ved brud

Fordi de fleste fyldstoffer, især uorganiske mineralfyldstoffer i sig selv, er stive og ikke deformeres under påvirkning af eksterne kræfter, er brudforlængelsen af ​​fyldte plasttyper faldet. Det blev dog i testen konstateret, at når fyldstofdoseringen er mindre end 5%, og fyldstoffets partikelstørrelse er lille, er brudforlængelsen af ​​den fyldte plast undertiden højere end brudforlængelsen af ​​selve matrixharpiksen. Dette kan skyldes den lave koncentration. Dette skyldes, at de fine partikler af fyldstof kan bevæge sig sammen med matrixen. Fyldningsmængden er den samme; jo mindre fyldstoffets partikelstørrelse er, desto højere er brudforlængelsen.

Bøjningsstyrke

Bøjningsstyrken af ​​fyldte plasttyper falder, når fyldstofindholdet stiger. Pladefyldstoffer eller fyldstoffer modificeret med koblingsmidler kan forbedre bøjningsstyrken af ​​fyldte plasttyper.

Permanent deformation påvirker plastprodukters dimensionsstabilitet. Tilstedeværelsen af ​​fyldstoffer reducerer den permanente deformation af den fyldte plast.

Slagstyrke

Slagstyrke er en vigtig præstationsindikator for plastmaterialerI matrixen er fyldstofpartiklerne tilbøjelige til spændingskoncentration. Samtidig vil det stive fyldstof ikke deformeres under spænding, det vil sige, det kan ikke afslutte revner eller producere sølvrevner, der absorberer slagenergi. Derfor øges sprødheden af ​​den fyldte plast, og slagmodstanden falder. Dette er også tilfældet. Modifikation af fyldstof spiller en vigtig rolle i at opnå flere fordele, samtidig med at materialeegenskaberne forringes.

Generelt set påvirker en stor fyldningsmængde matrixens kontinuitet og danner mange spændingskoncentrationspunkter, hvilket reducerer den fyldte plasts slagfasthed. Bindingsstyrken mellem fyldstoffet og matrixen er høj, hvilket kan forbedre slagfastheden. Fordi det fiberholdige fyldstof kan fordele slagspændingen over et større område vinkelret på slagspændingen, kan slagfastheden af ​​fiberforstærket plast forbedres. Tilsætning af gummi eller termoplastisk elastomer til plasten for at øge plastens sejhed gennem blanding kan forbedre slagmodstanden. Teorien om hærdning af stive partikler, der er udviklet i de senere år, mener, at brugen af ​​ikke-elastomere partikler kan forbedre materialets slagfasthed uden at ofre materialets elasticitetsmodul.

Rivestyrke og kompressionsstyrke

Rivestyrken er primært for film og ark. Den bestemmes af udvidelsen af ​​revner. Overfladebehandling af fyldstoffer er nødvendig for at forbedre bindingsevnen mellem fyldstoffer og polymerer.

Overfladebehandling af fyldstoffer kan også bidrage til at forbedre materialets trykstyrke. Fyldning med fleksible fyldstoffer såsom træpulver vil medføre, at materialets trykstyrke falder. I termoplast kan tilsætning af fyldstoffer med et lille aspektforhold øge trykstyrken.