resumo: técnicas de dsc, tga e tma são utilizadas para estudo sistemático de transição vítrea, degradação térmica, degradação térmica de oxigênio, processo de remoção de hcl e características de deformação de ligas abs / pvc / nbr. os resultados mostram que várias mudanças na liga abs / pvc / nbr são acompanhadas por mudanças de energia, massa e dimensão. A temperatura de transição vítrea é um importante parâmetro para caracterizar a compatibilidade de ligas plásticas. a estabilidade térmica da liga depende do processo de remoção de hcl de pvc no sistema de liga. tma curva de abs / pvc / nbr é dividida em seção plana, seção de expansão e seção de amaciamento, em produtos da seção de expansão vai deformar e perder va prática lue. a seção plana pertence ao escopo da aplicação e a seção de suavização fornece dados técnicos e base teórica para determinar o processo ideal.

abs / pvc / nbr é um novo tipo de material polimérico, que é amplamente utilizado em sacos, painéis de automóveis e outros produtos de embalagem externa. seu comportamento térmico e estabilidade térmica estão relacionados ao processamento e desempenho. Portanto, é necessário realizar estudos das propriedades térmicas da liga abs / pvc / nbr.

1. parte experimental

1,1 instru experimental mentação

o analisador térmico de dupont 1090 é usado, cadinho de amostra de análise térmica .

1.2 método experimental

dsc: determinação da transição vítrea de polímeros e suas ligas;

tga: determinação da degradação térmica, degradação da oxidação térmica e propriedades constantes de temperatura de polímeros e suas ligas;

tma: determinação do coeficiente de expansão e características de deformação da liga abs / pvc / nbr.

2. resultados e discussões

2.1 transição vítrea da liga abs / pvc / nbr e seus componentes

As curvas dsc de abs, pvc, nbr e abs / pvc / nbr são mostradas na figura 1.a posição da mudança repentina da linha de base para a direção endotérmica na curva é a transição vítrea do polímero, o que indica que a segmento ligado no polímero amorfo é ativo e tem uma mudança brusca na capacidade de calor.

A compatibilidade dos componentes da liga plástica é a chave para o bom desempenho da liga plástica, e a temperatura de transição vítrea é um importante parâmetro para caracterizar a compatibilidade das ligas. as temperaturas de transição vítrea de abs, pvc, nbr e suas ligas são listadas na tabela.

as temperaturas de transição vítrea de ab simt-100 são -85 ℃ e 112 ℃, pvc é 87,9 ℃ e nbr é -29,4 ℃, quando os três materiais foram misturados, as temperaturas de transição vítrea são fechadas umas com as outras, elas são -74,4 ℃, -8,8 ℃, -98,8 ℃, respectivamente, indicando que a fase de borracha é parcialmente compatível com a fase plástica. os parâmetros de solubilidade de nbr e pvc são semelhantes e possuem compatibilidade termodinâmica. no processo de mistura, é possível ser completamente compatível e formar uma nova "fase" para que a temperatura de transição vítrea do pvc e do nbr desapareça, resultando em uma nova temperatura de transição vítrea. a temperatura de transição vítrea da nova fase é - 8,8 ℃, enquanto a temperatura de transição vítrea de ps em abs cai para 98,8 ℃.

o chamado plástico endurecido de borracha é aquele em matriz plástica, que é de alta temperatura de transição vítrea, com dispersão da fase de borracha que possui baixa temperatura de transição vítrea. nbr desempenha esse papel na liga e concentra o estresse quando está acima da temperatura de transição vítrea. a temperatura de transição vítrea a baixa temperatura de abs / pvc / nbr é de -74,4 ℃, -8,8 ℃, e as partículas de borracha desempenham um papel de endurecimento para o estireno na faixa de -74,4 ℃ (-8,8 ℃) ~ 98,8 ℃.

diferentes sinais de loja de borracha têm diferentes temperatura de transição de vidro, também diferentes efeito de endurecimento em liga. porque quando a temperatura cai para a transição vítrea, o movimento micro-browniano do segmento da corrente é congelado, o material usado como borracha perde alta elasticidade e torna-se plástico duro e quebradiço, perdendo assim o seu efeito de endurecimento para o plástico. a temperatura de transição vítrea do japão e lanhua nbr é -29. 4, -15. 7 ℃ respectivamente.

