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文件名称:五种不同类型增韧剂,对聚碳酸酯性能的影响.docx
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更新时间:2025-05-17
总字数:约4.35千字
文档摘要

为了改善PC缺口敏感性和应力开裂性,同时提高其加工性能,通常会用增韧剂对PC进行增韧改性。目前市场上常用于PC增韧改性的助剂有丙烯酸酯类增韧剂(ACR)、甲基丙烯酸甲酯?丁二稀?苯乙烯类增韧剂(MBS)和甲基丙烯酸甲酯为壳、丙烯酸酯与有机硅为核组成的增韧剂。这些增韧剂与PC之间都有较好的相容性,从而增韧剂能够均匀地分散在PC当中。

本文选择了5种不同牌号的增韧剂(M?722、M?732、M?577、MR?502和S2001),并通过PC熔体流动速率、热变形温度和力学性能的变化评价增韧剂对PC热氧老化性能、70℃水煮老化性能、湿热(85℃/85%)老化性能的影响。

01

实验部分

1、主要原料

PC,PC02?10,宁波浙铁大风化工有限公司;MBS型增韧剂,M?722、M?732,日本钟渊化学工业公司;丙烯酸酯类增韧剂,M?577,日本钟渊化学工业公司;硅系增韧剂,MR502,日本钟渊化学工业公司;硅系增韧剂,S2001,三菱丽阳株式会社;抗氧剂,1010、168,南通威宏化学科技有限公司;脱模剂,季戊四醇硬脂酸酯(PETs),广州市壹诺化工科技公司。

2、主要设备及仪器

双螺杆挤出机,STS?35,科倍隆(南京)机械有限公司;注塑机,MA900,海天国际控股有限公司;万能拉力试验机,INSTRON3357,英斯特朗(上海)试验设备贸易有限公司;冲击试验仪,9050,意大利CEAST公司;熔体流动速率测试仪,RL?11B1,上海思尔达科学仪器有限公司;分光测色仪,CI?60,美国爱色丽公司;湿热老化箱,AP?HX,东莞市科文试验设备有限公司;热变形温度测试仪,HDT/V?3116,金建检测仪器有限公司;扫描电子显微镜(SEM),S4800,日立Hitachi公司。

3、样品制备

基本配方:PC∶增韧剂∶抗氧剂∶脱模剂=100∶5∶0.2∶0.3,其中对照组由PC中加入等比例的抗氧剂及脱模剂经过一次挤出获得;根据表配方称取相应的助剂及PC树脂并用高速混合机搅拌5~8min,混合均匀后将原料倒入失重称中,然后进行抽粒;双螺杆挤出机温度设置为加料段200~220℃,熔融段温度为260~270℃,均化段温度为230~250℃,机头温度220~240℃,螺杆转速为220r/min,下料速度为50kg/h;经过抽粒的PC静置24h后在120℃烘箱中干燥4h再进行注塑;注塑温度为270~290℃,模温机设置温度为100~120℃,注塑压力和注塑速度为70~90MPa和40%~70%;注塑完成后,试样在恒温室中放置24h消除应力后再进行各项测试。

4、性能测试与结构表征

按ISO1133标准测试材料的熔体质量流动速率,测试条件为300℃/1.2kg;按ISO527?1标准测试材料的拉伸强度与断裂伸长率,测试速率为50mm/min;按ISO178标准测试材料的弯曲强度与弯曲模量,测试速率为2mm/min;按ISO180标准测试材料的缺口冲击强度,使用缺口制样机制备“V”形缺口,缺口深度2mm,低温抗冲测试前将样条在-30℃环境下保存4h;按ISO75?1标准测试材料的热变形温度,升温速率120℃/min;黄度指数(IYI)测试:注塑边长大于2cm,厚度为2mm的正方形色板进行热氧老化实验,并用分光测色仪对老化前后色板的颜色进行测试,测试前需对仪器进行校正,每块色板都要进行3次测量并记录色板的黄色指数;SEM分析:将注射成型的样条进行切片,在其表面喷金,在一定电压下观察其表面形貌。

02

结果与讨论

1、增韧剂的结构及6组试样的微观形貌图

论文中使用的5种增韧剂都是核壳类抗冲击改性剂。其中M?722与M?732是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物,两者都具备以丁二烯为核,苯乙烯?甲基丙烯酸甲酯共聚物为壳的核壳结构。M?577是丙烯酸酯类核壳型增韧剂,它以丙烯酸酯为壳,丙烯酸酯与甲基丙烯酸甲酯共聚物为壳。MR502与S2001是硅系增韧剂,MR502是以有机硅和丙烯酸酯为核,甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳型增韧剂,S2001是以硅和丙烯酸为核,甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳型增韧剂。

选择3种类型增韧剂各一款观察微观形貌,其SEM照片如图1所示。分别用5000倍[图1(a)、(b)、(c)、(d)]和10000倍[图1(e)、(f)、(g)、(h)]的倍数对切面进行观察。由图可见,纯PC的切面十分光滑。加入增韧剂后,PC的切面变得粗糙,呈鱼鳞状分布,同时出现了多个明显的空洞,并在空洞中发现了小球。这些小球分散均匀,大小均一,这是核壳结构中的“核”