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摘 要:主要介绍聚碳酸酯的共混改性的方法,通过共混赋予聚碳酸酯更高和更新的性能,使其在各领域内的应用快速增长。
关键词:聚碳酸酯;共混改性;应用
中图分类号:TQ323 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)20-0326-01
1 聚碳酸酯改性的发展
聚碳酸改性材料主要有玻纤增强聚碳酸酯、PC/ABS合金、阻燃PC/ABS合金等。PC/ABS合金综合了PC和ABS的优良性能,既可降低PC的熔体黏度,改善加工性能,减少内应力和冲击强度对厚度的敏感性,又提高了ABS的耐热性和力学强度。常规的PC已经难以满足实际应用要求,各种改性PC产品应运而生。
2 增强聚碳酸酯的的性能特点
传统的聚碳酸酯具有优良的绝缘性,使用温度范围较大,制品尺寸稳定,但存在某些缺陷如易于应力开裂,对内缺口敏感,耐磨性欠佳,加工流动性较差等.有必要对其性能进行改性。
PC增强改性主要是提高PC的耐疲劳强度和硬度,所用的增强材料主要是玻璃纤维,碳纤维。玻纤主要有长纤维和短纤维。玻纤增强PC具有成型收缩率低、制品尺寸稳定性好等优点,可用于要求高刚性、高耐热性、高精度的产品,如:电动工具零部件、电视机高频头骨架等。
3 聚碳酸酯的共混改性
3.1 聚碳酸酯与聚烯烃的共混改性
PC/PO合金包括PC/PE合金和PC/PP合金。PC与PO共混,可提高PC的抗冲击性能,改善PC的加工流动性,降低制品的内应力,同时还可提高PC的拉伸强度和断裂伸长率,并降低PC的成本。
PC與少量的PE(<10%)与PC共混,可使PC缺口冲击强度提高,熔体黏度大大降低,而且对PC的其他性能几乎毫无影响。但PE含量高时,由于两组分不相容,二者简单共混时,共混体系的形态结构难以控制,材料的物理、力学性能不稳定。所以改善PC/PO体系的相容性是获得性能优异的PC/PO合金的关键。PC/PO合金的增容技术有两种,反应型增容和添加型相容剂增容。反应型增容就是先对PO进行接枝改性,在PO中引入可与PC反应的极性基团,然后与PC共混,在共混过程中,实现原位增容,改善两相界面黏结性。
3.2 PC与ABS的改性
ABS是工程塑料中用量最大的品种,具有优良的溶体流动性和加工性,与PC共混后一方面可以提高ABS的耐热性,抗冲性和拉伸性能,代替ABS应用于高端领域,另一方面可以降低PC的溶体黏度,提高PC的流动性,改善加工性能,减少制品内应力,减少冲击强度对缺口和厚度的敏感性。
3.2.1 ABS中橡胶含量对合金性能的影响
不同品牌的PC及ABS树脂共混的合金在性能上有较大的差异。高橡胶含量提高了PC/ABS体系的冲击强度,但大大损害了相态间互容行为,使合金的拉伸行为降低,因此,选用适当的橡胶含量的ABS,不但可以使其共混物的冲击强度获得提高,而且其弯曲强度还会出现协同增强。
在一定橡胶范围内,橡胶含量增加,冲击强度增大,脆韧转变温度降低,断裂伸长率增大,拉伸模量和拉伸强度降低。ABS中橡胶含量还影响合金的相容性,低橡胶含量的ABS和PC相容性好,高含量的橡胶相容性差,有的甚至严重分离。
3.2.2 ABS中AN含量对PC/ABS合金性能的影响
随着AN含量的增加,合金的剪切黏度升高。在PC含量高的PC/ABS合金中,AN含量为22%时合金具有较高的冲击强度和拉伸强度。
此外,聚合方法、黏度、PC分子量、原料干燥、共混工艺也会对ABS/PC合金的性能产生影响。
3.2.3 聚碳酸酯与聚脂的共混改性
PC性能优异,为非晶聚合物,PBT、PET为结晶聚合物PC/聚脂合金为典型的非晶/结晶共混体系。由于在结构上的某些相似性,使PC与PBT具有一定的相容性,属于部分相容体系,所得的合金的耐热性,冲击性,加工型和耐化学药品性好,是工业应用价值较高的共混物。PE-g-MAH的加入可以改善PC/PBT共混体系两相间的相容性,具有增韧作用,使得共混体系的冲击性能有明显的提高。因为PE-g-MAH可以极大地提高共混体系界面相容性,改善界面粘合和分散情况,避免在界面处产生维裂纹,从而大幅度提高了PC/PBT的相容性。
4 聚碳酸酯的实例及应用
(1)汽车应用领域:除汽车照明系统外,在汽车仪表盘系统,内外装饰系统中的前后挡板、反光镜框、叶轮罩、门把手等领域也广泛使用,用量最大的是PC/ABS合金。
(2)建材领域:聚碳酸酯的板材作为新型建材,已被人们所熟知,其市场用量正在迅速上升,除用于大型体育场,车站及购物中心,目前已渗透到部分家庭装饰中,PC窗玻璃在国内尚未得以大量应用,其竞争对手是聚丙烯酸及酯类树脂,后者在耐气候性,产品价格方面由于PC。
(3)隔音板/墙:高速公路,高速铁路及城市快速路隔音板/墙是PC新的应用增长点,综合性能高于PMMA。
参考文献
[1]张淑红,郭卫玲,刑凤英,张文杰.国内外聚碳酸酯市场现状分析[J].石化技术,2015(4):14~15.