as curvas de DSC dos diferentes sinais de fábrica das ligas abs / pvc / nbr são semelhantes em forma. há dois componentes na liga abs / pvc / nbr com temperatura de transição vítrea a baixa temperatura, são adicionados fase de butadieno em fase abs e nbr. em relação à temperatura de transição vítrea a baixa temperatura da liga, a Alemanha 1 # é a mais baixa (16,3 ℃), e para xangai 3 #, xangai 4 # são –8,8, -7,3 ℃ respectivamente. portanto, pode-se considerar que a faixa de temperatura de endurecimento da primeira é mais larga que a das duas últimas.

2.2 Degradação térmica e degradação térmica de oxigénio de ligas abs / pvc / nbr

a estabilidade térmica dos polímeros pode ser caracterizada pela temperatura de decomposição, que está intimamente relacionada com a energia de dissociação da ligação mais fraca na estrutura da cadeia polimérica, isto é, a estrutura química do próprio polímero determina as suas características de decomposição térmica.

as curvas tga de abs, pvc, nbr e suas ligas sob nitrogênio de alta pureza são mostradas na figura 2. a etapa de ausência de peso de 180 ~ 350 ℃ é causada principalmente pela remoção de hcl de pvc na liga abs / pvc / nrr. porque a perda de peso do pvc puro nesta faixa de temperatura é acima de 60%, e a degradação térmica de abs e nbr ocorre acima de 350 ℃, considera-se que a perda de peso abaixo de 350 ℃ na liga plástica é causada principalmente pela remoção de hcl em pvc e a estabilidade térmica da liga plástica depende principalmente do pvc no sistema misto.

nas curvas tga de ligas abs / pvc / nbr de diferentes sinais de fabricação, a primeira etapa de ausência de peso se deve principalmente à remoção de pvc hcl, a perda de peso varia dependendo do teor de pvc na liga. o pvc puro é de 61,7%, na Alemanha a liga # 1 é de 41,13%, de 43,04% para a liga de changchun 2 # e de 38,89% para a liga de xangai 3 #. até certo ponto, a perda de peso reflete a diferença na composição e no desempenho da liga.

a degradação da liga plástica é uma mudança estrutural típica. é degradado por reação química com substâncias no ambiente. o agente de degradação mais importante é o oxigênio. A reação de oxidação pode induzir e acelerar a degradação quando aquecida. a figura 3 mostra curvas tg de abs, pvc, nbr e suas ligas no ar. a etapa de ausência de peso de 180 ~ 350 ℃ na liga abs / pvc / nbr ainda é degradação do pvc pela remoção da hcl. abs puro tem uma perda de peso lenta de 240 ℃ a 350 ℃ com uma perda de peso acumulada de apenas 4,98%. nbr tem um ganho de peso de oxidação a 220 ℃, seguido por um passo de perda de peso de 4,56%. o processo de degradação da fluoração de ambos ocorre principalmente a 350 ~ 550 ℃. para a liga, todas as ligas abs / pvc / nbr possuem duas etapas contínuas de ausência de peso devido à formação de intermediários de oxidação e sua posterior degradação. o resíduo também é menor que o produzido pela degradação térmica sob fluxo de nitrogênio, cerca de 4% ~ 5%.

2.3 remoção de hcl e características de temperatura constante de abs / pvc / nbr

A medição da degradação térmica e degradação oxidativa da liga abs / pvc / nbr mostra que a perda de peso da primeira falta de peso a 180 ~ 350 ℃ não tem relação com a atmosfera, e a perda de peso no ar e nitrogênio é similar (ver figura 4 ). isto é, nesta faixa de temperatura, a degradação térmica, isto é, o processo de remoção de hcl de pvc é dominante, então é instrutivo selecionar esta faixa de temperatura para teste de temperatura constante.

