аннотация: методы dsc, tga и tma используются для систематического изучения стеклования, термической деградации, термической деградации кислорода, процесса удаления НСl и деформационных характеристик сплавов abs / pvc / nbr. результаты показывают, что различные изменения в сплаве ABS / ПВХ / NBR сопровождаются изменениями в энергии, массе и размерах. Температура стеклования является важным параметром для характеристики совместимости пластических сплавов. Термостойкость сплава зависит от процесса удаления ПВХ из системы сплава. Кривая tma abs / pvc / nbr разделена на плоскую секцию, секцию расширения и секцию размягчения, в секции расширения продукты деформируются и теряют практическое значение. ЛУЭ. Плоский участок относится к области применения, а смягчающий раздел предоставляет технические данные и теоретические основы для определения оптимального процесса.

abs / pvc / nbr - это новый тип полимерного материала, который широко используется для изготовления сумок, автомобильных панелей и других наружных упаковочных изделий. его термическое поведение и термическая стабильность связаны с обработкой и производительностью. поэтому необходимо провести исследование термических свойств сплава абс / пвх / нбр.

1. экспериментальная часть

1.1 экспериментальная инструкция Мент

используется термический анализатор dupont 1090, термический анализ образца тигля ,

1.2 Экспериментальный метод

dsc: определение стеклования полимеров и их сплавов;

tga: определение термического разложения, термического окисления и свойств при постоянной температуре полимеров и их сплавов;

tma: определение коэффициента расширения и деформационных характеристик сплава abs / pvc / nbr.

2. результаты и обсуждения

2.1 Стеклование сплава abs / pvc / nbr и его компонентов

Кривые dsc abs, pvc, nbr и abs / pvc / nbr показаны на рисунке 1. Положение внезапного изменения базовой линии в направлении эндотермического направления на кривой представляет собой стеклование полимера, которое указывает, что лед связанный сегмент в аморфном полимере является активным и имеет внезапное изменение теплоемкости.

Совместимость компонентов из пластикового сплава является ключом к хорошим характеристикам пластикового сплава, а температура стеклования является важным параметром для характеристики совместимости сплава. температуры стеклования абс, пвх, нбр и их сплавов приведены в таблице.

температуры стеклования ab simt-100 составляют -85 112 и 112 ℃, пвх 87,9 ℃ и nbr -29,4 29, когда три материала смешаны, температуры стеклования закрываются друг с другом, они -74,4 ℃, -8,8 ℃, -98,8 ℃ соответственно, что указывает на то, что резиновая фаза частично совместима с пластиковой фазой. Параметры растворимости nbr и pvc аналогичны и имеют термодинамическую совместимость. в процессе смешивания можно быть полностью совместимым и образовывать новую «фазу», так что температура стеклования пвх и самого nbr исчезает, что приводит к новой температуре стеклования. температура стеклования новой фазы составляет - 8,8 ℃, а температура стеклования ps в абс падает до 98,8 ℃.

так называемый резиновый закаленный пластик представляет собой пластиковый матрикс с высокой температурой стеклования с дисперсией резиновой фазы с низкой температурой стеклования. nbr играет эту роль в сплаве и концентрирует напряжение, когда оно выше температуры стеклования. Низкотемпературная температура стеклования абс / ПВХ / NBR составляет -74,4 ℃, -8,8 ℃, а частицы каучука играют ужесточающую роль для стирола в диапазоне -74,4 ℃ (-8,8 ℃) ~ 98,8 ℃.

Различные магазинные признаки резины имеют разную температуру стеклования, а также разный эффект закалки в сплаве. потому что когда температура падает до стеклования, микро-броуновское движение сегмента цепи замерзает, материал, используемый в качестве резины, теряет высокую эластичность и становится твердым и хрупким пластиком, теряя тем самым свой упругий эффект для пластика. температура стеклования Японии и Lanhua NBR -29. 4, -15. 7 ℃ соответственно.

