聚碳酸酯是一種綜合性能良好的工程塑料,因其優(yōu)點顯著 深受電子電氣行業(yè)的喜愛,隨著我國電子工程的發(fā)展,對原始 材料的性能要求愈來愈嚴格,很多工程塑料必須長時間在外間 作業(yè),在長時間的日照、風吹、雨淋中其自然損耗增高,使用壽命下降。為了使所選材料更具兼容性必須不斷對現有材料進 行剖析。聚碳酸酯本身的耐候性較好,但長時間暴露在室外亦 會產生發(fā)黃、失去光澤等問題,因此只有不斷對耐候性進行分 析才能逐步提高材料品質。
一、實驗部分
實驗主要從四個大模塊進行,分別是抗沖擊改性劑研究、阻 燃劑研究、紫外線吸收劑研究、抗水解助劑研究,以此為基礎準 備材料設備,采用不同的材料分析其對聚碳酸酯的性能影響力。
( 一) 實驗原料 按照四大模塊進行選材,除第二組阻燃劑研究為兩種材料 外,其他三組的材料均為三種,數量頗多,包括聚甲基丙烯酸甲 酯-有機硅氧烷-丙烯酸酯核殼共聚物、單體碳化二亞胺抗水解 劑等。
( 二) 儀器和設備 所用設備有混合機、擠出機、注塑機、試驗機等。
( 三) 試樣制備 將所需的 PC 原料與實驗原料在混合機中攪拌均勻,將拌 勻物放入擠出機中經機器運作將拌勻物轉化為顆粒狀,由于擠 出機在作業(yè)時溫度較高,制成的粒料溫度能達到 120℃,將其在干燥箱(上海一恒DZF-6090真空干燥箱)中放置三個小時左右,取出粒料放入注塑機,在高溫下 降粒料轉化為標準測試樣條,然后以此為基礎進行性能測試。
二、阻燃聚碳酸酯耐候性能研究
實驗測試完畢后對比幾組數據,結果如下:
( 一) 不同種類抗沖擊改性劑對阻燃聚碳酸酯材料耐候性 能的影響 由于本實驗選擇的磷腈類阻燃劑質量分數為 6% ,故選取 了三種最滿足其特性的抗沖擊改性劑作為實驗對象。第一,以 丁二烯橡膠為主的阻燃聚碳酸酯材料耐光性數據最低,耐水性 數據最高,其耐水性的品質比較固定,因此耐水性佳可以預料, 而丁二烯橡膠中的不飽和雙鍵性能較差,故而影響其耐光性; 第二,以丙烯酸酯橡膠為主的 ACR 阻燃聚碳酸酯材料,這份材 料的數據參數與第一種材料剛好相反,其耐光性尚好,但耐水 性非常差,出現這種情況的原因大抵是由于丙烯酸酯橡膠的易 水解性; 第三,以硅橡膠為核的 MSiA 阻燃聚碳酸酯材料,這種 材料在耐光與耐水性能上均尚可,具有前兩種材料共同的優(yōu) 點,相對而言極差較小。
( 二) 不同種類阻燃劑對阻燃聚碳酸酯材料耐候性能的影響 根據現有的理論可知,聚碳酸酯常用的阻燃劑中磺酸鹽類 物質與有機硅類阻燃劑會影響固定抗沖擊改性劑的實驗效果, 畢竟兩者的質量分數有差異。因此根據實驗現實條件只有溴 化聚碳酸酯阻燃劑和磷腈類阻燃劑的質量分數相契合。經實 驗對比發(fā)現,磷腈類阻燃劑比溴化聚碳酸酯阻燃劑的實用性更 佳,其耐水性與耐光性均處于中上層級,經分析認為,磷腈類阻 燃劑不容易受紫外線、水的分解,而溴化聚碳酸酯中的溴系因 子更容易受到光和水的影響產生酸性物質。
( 三) 不同種類紫外線吸收劑對阻燃聚碳酸酯材料耐光性 能的影響 選擇了三種常見的紫外線吸收劑進行實驗: 第一,以苯并 三唑為主的紫外線吸收劑在耐光性檢測上最弱; 第二,以三嗪 類為主的紫外線吸收劑在耐光性呈中上等級,比苯并三唑的質 量要好些,這是因為三嗪類的吸收劑不僅活躍與長波紫外線 中,在中波紫外線的優(yōu)勢也比較突出,尤其在紫外線波長為 280 ~ 320nm 的時候; 第三,以氰基丙烯酸酯類紫外線為主的紫外 線吸收劑,這種材料的耐光性是三種材料中最好的,究其原因, 氰基丙烯酸酯在紫外線的吸收上能與聚碳酸酯更好的相容。
( 四) 不同種類抗水解助劑對阻燃聚碳酸酯材料耐水性能 的影響 選擇了三種常見的抗水解助劑進行了研究,第一,以環(huán)氧 類抗水解劑為主的材料在耐水性測試上呈現最差狀態(tài); 第二, 以單體碳化二亞胺抗水解劑為主的材料在耐水性測試上略優(yōu) 于第一類材料; 第三,以聚合碳化二亞胺抗水解劑為主的材料 在耐水性測試中效果最佳,數據結果優(yōu)于其他兩種材料。經分 析發(fā)現,這三種材料的性狀差異較大,尤其是環(huán)氧類抗水劑,其 抗水解性能相對單一,不具備多元化優(yōu)勢,二以碳化二亞胺類 為主的抗水解劑在擴鏈作用的基礎上還可以與聚碳酸酯發(fā)生 化學反應,通過化合作用生成穩(wěn)定性較高的化合物,在水實驗 中它的降解性明顯要低于環(huán)氧類抗水劑,除此之外,由于 PC 加 工溫度略高,聚合性的碳化二亞胺的質量更優(yōu)于單體碳化二亞 胺,其穩(wěn)定性更高且不會因為高溫發(fā)生負反應,故而在性能和 質量上聚合碳化二亞胺抗水解劑更優(yōu)質。
三、結論與分析
聚碳酸酯對工業(yè)發(fā)展有重要推動作用,作為五大工程塑料 中增長速度最快的一環(huán),必須不斷深化技術改革,提高聚碳酸 酯的先進性。經過實驗論證才能更好的發(fā)現優(yōu)質材料,實驗結 果如下: 首先,在抗沖擊改性劑中,以硅橡膠為核心材料在耐水、耐 光性上更佳,以丁二烯橡膠為主的材料耐水性佳,以丙烯酸酯 橡膠為主的耐光性佳。其次,在阻燃劑中,磷腈類阻燃劑的耐 光、耐水性明顯優(yōu)于溴化聚碳酸酯阻燃劑。再次,在紫外線吸 收劑中,以氰基丙烯酸酯類為主的紫外線吸收劑的耐水性、耐 光性優(yōu)于其他兩種,苯并三唑類材料的耐光性最差。最后,在 抗水解助劑中,以聚合碳化二亞胺抗水解劑為主的阻燃聚碳酸 酯材料的耐水、耐光性最佳,而環(huán)氧類抗水解劑的耐水性最差。 綜上,選擇性能最佳的材料才能不斷推動聚碳酸酯質量,進而服務于工業(yè)。
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