聚合物材料在实际使用过程中，不仅需要具有较高的强度，而且还应具有较高的韧性，因此有关塑料韧的研究一直是高分子材料科学的重要课题和热点。自从19世纪40年代以来，工业上就广泛采用加入少量橡胶来提高刚性聚合物的抗断裂性能，因而橡胶韧技术也随之蓬勃发展起来。目前几乎所有类型的刚性聚合物（包括无定形、半结晶型热塑性树脂和热固性树脂）的橡胶韧材料都被制造出来。但由于橡胶韧聚合物的断裂行为十分复杂，并且随组成、形态和测试条件变化而显著变化，使得韧机理的研究进程发展得相对缓慢。迄今为止，橡胶韧聚合物的结构与性能关系中一些重要的方面还没有被正确地认识，它们仍是科学家们争相研究的焦点。研究橡胶韧塑料的机理十分重要，它将指导我们更好地进行分子设计，以得到综合性能良好的工程材料。

　　现在，一些研究工作者们将新的）则平面应力体积球的直径（S）为19当时，即T　　此时由（8），（9）式可得sc=作图，如果得一直线，则说明符合标度定律，由直线的斜率可得g值。

　　热塑性基体的分类Wu从高分子链结构特征出发引入了两个分子结构参数，链缠结密度ve和链极限特征比C%，并给出了二者之间的定量关系：Kambour则给出了归一化屈服应力'的表达式：他认为，基体的断裂行为（银纹或剪切屈服）存在竞争，而A/的比值可以定量反映这种竞争程度。对于v较小及较大的基体，银纹应力较小，则易于以银纹方式断裂，韧性较低；而v较大及较小的基体则主要以剪切屈服方式断裂，韧性较高。

　　Wu根据以上研究结果，通过计算聚合物基体的分子链结构参数v和C.，将聚合物基体划分为脆性基体和准韧性基体两大类。划分界限大致如下：当V<0.15mmol/cm3和7.5时，基体为脆性基体，冲击断裂行为以银纹为主，具有较低的银纹引发能和扩展能，因此其无缺口冲击强度与缺口冲击强度都低，典型的例子是聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等；当v（> 0.15mmol/on3和。<7.5时，基体为准韧性基体冲击断裂行为以剪切屈服为主，具有高的银纹引发能和低的银纹扩展能，因此具有较高的无缺口冲击强度和较低的缺口冲击强度，如尼龙、热塑性聚酯和聚碳酸酯（PC）等。对于v气）。15mmol/cm3和C=.7.5的塑料基体如聚甲醛（POM）和聚氯乙烯（VC）等，断裂方式为多重银纹-剪切屈服的混合行为。

　　Wu提出的临界基体层厚度概念使韧理论由传统的定性分析进入了定量分析的阶段，特别是将逾渗理论应用到共混物脆韧转变的研究中，是韧理论发展的又一突破，意义十分重大。但此理论也存在许多不足，主要表现在其理论模型是建立在假设橡胶粒子在基体中呈简立方分布，粒子为球形且大小相同，这显然忽略了粒子形状、尺寸分布及空间分布对材料韧性的影响，不是十分严密；而且Wu在考虑PA6/PDM共混体系脆韧转变的逾渗模型时，分别用不同的假设处理脆韧转变过程和逾渗过程，对于脆韧转变，假设橡胶颗粒以简立方分布规则排列在基体中，把简立方密堆积填充因子0.52定为脆韧转变阈值，从而推算出临界基体层厚度；而在处理逾渗转变时，又假设橡胶颗粒无规分布在基体中，为了处理数据方便，任意指定逾渗阈值为0. 42而没有考虑橡胶粒径分散度的实际情况。Safran等人利用MonteCarlo方法计算得到的等尺寸球的逾渗阈值为0. 35114，小于Wu指定的阈值（0.42），Wu又认为这是由于PA6/EPDM体系中橡胶粒径的多分散性所引起的。因此Wu在处理脆韧转变和逾渗转变时存在前后假定不统一和假定任意性等不合理之处。

