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 ℃.
nome da amostra
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sinal da loja
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composição
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temperatura de transição vítrea / ℃
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abs qao qiao - r103
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105
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imt-100
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112 、 -85
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abs
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ih-100
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109,6
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lanhua as - 131
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100
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abs-310
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106
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PVC
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87,9
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nbr
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Japão
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-29,4
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lanhua as - 131
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-15,7
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abs / pvc / nbr
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alemanha 1
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81 、 -163 、 44,8 、 96,4
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Xangai no 3
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gao qiao abs
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74,44 、 -8,8 、 98,8
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Xangai no 4
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abs de lanhua
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.-79.1 、 -7.3 、 96,7
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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
japão -
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-
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5,04
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-
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abs / pvc / nbr no. 1
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3,30
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3,47
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32,00
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31,67
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no.2.
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4,23
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4,02
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27,50
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33,16
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n ° 3.
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5,67
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4,90
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29,00
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31,82
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no.4.
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6,61
|
6,66
|
-
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31,71
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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.