Кривые dsc различных магазинных признаков сплавов abs / pvc / nbr имеют сходную форму. Есть два компонента в абс / пвх / nbr сплав с низкой температурой стеклования, это бутадиеновая фаза в абс и добавленная фаза nbr. Что касается низкотемпературной температуры стеклования сплава, то в Германии 1 # является самой низкой (16,3 ℃), а для Шанхая 3 # в Шанхае 4 # соответственно –8,8, -7,3 ℃. поэтому можно считать, что диапазон температуры ужесточения первого шире, чем диапазон двух последних.

2.2 термическая деградация и термическая деградация кислорода из сплава абс / пвх / нбр

Термическая стабильность полимеров может характеризоваться температурой разложения, которая тесно связана с энергией диссоциации самой слабой связи в структуре цепи полимера, то есть химическая структура самого полимера определяет его характеристики термического разложения.

кривые tga abs, pvc, nbr и их сплавов в атмосфере азота высокой чистоты показаны на рисунке 2. Шаг невесомости 180 ~ 350 mainly в основном обусловлен удалением hcl из ПВХ в сплаве abs / pvc / nrr. Поскольку потеря веса чистого ПВХ в этом температурном диапазоне превышает 60%, а термическое разложение абс и nbr происходит выше 350 ℃, считается, что потеря веса ниже 350 under в пластиковом сплаве в основном вызвана удалением НСl из ПВХ, и термостойкость пластического сплава в основном зависит от ПВХ в смешанной системе.

на кривых tga для абс / пвх / нбр сплавов с различными цеховыми признаками первый шаг невесомости в основном связан с удалением пвх из гкл, потеря веса варьируется в зависимости от содержания пвх в сплаве. чистый ПВХ составляет 61,7%, в Германии сплав 1 # составляет 41,13%, 43,04% для сплава Чанчунь 2 # и 38,89% для сплава Шанхай 3 #. в некоторой степени потеря веса отражает разницу в составе сплава и производительности.

деградация пластического сплава является типичным структурным изменением. это ухудшено химической реакцией с веществами в окружающей среде. самый важный агент разложения - кислород. Реакция окисления может вызвать и ускорить разложение при нагревании. На фиг.3 приведены ТГ-кривые абс, пвх, нбр и их сплавов в воздухе. Стадия невесомости 180 ~ 350 abs в сплаве ABS / ПВХ / NBR по-прежнему является деградацией ПВХ путем удаления НСl. чистый абс имеет медленную потерю веса от 240 350 до 350 ℃ с совокупной потерей веса всего 4,98%. nbr имеет прирост окисления при 220 ℃, после чего следует этап потери веса 4,56%. процесс деградации фторирования обоих происходит в основном при 350 ~ 550 ℃. для сплава все сплавы abs / pvc / nbr имеют две непрерывные стадии невесомости из-за образования промежуточных продуктов окисления и их дальнейшей деградации. остаток также меньше, чем при термическом разложении в потоке азота, около 4-5%.

2.3 удаление hcl и постоянные температурные характеристики абс / пвх / нбр

Измерение термического разложения и окислительного разложения сплава abs / pvc / nbr показывает, что потеря массы на первой стадии невесомости при 180 ~ 350 ℃ не имеет отношения к атмосфере, и потеря веса в воздухе и азоте аналогична (см. рисунок 4). ). то есть в этом интервале температур преобладает термическое разложение, то есть процесс удаления ПВХ из ГХЛ, поэтому полезно выбрать этот интервал температур для испытания при постоянной температуре.

Кривые dsc для abs, pvc, nbr и их сплавов при постоянной температуре приведены на рисунке 5, а потеря массы приведена в таблице 2.