　　2增韧机理的研究现状由于脆韧转变是韧理论中的重要现象，因此人们对脆韧转变进行了定性和定量的研究。目前有关这方面的主要研究结果如下。

　　2.1脆韧转变的判据T=T（。脆韧转变；T　　漆宗能等人将Wu的Tc判据推广应用到非极性的半结晶聚合物聚丙烯（PP）/PDM共混体系1151和极性的非晶聚合物PVC/X腈橡胶（NBR18）共混体系116的脆韧转变中，获得了脆韧转变主曲线，证实T（。判据适用于所有的准韧性聚合物橡胶共混物。

　　朱晓光等人117根据断裂力学观点，给出了T（。判据的力学依据，验证T（。判据是共混物脆韧转变的单参数。李强、漆宗能等118对脆韧转变损伤区特性的研究进一步证实T参数和聚合物韧的本征特性紧密相关。此外T（、除了与基体材料特性有关外，还与韧性测试温度19201，变形速率有，。

　　吕素平等人将断裂应力和屈服应力这两个相互竞争的力学量用一个无因次的损伤竞争准数Da统一起来（Da=ah2/ay2），以此研究脆韧转变，提出脆韧转变的损伤竞争准数判据，即Da<1脆性断裂；=1脆韧转变；这样，脆韧转变的临界条件有了明确的物理意义。利用分散相粒子在基体中分布的无穷多等距共线裂纹模型近似推导出聚合物共混体中Da的本构关系式。分散相的影响可以由等效缺陷LD表征，它与分散相粒径和体积分数等有关。这样Da可进一步等效为共混体的基体剪切屈服区尺寸与LD的竞争。他们应用不同类型的聚合物共混体系的实验数据验证了Da判据的合理性和实用性，并得到了冲击韧性随Da变化的脆韧转变主曲线，由此表明脆韧转变特性确实由损伤竞争状态**确定，且在一定的范围内，损伤竞争状态和分散相粒径、体积分数无关。

　　为了将基体的链结构和共混物的力学性能联系起来，吕素平等人又给出了如下关系式A吕素平等在基础上进一步研究了分子链参数对聚合物共混体脆韧转变的综合影响，提出了聚合物脆韧转变的分子链参数Mbd判据126：=v/在研究PP/PDM体系时，发现橡胶粒径分布对脆韧转变并无影响，不同粒径分布所得到的临界基体层厚度与冲击强度的关系几乎是同一条曲线。另外，也有一些实验表明，将大小不同的粒子以适当比例混合起来的效果较好。例如在SAN中采用双峰分布的橡胶粒子来增韧，存在协同作用，其冲击韧性被显著提高。增韧的确切原因还不清楚，可能的解释是在橡胶增韧塑料中，大粒径的橡胶颗粒对诱发银纹有利，小粒径颗粒对诱发剪切带有利。因此，将大小颗粒按适当比例混合，使银纹和剪切带同时起作用也许是提高橡塑共混物韧性的有益途径。

　　另外，空间分布对增韧效果也有影响。橡胶颗粒在基体中的空间分布主要有以下几种：网络分布、准网络分布和均匀无规分布以及颗粒的聚集（见）。有指出，PVC/BS及PVCMBS共混物中分散相ABS及MBS中橡胶的粒径及其分布是在合成过程中控制的，共混物的制备过程主要是改变橡胶粒子在PVC中的空间分布。在相同的粒径及其分布和相同含量下，如果获得了橡胶粒子在PVC初级粒子周围分散的准网络形态，共混物呈现高韧性；口果初级粒子破碎成更小的粒子单元时，橡胶粒子无规分散在基体中，共混物的韧性会显著降低。

