como usar a análise térmica para estudar as propriedades térmicas de ligas de abs, pvc e nbr

a transição vítrea, a degradação térmica, a degradação térmica do oxigênio ea dessorção da liga abs / pvc / nbr foram estudadas pelas técnicas de dsc, tga e tma.

o processo de hcl e as características de deformação são sistematicamente estudados. Os resultados mostram que várias mudanças na liga abs / pvc / nbr são acompanhadas por mudanças na energia, massa e geometria. A temperatura de transição vítrea é um parâmetro importante para caracterizar a compatibilidade de ligas plásticas. A estabilidade térmica da liga depende do processo de remoção de hcl do pvc no sistema de liga. A curva tα de abs / pvc / nbr é dividida em seção plana. seção de seção e amaciamento, o que levará à deformação de produtos e perda de valor prático. A seção plana pertence ao escopo de aplicação, e a seção de amaciamento 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 na fabricação de bolsas, painéis de instrumentos automotivos e outros produtos de embalagem externa no exterior. Seu comportamento térmico e estabilidade térmica estão relacionados ao processamento e desempenho do serviço. executar.

é necessário estudar as propriedades térmicas da liga abs / pvc / nbr.primeira parte experimental.

instrumento experimental

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

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.ii. Resultados e discussões

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 de liga plástica é a chave para o bom desempenho da liga plástica ea 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 estão listadas na tabela.

1. as temperaturas de transição vítrea de ab simt-100 foram - 85 ℃ e 112 ℃, pvc foi 87,9 ℃, nbr foi - 29,4 ℃, quando os três materiais foram misturados, as temperaturas de transição vítrea foram - 74,4, - 8,8, - 98,8 Respectively, respectivamente, indicando que a fase de borracha foi parcialmente compatível com a fase plástica. Os parâmetros de solubilidade de nbr e pvc são similares e têm compatibilidade termodinâmica. no processo de mistura, é possível completamente compatível e formar uma nova "fase" para que a temperatura de transição vítrea de pvc e 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 com borracha é que uma fase de borracha com uma baixa temperatura de transição vítrea é dispersa numa matriz de plástico com uma elevada temperatura de transição vítrea. nbr desempenha este papel na liga e desempenha um papel de concentração de tensão quando está acima da temperatura de transição vítrea.a temperatura de transição vítrea a baixa temperatura de abs / pvc / nbr é - 74,4, - 8,8 ℃, e as partículas de borracha desempenham um papel de endurecimento para estireno na faixa de - 74,4 (- 8,8) ~ 98,8 ℃.

diferentes graus de borracha têm diferentes temperaturas de transição vítrea e diferentes efeitos de endurecimento na liga. porque quando a temperatura de serviço cai para transição vítrea, o movimento micro - browniano do segmento da corrente é congelado, o material usado como borracha perde alta elasticidade e se torna duro e plástico frágil, perdendo assim o seu efeito de endurecimento no plástico. As temperaturas de transição vítrea do japão e lanhua nbr foram - 29,4, - 15,7, respectivamente.

as curvas de dsc de diferentes graus de ligas abs / pvc / nbr são semelhantes em forma. há dois componentes na liga abs / pvc / nbr com temperatura de transição vítrea a baixa temperatura, ou seja, fase de butadieno na fase abs e nbr.a temperatura de transição vítrea a baixa temperatura da liga é a mais baixa na alemanha no. 1 (16,3 ℃), com xangai não. 3 e shanghai não. Sendo 4 - 8, 8, - 7,3。。。, portanto, pode-se considerar que a faixa de temperatura de endurecimento da primeira é mais larga que a das duas últimas.

degradação térmica e degradação térmica de oxigênio da liga 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 fig. O passo da falta de peso de 180 ~ 350 ℃ é causado principalmente pela remoção do hcl do pvc na liga abs / pvc / nrr. Porque a perda de peso do pvc puro nesta escala de temperatura está acima de 60%, e a degradação térmica do abs e do nbr ocorre após 350 ℃, considera-se que a perda de peso antes de 350 ℃ na liga de plástico é causada principalmente pela remoção de pvc hcl, e a estabilidade térmica da liga de plástico depende principalmente do pvc no sistema misto.

nas curvas tga de ligas abs / pvc / nbr de diferentes graus, a primeira etapa de ausência de peso é principalmente pvc.

devido à remoção de hcl, a perda de peso varia dependendo do teor de pvc na liga. O pvc é 61,7%, o alemanha 41,13% para o no. 1 liga, 43,04% para changchun no. 2 liga e 38,89% para xangai não. 3 liga, em certa medida, a perda de peso reflete a diferença na composição da liga e desempenho.

