Wirkmechanismus von Zähigkeitsvermittlern
1. der Mechanismus der Zähigkeit des Elastomers.
Silberkorn-Scherband-Theorie:
Elastomerpartikel (0,1-1μm) wirken als Spannungskonzentrationspunkte, die eine Versilberung hervorrufen
Fördert gleichzeitig das Scherfließen der Matrix (Energieaufnahme 5-10 mal höher als bei Silberkorn).
Typisches System: HIPS (Polystyrol/Butadien-Kautschuk)
Kavitationsmechanismus:
Bildung von Mikrolöchern (50-200 nm) in der Gummiphase unter Belastung.
Verursacht plastische Verformung des Substrats (z. B. PP/EPDM-Systeme).
Volumenvergrößerung durch Kavitation bis zu 300% des ursprünglichen Volumens
2. Vorspannen von Hartpartikeln
Nano-CaCO₃-Verstärkung:
Partikelgröße <100nm, Erhöhung der Kerbschlagzähigkeit um das 3-5fache
Optimale Additivmenge 5-15wt% (Oberfläche muss mit Silan-Haftvermittler behandelt werden)
Partikel mit Kern-Schale-Struktur:
PMMA-g-PB (Acrylatschale/Butadienkern)
PVC-Kerbschlagzähigkeit bis zu 80kJ/m².
3. Synergie mehrerer Mechanismen
POE-g-MAH härtet PA6:
Bei einem Pfropfverhältnis von 0,8-1,2% Maleinsäureanhydrid
Die Schlagzähigkeit stieg von 6kJ/m² auf 45kJ/m².
Unter Beibehaltung der Zugfestigkeit >50MPa
Wichtige Anwendungsbereiche
1. technische Modifikation von Kunststoffen
Auto-Stoßstange (PP-Modifikation):
Formulierung: PP 70% + POE 15% + Talkum 15%.
Leistung: Kerbschlagzähigkeit >45kJ/m² (-30°C)
Elektrische und elektronische Gehäuse (PC/ABS):
MBS 8-12% hinzugefügt
Aufpralltest mit fallender Kugel: 1 kg schwere Stahlkugel aus 1 m Höhe, ohne zu zerbrechen
2. besondere Materialien
Superzähes Nylon (PA66):
EPDM-g-MAH 10-15%
Aufprall eines freitragenden Trägers >90kJ/m²
Für Schienenkomponenten
Transparentes, vorgespanntes PMMA:
Kern-Schale ACR 5-8%
Lichtdurchlässigkeit >92%, 3-mal höhere Schlagzähigkeit
3. zusammengesetzte Materialien
Kohlenstofffaserverstärktes Epoxidharz:
CTBN geändert (10 Std.)
G₁C wurde von 200J/m² auf 800J/m² erhöht
Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe:
EVA-Verstärkungsmittel 3-5%
Beibehaltung des Biegemoduls >85