　　由此可知，橡胶粒子空间分布的变化对PVC橡胶共混物的韧性有明显影响，并且橡胶粒子的准网络形态比无规形态更有利于增韧。这种橡胶粒子空间分布变化对韧性产生显著影响的现橡胶相在共混物中的空间分布示意图网络分布；（b）准网络分布；（C）均匀无规分布；（d）聚集分布象在ABS增韧尼龙和橡胶增韧SAN中也观察到。另外，Liu等的研究证明，准网络和均匀分布的NBR颗粒作为应力集中都能有效地诱导PVC的剪切屈服，因此颗粒的这两种空间分布并不影响共混物的增韧机理。此外，我们可以预料到在橡胶含量和平均粒径相同时，橡胶颗粒聚集势必会降低增韧效果。因为橡胶颗粒聚集成束，使得两束之间的基体层在冲击破坏过程中不易屈服，*终导致平均基体层厚度比分散性好的共混物的基体层厚度大。这样基体层厚度增加，不容易满足Tc判据，导致共混物发生脆性断裂。

　　Donald和Kramer利用透射电镜OEM）对不同形态的橡胶粒子在HIPS和ABS基体中引发银纹作了比较研究。采用了两种不同形态的粒子加入到HIPS中，一种是核为PS，壳为橡胶的粒子，另一种是无核的橡胶粒子。研究表明，两种粒子在引发银纹及自身形态变化方面，完全不同。对于核-壳结构，胶粒子在外界应力作用下1粒子被拉长而其中的巧核由于模量高而基本不变于临界值时，共混物发生脆韧转变；而且dc随分散相粒径分布增大而减小，随增大而增大。同时分别给出了dc与的关系式如下：橡胶则局部微纤化，但由于被PS隔开，不会产生大的空隙，因此在银纹化和形变过程中，并未产生有害的空洞；而对于纯橡胶形态的粒子，受到外力作用时，粒子会发生整体变形，同时在垂直外力方向明显收缩，导致在基体银纹与粒子间产生橡胶联系带，并承受较大的负荷，由于橡胶联系带极易断裂而发展为空洞，导致材料断裂破坏。因此，可以推测采用包藏有刚性聚合物或其他刚性填料的核-壳结构的橡胶粒子韧聚合物能够获得比纯橡胶形态粒子韧聚合物更高的性能。

　　2.32分散相的用量按照Bragaw的银纹支化动力学理论146，冲击强度近似地与成正比，N为橡胶的颗粒数，它与橡胶的含量成正比。所以，橡胶含量加时，银纹的引发、支化及终止速率亦加，冲击强度随之提高。而且，也有表明橡胶含量提高会使脆韧转变温度降低147481，这样，在较低的实验温度下，就能实现脆韧转变。此外，根据Wu的理论存在临界橡胶含量，即当时，共混物表现为韧性；当<1时，共混物表现为脆性；当=，。时，共混物发生脆韧转变。但橡胶含量加的同时也会导致共混物的拉伸、弯曲性能以及硬度等性能指标的下降，并且使材料的加工性能变坏，因此橡胶的用量要根据各种因素的综合平衡来确定。

　　3界面相容性相容性大小是影响橡胶在基体内分散程度和分散状态以及两相界面粘结强度的决定因素，因此也影响到共混体系的*终韧效果。通常认为强界面粘结有利于聚合物橡胶共混物的韧，这是因为界面粘结对分散相形态有直接影响；界面粘结太弱（即界面相容性太差）导致橡胶颗粒粒径及分散度大，因此不利于韧。当体系相容性不足时，通过调节共混时的剪切速率可以减小粒径，但其变化范围是很有限的，同时也很难避免橡胶体积分数高时分散相的聚集化倾向，这种倾向对共混物的韧性有破坏性影响。因此对于相容性差的体系，加相容性亦即界面粘结强度成为聚合物韧改性的重要课题。在橡塑共混体系中，界面张力是决定相容性好坏的关键。