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 reacção de oxidação pode induzir e acelerar a degradação quando aquecida. 3 mostra tg curvas de abs, pvc, nbr e suas ligas no ar. O passo de ausência de peso de 180 ~ 350 ℃ na liga abs / pvc / nbr ainda é o seguinte.

degradação térmica de pvc por remoção de hcl: abs puro tem uma perda de peso lenta de 240 ℃ a 350 ℃ com uma perda de peso cumulativa 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 têm 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%.

características de - hcl e 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 do primeiro passo de ausência de peso a 180 ~ 350 ℃ não tem nada a ver com a atmosfera.e a perda de peso no ar e nitrogênio é similar Fig. 4), ou seja, nesta faixa de temperatura, a degradação térmica, ou seja, o processo de remoção do pvc hc1 é dominante, então é instrutivo selecionar esta faixa de temperatura para o teste de temperatura constante.

as curvas dsc de abs, pvc, nbr e suas ligas a temperatura constante são mostradas na fig. 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 de a perda de peso total 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 200 ℃ por 30 min. 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 as vantagens e desvantagens da estabilidade térmica até certo ponto.

nome da amostra

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

200 ℃ 250 ℃

n2 air n2 air

abs 2,10 - 2,10 2,10

nbr lanification - 2,35 4,66

temperatura constante por 30 min

características de deformação da liga abs / pvc / nbr

a curva tma da liga abs / pvc / nbr é mostrada na fig. 6

a curva tma é dividida em seção plana, seção de expansão e seção de amaciamento. A seção plana é da temperatura ambiente até 80 ℃, ou seja, a faixa de temperatura usual é usada eo coeficiente de expansão da liga é 100 ~ 200 μ m / (m ℃). 80 ~ 180 ℃ é o segmento de expansão, que pode ser causado pela expansão de borracha. embora a liga não tenha sofrido degradação térmica e degradação térmica de oxigênio, o aumento de 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 toda a molécula. mudança de forma, se a forma geométrica não muda arbitrariamente com os desejos das pessoas, o produto perderá seu valor prático.apenas na seção de amaciamento, a liga tem as características de fluxo viscoso de alto polímero e é processada e formada

os parâmetros necessários no processo, a temperatura de amolecimento começou em 170 ℃, de abs / pvc / nbr liga de baixa temperatura (- 65 ~

a curva tma a 0 ℃ mostra que a liga apresenta um potencial plano a baixa temperatura, sem alterações óbvias nas dimensões geométricas e um coeficiente de expansão

45 ~ 114 mu (carta) m / (m.dra. C.), Então considera-se que a liga também tem valor de uso a baixa temperatura e pode ser usada como material para fabricação de vasos como refrigeração e refrigeração.

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

iii. conclusões

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.

A temperatura de transição vítrea é um parâmetro importante para caracterizar a compatibilidade de ligas plásticas. A transição vítrea a baixa temperatura da liga abs / pvc / nbr é - 81, - 16,3 ℃, ea 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.

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 hc1 do pvc no sistema de liga. A perda de peso das amostras alemã e xangai a 250 ℃ por 30 min é muito superior à das amostras a 250 ℃

perda de peso a 200 ℃ por 30 min. a perda de peso da liga na temperatura constante de 200 ℃ reflete em certa medida a estabilidade térmica da liga durante o processamento.

a curva tma de abs / pvc / nbr tem três seções, a seção plana é adequada para a faixa de temperatura de serviço, a seção de expansão deformará o produto e perderá seu valor prático, e a seção de amaciamento fornecerá dados técnicos confiáveis ​​e base teórica para determinar o processo ótimo.