EAA-Mg/POE/PA6对聚甲醛增韧与成核改性的研究(3)
但是，因为聚甲醛的结晶度高，制品存在缺口冲击强度低、成型收缩率大的缺点，与其他各种优异性能不匹配，需要进一步地改进。
1.1.1 聚甲醛的增韧机理
聚甲醛增韧性改性主要是在基体中添加弹性体，无机刚性粒子、复合增韧剂等，通过共混的方法进行改性。添加的微粒在POM基体中作为应力集中剂引发POM基体的剪切屈服和银纹化，产生增韧作用。理想的POM增韧体能够使共混物相界面产生足够的黏结力，并保证两相呈均匀分散的“海(POM)-岛(增韧剂)”结构[5]。目前，各种研究主要以弹性体增韧为主。弹性体增韧剂主要包括聚烯烃类、苯乙烯类、聚酯类、热塑性聚氨酯(TPU)和聚酰胺类、PU562以及NBR、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶（EP-DM）等。无机刚性粒子主要包括金属粒子，铜粉、铅粉、锌粉、铁粉等，以及纳米粒子纳米-SiO2、 纳米-CaCO3等。复合增韧剂是指两种或两种以上的增韧剂通过物理或化学的方法进行“有机组合”，复合增韧剂对POM的增韧作用更加明显。复合增韧剂包括乙烯-辛烯共聚物-g-MAH、SEBS-g-MAH、EPDM-g-MAH、TPU/nano-SiO2、TPU/nano-CaCO3等[6-8]。研究表明，POM/TPU/nano-SiO2质量比为100∶10∶1时，拉伸强度提高了20%，弹性模量提高了78.3%，冲击强度提高了175%；TPU/纳米-CaCO3质量比为7∶3时，缺口冲击强度增加到12.84kJ/m2，比纯POM提高了88.5%。
另一方面，由于POM为高结晶聚合物且晶体结构尺寸很大，那么存在于缺口附近的尺寸较大的球晶成为制品受力时的应力集中点，导致聚甲醛缺口冲击强度很低[9]。加入预聚物能使共混物分子链间产生分子间作用力，限制POM分子链的运动，阻碍了POM分子链进入晶格，抑制了球晶的生长与此同时，预聚物的相对质量较小，在共混物中起到成核剂的作用使共混物中晶核的数量增多，因此球晶直径明显减小。球晶尺寸减小使共混物出现应力集中的可能性减少，有效消除缺口附近的应力集中点有利于共混物缺口冲击强度的提高。
此外，预聚物与POM分子链间形成较强的分子间作用力，明显提高了两相界面粘结力，使热塑性聚氨酯在受到外力冲击时，不会因为界面张力太大，而从基体树脂中脱离，提高了热塑性聚氨酯在基体树脂中引发的银纹能力，这表现为宏观力学性能的提高。这也表明，异氰酸酯预聚物可起到反应性相容剂的作用[10]。
1.1.2 聚甲醛增韧改性方法的研究
由于POM结晶度较高，一般达70%～85%，结晶晶粒较大，缺口冲击强度低，往往以脆性方式断裂。改善POM的冲击韧性主要有两种方法：一是弹性体增韧；二是刚性粒子增韧。
1.弹性体增韧
弹性体增韧POM是传统的增韧方法。因为橡胶或热塑性弹性体模量低、易于挠曲，在塑料基体中作为应力集中体系引发基体的剪切屈服和银纹化，促使基体发生脆-韧转变，提高材料的韧性。影响增韧效果的主要因素包括橡胶(弹性体)粒子的大小、相邻粒子间的距离及其粒子与基体间的界面结合力等。常用的有热塑性聚氨酯、(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(俗称三元乙丙橡胶，EPDM)、丁腈橡胶 (NBR)、硅橡胶等。
四川大学白时兵等[11]发现采用以CaCO3为核、PUR2T为壳的PUR2T/CaCO3超细复合粉体增韧POM，其缺口冲击强度大大提高。于建等[12]对其进一步研究表明，PUR2T包覆CaCO3粒子的粒间距达到临界值Tc≤0.18μm，包覆层厚度达到临界值Lc≥0.7μm时，共混POM材料发生脆-韧转变，材料的冲击强度可比纯POM提高数十倍，而且拉伸强度可达30MPa左右。合肥大学徐卫兵等[13]用Z-3作增容剂，当POM/PUR2T/Z-3配比为100/7/7时，共混物的缺口冲击强度较纯POM提高了95%。