　　由于高分子体系中界面张力Y测定的诸多实际困难，在国内外的许多研究工作中，广泛采用了以表面张力差代替界面张力的方法，但张中岳等人的研究表明1491，用表面张力差代替界面张力是不合理的，他们提出了一个普适性更广的半经验的界面张力估算法，即刘浙辉等150应用丙烯腈（AN）含量不同的NBR与PVC共混，研究了界面粘结对PVCNBR共混物脆韧转变的影响。结果表明，当基体层厚度相等时，过强的界面粘结使pvcNbr共混物的冲击强度下降，并且使其产生脆韧转变的临界基体层厚度减小，界面粘结对聚合物共混物的韧行为具有直接的影响。损伤区分析给出：随着界面粘结强度大，空洞化过程受阻，减弱能量的耗散，并且不利于诱导剪切屈服损伤的产生，因而不利于韧；但是界面粘结强度过小，意味着共混物的相容性太差，致使分散相粒径过大，也不利于韧，所以对于韧来讲，共混物的界面粘结强度存在一个*佳范围，并且不同体系的*佳范围不同。目前己有尼龙/橡胶5“52、ppNbr1531共混物的实验结果证实这一规律的正确性。

　　另外，界面相容性改善也会使材料的韧机理发生改变。目前为了改善橡胶粒子与塑料基体的相互作用力己经开始研究所谓核-壳结构的韧剂54~57.通常橡胶为核，外面包裹能与基体聚合物作用的聚合物。Keskkula1361对SAN/橡胶（核）PMMA（壳）共混物体系进行了研究，结果表明，随着AN含量大，两相的界限模糊，相容性大，材料逐渐由银纹化转变到以剪切屈服为主的韧机神234韧性测试条件的影响由于聚合物的粘弹特性，其韧性强烈地依赖于实验的温度和速率，试样尺寸、构型和受力状态等因素的影响也很大1581.韧性的表征主要有以下几种方法：a）利用摆锤式弯曲冲击实验测试冲击强度，其中又包含两种测试方法，Izod和Charpy缺口冲击强度，该强度包括了钝缺口条件下裂纹引发能和扩展能两部分。（2）利用拉伸冲击实验测试低速和高速拉伸时的应力-应变曲线，由曲线下的面积计算拉伸应变能。当试验的速度足够高时，曲线下的面积应和材料的冲击强度近似相等。（3）利用三点弯曲方法测试断裂韧性，有临界裂纹扩展能G.159、临界应力强度因子KrK01、临界积分1611和引发能162等几种表示形式，它们仅包括裂纹引发能。由此可见，各种测试方法所表征韧性的含义和量纲各不相同，它们之间很难进行定量换算。

　　Gaymans等人1631研究了不同形变速率对聚合物共混物脆韧转变的影响。结果表明，当形变速率较低时，较少的橡胶含量就可达到韧目的。而Meer等人164在研究聚碳酸酯（PC）和橡胶共混物的脆韧转变现象时发现，当形变速率较低时，在所研究的温度范围内观察不到脆韧转变现象。姜伟等人1651根据Wu建立的聚合物共混物脆韧转变的逾渗模型，从能量转换的角度研究了聚合物共混物的脆韧转变过程，并得到在脆韧转变点材料参数与有关物理量之间的关系方程式。

　　化能和体积；K为一常数；M为基体的模量；E为应力体积球的形变能；d为分散相粒径大小；ID为临界基体层厚度。方程（25）可进一步变换成如下形式：其中，Th=G/Rln（B/Y），Q=KM1严。由（26）式可以看出临界基体层厚度与温度之间的关系为双曲线，并且当T趋近于Th时，ID趋于无限大。所以Th是基体材料的脆韧转变温度。

　　根据方程（26）可以很容易地解释Meer等人的结果，对于给定的共混物（（D、d、G、E?定），当形变速率很低时，聚合物共混体的脆韧转变温度也很低，以致于超过所研究的温度范围，因此观察不张中岳，黄红红。高分子材料科学与工程，1991，7（3）：8.