应力发白研究

应力发白研究文献PP、PE、HIPS 、ABS 、高分子合金及填充聚合物等塑料制品在使用过程中受 到拉伸、弯曲、冲击等外力作用时经常会出现发白现象。若对已存在应力发白 的试样进行热处理 （如加热到玻璃化温度以上等 ） 或在高压下拉伸 ,发白区能部份 或全部消失。PP、PE、HIPS、ABS、高分子合金及填充聚合物等塑料制品在使用过程中受 到拉伸、弯曲、 冲击等外力作用时经常会出现发白现象。 若对已存在应力发白的 试样进行热处理 （如加热到玻璃化温度以上等 ）或在高压下拉伸 ,发白区能部份或 全部消失。应力发白的定义大致有两种 :一种定义 ,聚合物材料在应力作用下局部发白 ,这种 现象叫应力发白 1。另一种定义认为聚合物材料在应力作用下产生大量银纹,银纹区内折光指数降低而呈现一片银白色 ,这种现象叫应力发白 2。该定义将应力发白 现象等同于银纹现象。 与前一种定义的区别在于前者并不认为应力发白区就一定 是银纹区。应该说前一种定义更具有普遍意义。Bucknell 和 Smith 首先注意到了应力发白与银纹间的关系 ,发现应力发白区与银 纹性质很相似 ,此处聚合物密度降低 ,折光指数降低 ,同银纹一样都有双折射 ,都能 承受荷重 ,经退火处理后都能愈合 ,因此他们认为应力发白区和银纹间的差别仅在 于银纹带的大小和多少 ,应力发白是由于折光指数降低而造成的。 Matsuo 在研究 ABS时也认为应力发白现象起源于银纹，白色区是由量非常大，尺寸相当小的银纹 聚集而成。可以看出 ,Buckne11 和 Smith 实际上更倾向应力发白的第二种定义。 因此,这种意义上的应力发白的产生机理应该是银纹产生机理。但后来的研究发现：在注塑未退火的PMMA制品中,应力发白与银纹发生在不同的 地方。由此又提出应力发白是由样品中本身的空穴或后形成的空穴在应力作用下 引起的。Hoshino等认为PP薄膜中的应力发白是由空穴形成的。Hooshang Jozavi 等在研究橡胶改性的环氧树脂时 ,也发现随样品中空穴的增多 ,应力发白程度提 高。 Sultan 与 Mcgarryye 也指出：橡胶粒子中的微穴导致这些材料应力发白,在环氧树脂中由于银纹被交联的环氧树脂压制 ,所以应力发白只能是由微穴在应力作 用下产生。此外 ,早期的增韧理论认为应力发白是由垂直于所施加应力方向的大 量微裂纹引起的。Merz在解释HIPS拉伸过程中的应力发白现象时认为共混材料 在形变过程中内部产大量的微裂纹 ,橡胶粒子横跨于微裂纹的上下两表面之间 ,阻 止微裂纹进一步扩展成裂纹。可以看出 ,上述几人实际上更倾向应力发白的第一 种定义。因此 ,对第一种定义下应力发白的产生机理至少应该包括银纹产生机理 （如果有银纹产生 ）和裂纹产生机理。关于银纹和裂纹产生机理此处不再赘述。 综上所述 ,应力发白应该是材料在应力作用下而产生大量的微裂纹聚集区（根据 应力发白程度大小和发生区域 ,可能包括一定数量的银纹、裂纹和微孔 ）由于此区 域折光指数降低而呈白色的一种现象。即是说 ,应力发白是产生微裂纹、微孔或 银纹化的结果。笔者认为非均相聚合物由于分散相的存在或基体本身内部存在的 一些微孔或微缺陷 ,外力作用下分散相或微孔或微缺陷容易诱发银纹或裂纹的产 生 ,因而比均相聚合物更易出现应力发白现象。实际上 ,在塑料工业上经验丰富的 工作人员会发现非均相聚合物如高分子合金、 填充聚合物、 结晶聚合物等比均相 聚合物如PC、PS等更容易产生应力发白现象。3. 影响应力发白现象的因素i. 应力大小和作用速率在一定的范围内 ,随着应力增大和应变速率减小,应力发白程度会提高ii. 应变程度Buckna114等发现在拉伸HIPS试样中，应力发白首先发生在拉伸比为 2%时,以 后随拉伸比的增加而增强。iii. 橡胶含量R.A.Pearson 发现在橡胶改性环氧树脂中 ,随橡胶含量的增加 ,空穴密度增大 ,应力 发白程度增强。已有研究表明在 ABS中橡胶相丁二烯含量不同的情况下，应力发 白程度不同。如含20%橡胶的ABS中，在约-10 C时，整个断面上出现应力发白, 在含14%橡胶的ABS中，类似变化发生在-5 C,而含有10%橡胶ABS中要到20 C 才有类似变化。iv. 压力对HIPS、ABS和橡胶改性的PMMA的研究中发现,在HIPS中200MPa的压力已 足以使其中的应力发白完全消失，致使材料在低应变下断裂，强度与PS在同等压 力下一样。在 200-300MPa 下从脆性断裂转变为剪切屈服 ,因而最终断裂伸长率 增大。在ABS与橡胶改性的PMMA中,压力的作用并未使样品完全脆性断裂,这是 由于此时银纹与剪切屈服同时存在 ,压力的升高只压制银纹的出现 ,而对剪切屈服 无大的影响。K.D.Pae等发现在89.7Mpa的静压下对已存在应力发白的 PP试样 进行拉伸 ,应力发白区能完全或部分消失。可以加入改性剂 ,有机如 poe 或 epdm, 无机的如玻纤、钠米 caco3 等。 应力发白：俗称银纹，塑料在受外力时产生的大量微小内部裂纹， 这些裂纹引起 折光变化，表现为发白。抗应力发白指在同等内应力条件下， 少产生应力发白的 能力。由对苯二甲酸、乙二醇、以及一种对环己烷二甲醇(CHD M进行三元共聚，通过控制对环己烷二甲醇的加入量，可分别制得PETG或 PCTG它们均属于无定型的PET共聚物。这种无定型的PET共聚物的特点是：高透明、低熔点、高光泽、 低雾度、高收缩、可热封。其用途十分广泛。( )(