[2]王 俐.世界聚碳酸酯工业发展近况及应用[J].精细石油化工进展,2015,16(2):38~43.
[3]刘新民,李 劲,石晓欣.HDPE/PC/EVA共混体系的性能研究[J].现代塑料加工应用,2004,16(4):7~9.
[4]梁基照.PC/ABS合金的力学性能研究[J].现代塑料加工应用,2004,16:15~17.
[5]杨明山.工程塑料改性与应用.北京:化学工业出版社,2017,6:118~177.
[6]钟晓萍.聚碳酸酯及其合金市场的现状及展望[J].塑料工业,2006,34(增刊):9~12.
[7]金国珍.工程塑料[M].北京:化学工业出版社,2001.
[8]李 新.法沈百栓杨进元.聚碳酸酯的共混改性.河南化工.1992,07,002.
[9]蔡琼英,等.高分子材料科学与工程,1990(3)7.
[10]曾邦禄,杨鸣波,等.工程塑抖应用.1990(4)3.
收稿日期:2018-6-10
关键词:聚碳酸酯;共混改性;应用
中图分类号:TQ323 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)20-0326-01
1 聚碳酸酯改性的发展
聚碳酸改性材料主要有玻纤增强聚碳酸酯、PC/ABS合金、阻燃PC/ABS合金等。PC/ABS合金综合了PC和ABS的优良性能,既可降低PC的熔体黏度,改善加工性能,减少内应力和冲击强度对厚度的敏感性,又提高了ABS的耐热性和力学强度。常规的PC已经难以满足实际应用要求,各种改性PC产品应运而生。
2 增强聚碳酸酯的的性能特点
传统的聚碳酸酯具有优良的绝缘性,使用温度范围较大,制品尺寸稳定,但存在某些缺陷如易于应力开裂,对内缺口敏感,耐磨性欠佳,加工流动性较差等.有必要对其性能进行改性。
PC增强改性主要是提高PC的耐疲劳强度和硬度,所用的增强材料主要是玻璃纤维,碳纤维。玻纤主要有长纤维和短纤维。玻纤增强PC具有成型收缩率低、制品尺寸稳定性好等优点,可用于要求高刚性、高耐热性、高精度的产品,如:电动工具零部件、电视机高频头骨架等。
3 聚碳酸酯的共混改性
3.1 聚碳酸酯与聚烯烃的共混改性
PC/PO合金包括PC/PE合金和PC/PP合金。PC与PO共混,可提高PC的抗冲击性能,改善PC的加工流动性,降低制品的内应力,同时还可提高PC的拉伸强度和断裂伸长率,并降低PC的成本。
PC與少量的PE(<10%)与PC共混,可使PC缺口冲击强度提高,熔体黏度大大降低,而且对PC的其他性能几乎毫无影响。但PE含量高时,由于两组分不相容,二者简单共混时,共混体系的形态结构难以控制,材料的物理、力学性能不稳定。所以改善PC/PO体系的相容性是获得性能优异的PC/PO合金的关键。PC/PO合金的增容技术有两种,反应型增容和添加型相容剂增容。反应型增容就是先对PO进行接枝改性,在PO中引入可与PC反应的极性基团,然后与PC共混,在共混过程中,实现原位增容,改善两相界面黏结性。
3.2 PC与ABS的改性
ABS是工程塑料中用量最大的品种,具有优良的溶体流动性和加工性,与PC共混后一方面可以提高ABS的耐热性,抗冲性和拉伸性能,代替ABS应用于高端领域,另一方面可以降低PC的溶体黏度,提高PC的流动性,改善加工性能,减少制品内应力,减少冲击强度对缺口和厚度的敏感性。
