弹性体增韧之-核壳粒子增韧及变形机理

核壳粒子增韧及变形对塑料增韧也具有重要的研究意义，PP阻燃母粒和增韧剂，滑石粉，硫酸钡等厂用于塑料的改性，起到阻燃，增韧，增强等物理特性。对于单纯的橡胶或弹性体增韧聚合物，虽然冲击韧性得到了很大提高，但通常需要加入10%～20%的橡胶或弹性体，这往往导致材料的强度和模量损失太多﹔有机刚性粒子增韧的聚合物，材料的韧性提高幅度不大，而且需要在一定条件下（如基体和增韧粒子的模量和泊松比要存在一定差异）才能达到增韧的效果。

由于以上种种缺点，行业有人提出了“核-壳”结构理论模型，指出将低模量的弹性体层所包覆的高模量的刚性粒子(可以是有机刚性粒子也可以是无机刚性粒子)均匀分散在聚合物基体中，有可能涉及得到比基体树脂具有更高韧性和更高刚性的新型聚合物基复合材料。核-壳粒子增韧结合了橡胶增韧和刚性粒子增韧的优点，因此有可能得到比聚合物基体更高韧性、更好刚性的复合材料。

对于核-壳粒子增韧体系，壳层的弹性体的空洞化对于拉伸过程中总的能量耗散只起到了次要作用，但在进一步激活基体发生剪切屈服过程中扮演着重要角色。在拉伸过程中，主要能力耗散方式来源于核-壳粒子之间基体的剪切屈服效用。对于核-壳粒子在增韧过程中的变形机制，则有这样的解释:首先由于基体和分散相粒子的本体模量和泊松比的巨大差异，在核-壳粒子周围产生应力集中，从而导致了核-壳粒子周围从单轴应力状态转变为三轴应力状态。由于高的静压力或三轴应力在核-壳粒子内的积累，导致了核-壳粒子的模量较低的壳层发生微纤空洞化效应。随着空洞化不断增长，同时在大约与**拉伸应力呈45°角的方向形成弱的剪切带。一旦空洞化现象产生，在空洞化周围的三轴应力能局部被释放，其应力状态发生改变，降低基体的屈服强度从而显著地诱发基体进一步发生剪切屈服。