As curvas de dsc de abs, pvc, nbr e suas ligas a temperatura constante são mostradas na figura 5, e a perda de peso está listada na tabela 2.

a perda de peso de abs / pvc / nbr liga em 250 ℃ é de 31,82%, enquanto a perda de peso de abs e nbr em 250 ℃ é de 2,1% ~ 2,4% e 2,3% ~ 4,6%, respectivamente, representando apenas 1/6 do perda total de peso da liga. a perda de peso da liga a temperatura constante é causada principalmente pela remoção de hcl de pvc, enquanto a perda de peso a 250 ℃ por 30 min é muito maior do que a de 200 ℃. no processo de processamento, se as condições do processo mudarem e a temperatura não for adequadamente controlada, uma grande quantidade de hcl será removida da liga e as propriedades da liga serão perdidas. portanto, a perda de peso da liga a 200 ℃ reflete vantagens e desvantagens da estabilidade térmica em alguma extensão.

tabela 2 perda de peso de abs, nbr e suas ligas *%

manter a temperatura constante por 30 min

2.4 características de deformação da liga abs / pvc / nbr

A curva da liga abs / pvc / nbr é mostrada na figura 6.

A curva tma é dividida em seção plana, seção de expansão e seção de amaciamento. a sec�o plana �de temperatura ambiente a 80�, isto �a gama de temperatura de utiliza�o usual, e o coeficiente de expans� de liga �de 100 ~ 200μm / (m�). 80 ~ 180 ℃ é a seção de expansão, que pode ser causada pela expansão de borracha. embora a liga não tenha sofrido degradação térmica ou degradação térmica de oxigênio, o aumento da temperatura faz com que o polímero se expanda em volume, aumentando o espaço livre entre as moléculas e ativando o segmento da cadeia e até mesmo a molécula inteira. porque a expansão de volume fará com que a forma geométrica mude, se a forma geométrica mudar arbitrariamente apesar do desejo das pessoas, o produto perderá seu valor prático. somente na seção de amolecimento, a liga possui as características de fluxo viscoso de alto polímero, sendo parâmetros necessários para o processo e a formação. a temperatura de amolecimento começa em 170 ℃, da curva de abs / pvc / nbr liga baixa temperatura (- 65 ~ 0 ℃) tma, pode-se observar que a liga mostra um potencial plano a baixa temperatura sem mudança óbvia nas dimensões geométricas e uma coeficiente de expansão de 45 ~ 114μm / (m · ℃), por isso, considera-se que a liga também tem valor de uso a baixa temperatura e pode ser usada como material para vasos como vasos de refrigeração.

tma curva de abs / pvc / nbr em x, y e z espaço tridimensional é mostrado na figura 7. características de deformação da liga são anisotrópicas, o que é causado pela concentração de tensão durante a moldagem por extrusão. este fator deve ser considerado na fabricação de moldes e no projeto do processo de moldagem.

3. conclusões

uma. O método de análise térmica é o método de teste mais direto para estudar a transformação de ligas. usando consumíveis de análise térmica com qualidade estável pode sistematicamente caracterizar suas características térmicas a partir dos aspectos de transição vítrea, degradação térmica, degradação térmica de oxigênio, remoção de hcl, deformação e assim por diante. é a base para o estudo da relação entre o processo, estrutura e propriedades de processamento de abs / pvc / nbr.

b. A temperatura de transição vítrea é um importante parâmetro para caracterizar a compatibilidade de ligas plásticas. a transição vítrea a baixa temperatura da liga abs / pvc / nbr é de -81 ℃, -16,3 ℃ e a transição vítrea a alta temperatura é 96,4 ℃ (98,8 ℃). A diferença na temperatura de transição vítrea reflete a compatibilidade do sistema de liga e fornece uma base técnica para a seleção do processo de síntese de fórmula.

c. a degradação térmica e a degradação térmica de oxigênio de abs / pvc / nbr mostram que a estabilidade térmica da liga depende do processo de remoção de hcl do pvc no sistema de liga. a perda de peso das amostras alemãs e xangai a 250 ℃ durante 30 minutos é muito maior do que a das amostras a 200 ℃. até certo ponto, a perda de peso da liga na temperatura constante de 200 ℃ reflete a estabilidade térmica da liga durante o processamento.

d. tma curva de abs / pvc / nbr tem três seções, seção plana é faixa de temperatura adequada para uso, enquanto seção de expansão vai deformar o produto e perder seu valor prático e seção de amolecimento fornecerá dados técnicos confiáveis ​​e base teórica para determinar o processo ideal .