потеря веса абс / пвх / nbr сплава при 250 ℃ составляет 31,82%, в то время как потеря веса абс и nbr при 250 ℃ составляет 2,1% ~ 2,4% и 2,3% ~ 4,6% соответственно, что составляет только 1/6 от общая потеря веса сплава. потеря веса сплава при постоянной температуре в основном вызвана удалением hcl из ПВХ, в то время как потеря веса при 250 ℃ в течение 30 минут намного выше, чем при 200 ℃. в процессе обработки, если условия процесса изменяются и температура не контролируется должным образом, из сплава будет удалено большое количество НСl, и свойства сплава будут потеряны. следовательно, потеря веса сплава при 200 ℃ в некоторой степени отражает преимущества и недостатки термостабильности.

Таблица 2 Потеря веса абс, нбр и их сплавов *%

поддерживать постоянную температуру в течение 30 минут

2.4 Деформационные характеристики абс / пвх / нбр сплава

Кривая tma сплава abs / pvc / nbr показана на рисунке 6.

Кривая tma разделена на плоскую секцию, секцию расширения и секцию размягчения. плоское сечение имеет температуру от комнатной до 80 ° С, то есть обычный диапазон температур использования, а коэффициент расширения сплава составляет 100 ~ 200 мкм / (м · С). 80 ~ 180 ℃ - секция расширения, которая может быть вызвана расширением резины. хотя сплав не подвергался термическому разложению или термическому разложению кислорода, повышение температуры вызывает увеличение объема полимера, увеличение свободного пространства между молекулами и активацию сегмента цепи и даже всей молекулы. поскольку расширение объема вызовет изменение геометрической формы, если геометрическая форма изменится произвольно, несмотря на желание людей, продукт потеряет свою практическую ценность. Только в секции размягчения сплав обладает характеристиками вязкого течения с высоким содержанием полимера и необходимыми параметрами для процесса и формования. температура размягчения начинается при 170 ℃, по кривой низкотемпературного (- 65 ~ 0 ℃) сплава abs / pvc / nbr, можно наблюдать, что сплав имеет плоский потенциал при низкой температуре без явного изменения геометрических размеров и коэффициент расширения 45 ~ 114 мкм / (м · ℃), поэтому считается, что сплав также имеет полезную ценность при низкой температуре и может использоваться в качестве материала для сосудов, таких как холодильные емкости.

Кривая tma abs / pvc / nbr в трехмерном пространстве x, y и z показана на рисунке 7. Деформационные характеристики сплава являются анизотропными, что обусловлено концентрацией напряжений при экструзионном формовании. этот фактор следует учитывать при изготовлении пресс-форм и проектировании процесса формования.

3. выводы

а. Метод термического анализа является наиболее прямым методом испытаний для исследования превращения сплава. с помощью термический анализ расходных материалов со стабильным качеством можно систематически охарактеризовать его тепловые характеристики с точки зрения стеклования, термического разложения, термического разложения кислорода, удаления ГХЛ, деформации и т. это является основой для изучения взаимосвязи между процессом обработки abs / pvc / nbr, структурой и свойствами.

б. Температура стеклования является важным параметром для характеристики совместимости пластических сплавов. Низкотемпературный стеклование сплава abs / pvc / nbr составляет -81 ℃, -16,3 ℃, а высокотемпературное стеклование 96,4 ℃ (98,8 ℃). Разница в температуре стеклования отражает совместимость системы сплавов и обеспечивает техническую основу для выбора формулы синтеза.

с. термическая деградация и термическая деградация кислорода в абс / пвх / нбр показывают, что термостабильность сплава зависит от процесса удаления пвх из ГХК в системе сплава. потеря веса немецкого и шанхайского образцов при 250 ℃ в течение 30 минут намного выше, чем у образцов при 200 ℃. до некоторой степени потеря веса сплава при постоянной температуре 200 ℃ отражает термическую стабильность сплава во время обработки.

д. Кривая tma abs / pvc / nbr имеет три секции, плоская секция - подходящий температурный диапазон для использования, в то время как секция расширения деформирует продукт и потеряет его практическое значение, а секция размягчения предоставит надежные технические данные и теоретическую основу для определения оптимального процесса. ,