Кавитация в частицах эластификатора типа ядро-оболочка

13.08.2015

Значение образования полостей или «кавитации» в модификаторах удара подробно рассмотрено ранее. Суть эффекта в том, что при ударе кавитация частиц вызывает сдвиговую деформацию в сдвиговом течении матриц. В полимерах, склонных к образованию крэйзов, каучуковая фаза также благоприятна для их формирования. Кавитация каучуковой фазы частиц МБС хорошо изучена в смесях ПК с частицами типа ядро-оболочка. Кавитация полимеров типа ядро-оболочка в других матрицах исследована в меньшей степени. Тем не менее, упрочнение, связанное с кавитацией частиц, также наблюдается. На рис. 24.18 показан акриловый эластификатор ядро-оболочка, частицы которого проявляют кавитацию около поверхности разрушения в найлоновой матрице. Частицы эффективно упрочняют матрицу.
Кавитация в частицах эластификатора типа ядро-оболочка

Ладзерри и Бакнелл предположили, что чем меньше размер частиц эластификатора, тем труднее вызвать его кавитацию. Авторы связали образование полостей с локальным напряженным состоянием вокруг эластификатора и показали, как кавитация эластификатора в сочетании с чувствительностью полимеров к течению под гидростатическим напряжением обеспечивает оптимальные условия для сдвигового течения. Домпас и Гроеникс также предложили модель кавитации и связали существование минимального размера частиц для упрочнения найлона-6 и ПВХ с минимальным размером частиц, необходимым для кавитации. Минимальный размер частиц, необходимый для упрочнения, лежащий в области от 0,2 до 0,25 мкм, был определен или предположен для различных матриц, включая ПВХ, ПММА, найлон и поликарбонат.
Распространенная кавитация частиц ядро-оболочка не обязательно реализуется в улучшение свойств материала, и, с другой стороны, наличие кавитации не является обязательным условием для эффективного упрочнения. Например, при сравнении эффективности упрочнения двух эластификаторов типа ядро-оболочка в поликарбонате Ченг с сотр. наблюдали, что эластификатор с меньшей температурой пластично-хрупкого перехода проявлял большую стойкость к кавитации. Ладзерри и Джулиани показали, что при определенных условиях нагружения текучесть матрицы может возникать без предварительной кавитации частиц. Такое явление, по-видимому, представляет рис. 24.19, на котором можно видеть высоко-деформированные частицы МБС в зоне разрушения ПВХ. Частицы ядро-оболочка эффективно упрочнили ПВХ, хотя кавитации не наблюдалось. Подобный результат был также получен для найлона 6.
Кавитация в частицах эластификатора типа ядро-оболочка

Таким образом, представленные данные показывают, что роль частицы типа ядро-оболочка во время процесса упрочнения может быть различной в различных ситуациях. Кавитация частиц для стимулирования механизмов поглощения энергии представляется, в целом, желательной. Однако при определенных условиях текучесть матрицы может возникать даже в отсутствие кавитации.