3.2.1 ABS中橡胶含量对合金性能的影响
不同品牌的PC及ABS树脂共混的合金在性能上有较大的差异。高橡胶含量提高了PC/ABS体系的冲击强度,但大大损害了相态间互容行为,使合金的拉伸行为降低,因此,选用适当的橡胶含量的ABS,不但可以使其共混物的冲击强度获得提高,而且其弯曲强度还会出现协同增强。
在一定橡胶范围内,橡胶含量增加,冲击强度增大,脆韧转变温度降低,断裂伸长率增大,拉伸模量和拉伸强度降低。ABS中橡胶含量还影响合金的相容性,低橡胶含量的ABS和PC相容性好,高含量的橡胶相容性差,有的甚至严重分离。
3.2.2 ABS中AN含量对PC/ABS合金性能的影响
随着AN含量的增加,合金的剪切黏度升高。在PC含量高的PC/ABS合金中,AN含量为22%时合金具有较高的冲击强度和拉伸强度。
此外,聚合方法、黏度、PC分子量、原料干燥、共混工艺也会对ABS/PC合金的性能产生影响。
3.2.3 聚碳酸酯与聚脂的共混改性
PC性能优异,为非晶聚合物,PBT、PET为结晶聚合物PC/聚脂合金为典型的非晶/结晶共混体系。由于在结构上的某些相似性,使PC与PBT具有一定的相容性,属于部分相容体系,所得的合金的耐热性,冲击性,加工型和耐化学药品性好,是工业应用价值较高的共混物。PE-g-MAH的加入可以改善PC/PBT共混体系两相间的相容性,具有增韧作用,使得共混体系的冲击性能有明显的提高。因为PE-g-MAH可以极大地提高共混体系界面相容性,改善界面粘合和分散情况,避免在界面处产生维裂纹,从而大幅度提高了PC/PBT的相容性。
4 聚碳酸酯的实例及应用
(1)汽车应用领域:除汽车照明系统外,在汽车仪表盘系统,内外装饰系统中的前后挡板、反光镜框、叶轮罩、门把手等领域也广泛使用,用量最大的是PC/ABS合金。
(2)建材领域:聚碳酸酯的板材作为新型建材,已被人们所熟知,其市场用量正在迅速上升,除用于大型体育场,车站及购物中心,目前已渗透到部分家庭装饰中,PC窗玻璃在国内尚未得以大量应用,其竞争对手是聚丙烯酸及酯类树脂,后者在耐气候性,产品价格方面由于PC。
(3)隔音板/墙:高速公路,高速铁路及城市快速路隔音板/墙是PC新的应用增长点,综合性能高于PMMA。
参考文献
[1]张淑红,郭卫玲,刑凤英,张文杰.国内外聚碳酸酯市场现状分析[J].石化技术,2015(4):14~15.
[2]王 俐.世界聚碳酸酯工业发展近况及应用[J].精细石油化工进展,2015,16(2):38~43.
[3]刘新民,李 劲,石晓欣.HDPE/PC/EVA共混体系的性能研究[J].现代塑料加工应用,2004,16(4):7~9.
[4]梁基照.PC/ABS合金的力学性能研究[J].现代塑料加工应用,2004,16:15~17.
[5]杨明山.工程塑料改性与应用.北京:化学工业出版社,2017,6:118~177.
[6]钟晓萍.聚碳酸酯及其合金市场的现状及展望[J].塑料工业,2006,34(增刊):9~12.
[7]金国珍.工程塑料[M].北京:化学工业出版社,2001.
[8]李 新.法沈百栓杨进元.聚碳酸酯的共混改性.河南化工.1992,07,002.
[9]蔡琼英,等.高分子材料科学与工程,1990(3)7.
[10]曾邦禄,杨鸣波,等.工程塑抖应用.1990(4)3.
收稿日期:2018-6-10