增韧剂 Toughening agent

增韧剂是一种能增加材料韧性的添加剂，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。

增韧剂分类

按化学结构分类：

橡胶类增韧剂：如天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）等。这类增韧剂具有良好的弹性和柔韧性，能够有效地提高材料的冲击韧性。

热塑性弹性体类增韧剂：包括苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯 - 异戊二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物（SIS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）等。它们兼具橡胶和塑料的特性，在常温下表现出橡胶的弹性，在高温下又能像塑料一样熔融加工。

树脂类增韧剂：如丙烯酸酯类树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等。树脂类增韧剂与基体树脂具有良好的相容性，能够在提高材料韧性的同时，不降低材料的其他性能。

按作用机理分类：

活性增韧剂：这类增韧剂含有活性基团，能与基体树脂发生化学反应，形成化学键合，从而提高增韧效果。例如，带有环氧基团的增韧剂可与环氧树脂发生反应，提高环氧树脂的韧性。

非活性增韧剂：非活性增韧剂不与基体树脂发生化学反应，而是通过物理作用，如分子间的范德华力、氢键等，与基体树脂相互作用，达到增韧的目的。

增韧剂作用原理

能量吸收理论：增韧剂在材料受到冲击时，能够吸收大量的能量，从而减少材料内部裂纹的扩展和破坏。例如，橡胶类增韧剂在受到外力作用时，分子链会发生拉伸和变形，吸收冲击能量，使材料不易破裂。

裂纹终止理论：增韧剂可以在材料内部形成微小的分散相，当裂纹扩展到这些分散相时，会改变裂纹的扩展方向，使裂纹发生分支和终止，从而提高材料的韧性。

银纹 - 剪切带理论：增韧剂能够促进材料在受到外力作用时产生银纹和剪切带。银纹和剪切带的形成可以消耗大量的能量，同时阻止裂纹的进一步扩展，从而提高材料的韧性。

增韧剂性能要求

良好的增韧效果：能够显著提高材料的韧性，如冲击强度、断裂伸长率等，使材料在受到外力作用时不易发生脆性破坏。

与基体的相容性：与基体材料有良好的相容性，能在基体中均匀分散，形成稳定的结构，避免出现相分离现象，影响材料的性能。

对材料其他性能影响小：在提高材料韧性的同时，尽量不降低材料的其他性能，如强度、刚度、耐热性、耐化学性等，或者对这些性能的影响在可接受的范围内。

加工性能好：具有良好的加工性能，不影响材料的成型加工工艺，如不增加材料的粘度、不降低材料的流动性等，便于在工业生产中应用。

增韧剂应用

塑料行业：在聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、工程塑料等中添加增韧剂，可以改善塑料的韧性和抗冲击性能，使其更适合各种应用场景。例如，在PVC中添加适量的增韧剂，可以提高其耐寒性和抗冲击性能，使其可用于制造各种户外用品和管道材料。

橡胶行业：用于改善橡胶的加工性能和使用性能。在天然橡胶和合成橡胶中添加增韧剂，可以提高橡胶的柔韧性、抗撕裂性能和耐磨性能，广泛应用于轮胎、橡胶制品等领域。

涂料和胶粘剂行业：在涂料和胶粘剂中加入增韧剂，可以提高涂层和胶层的柔韧性、附着力和抗冲击性能，使其能够适应不同的使用环境和要求。例如，在建筑涂料中添加增韧剂，可以提高涂料在不同气候条件下的耐久性和抗开裂性能。