Abstract: Die DSC-, TGA- und TMA-Techniken dienen zur systematischen Untersuchung des Glasübergangs, des thermischen Abbaus, des thermischen Sauerstoffabbaus, des Prozesses der Entfernung von HCl und der Verformungseigenschaften von abs / pvc / nbr-Legierungen. die ergebnisse zeigen, dass verschiedene änderungen der abs / pvc / nbr-legierung mit änderungen der energie, der masse und der dimension einhergehen. Die Glasübergangstemperatur ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung der Verträglichkeit von Kunststofflegierungen. Die thermische Stabilität der Legierung hängt vom Prozess der Entfernung von PVC im Legierungssystem ab. Die tma-Kurve von abs / pvc / nbr ist in flache Abschnitte, Expansionsabschnitte und Erweichungsabschnitte unterteilt. In Expansionsabschnitten verformen sich Produkte und verlieren praktische Werte lue. Der flache Abschnitt gehört zum Anwendungsbereich und der Erweichungsabschnitt liefert technische Daten und theoretische Grundlagen für die Bestimmung des optimalen Prozesses.

abs / pvc / nbr ist eine neue Art von Polymermaterial, das in großem Umfang für Taschen, Autotafeln und andere Außenverpackungsprodukte verwendet wird. sein thermisches Verhalten und seine thermische Stabilität hängen mit der Verarbeitung und Leistung zusammen. Daher müssen die thermischen Eigenschaften der abs / pvc / nbr-Legierung untersucht werden.

1. experimenteller Teil

1.1 Versuchsanleitung ment

Der Thermoanalysator dupont 1090 wird verwendet. Probenschmelztiegel für die thermische Analyse .

1.2 experimentelle Methode

dsc: Bestimmung des Glasübergangs von Polymeren und deren Legierungen;

tga: Bestimmung des thermischen Abbaus, des thermischen Oxidationsabbaus und der Eigenschaften bei konstanter Temperatur von Polymeren und deren Legierungen;

tma: Bestimmung des Ausdehnungskoeffizienten und der Verformungseigenschaften von abs / pvc / nbr-Legierungen.

2. ergebnisse und diskussionen

2.1 Glasübergang von abs / pvc / nbr-Legierung und ihren Bestandteilen

Die dsc-Kurven von abs, pvc, nbr und abs / pvc / nbr sind in Abbildung 1 dargestellt. Die Position der plötzlichen Änderung der Grundlinie zur endothermen Richtung in der Kurve ist der Glasübergang des Polymers. gebundenes Segment im amorphen Polymer ist aktiv und hat eine plötzliche Änderung der Wärmekapazität.

Die Verträglichkeit von Kunststofflegierungskomponenten ist der Schlüssel zu einer guten Leistung von Kunststofflegierungen, und die Glasübergangstemperatur ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung der Legierungsverträglichkeit. die glasübergangstemperaturen von abs, pvc, nbr und deren legierungen sind in der tabelle aufgeführt.

die Glasübergangstemperaturen von ab simt-100 sind -85 ℃ und 112 ℃, pvc ist 87,9 ℃ und nbr ist -29,4 ℃, wenn die drei Materialien gemischt wurden, werden die Glasübergangstemperaturen miteinander geschlossen, sie sind -74,4 ℃, -8,8 ℃, -98,8 ℃, was anzeigt, dass die Kautschukphase teilweise mit der plastischen Phase kompatibel ist. Löslichkeitsparameter von nbr und pvc sind ähnlich und thermodynamisch verträglich. im mischprozess ist es möglich, vollständig kompatibel zu sein und eine neue "phase" zu bilden, so dass die glasübergangstemperatur von pvc und nbr selbst verschwindet, was zu einer neuen glasübergangstemperatur führt. Die Glasübergangstemperatur der neuen Phase beträgt - 8,8 ℃, während die Glasübergangstemperatur von ps in abs auf 98,8 ℃ abfällt.

Der sogenannte Kautschuk-Schlagzähplastik ist derjenige in einer Kunststoffmatrix, die eine hohe Glasübergangstemperatur aufweist, mit einer Dispersion der Kautschukphase, die eine niedrige Glasübergangstemperatur aufweist. nbr spielt diese Rolle in Legierungen und konzentriert Spannungen, wenn sie über der Glasübergangstemperatur liegen. Die Glasübergangstemperatur bei niedriger Temperatur von abs / pvc / nbr beträgt -74,4 .4, -8,8 ℃, und Kautschukteilchen spielen im Bereich von -74,4 ℃ (-8,8 ℃) ~ 98,8 ℃ eine härtende Rolle für Styrol.

Unterschiedliche Ladenschilder von Gummi haben unterschiedliche Glasübergangstemperaturen, auch unterschiedliche Zähigkeitseffekte bei Legierungen. denn wenn die Temperatur auf Glasübergang sinkt, wird die Mikrobraunbewegung des Kettensegments eingefroren, das als Gummi verwendete Material verliert an Elastizität und wird zu hartem und sprödem Kunststoff, wodurch seine Zähigkeit gegenüber Kunststoff verloren geht. Die Glasübergangstemperatur von Japan und Lanhua NBR beträgt -29. 4, -15. 7 ℃ jeweils.

Die dsc-Kurven der verschiedenen Ladenschilder von abs / pvc / nbr-Legierungen haben eine ähnliche Form. Es gibt zwei Komponenten in der abs / pvc / nbr-Legierung mit niedriger Glasübergangstemperatur, die der Butadienphase in der abs- und der nbr-Phase zugesetzt werden. In Bezug auf die Glasübergangstemperatur der Legierung bei niedriger Temperatur ist Deutschland 1 # am niedrigsten (16,3 ℃), und für Shanghai 3 # sind Shanghai 4 # –8,8 bzw. –7,3 ℃. Daher kann davon ausgegangen werden, dass der Härtungstemperaturbereich des ersteren breiter ist als der der beiden letzteren.

2.2 thermischer Abbau und thermischer Sauerstoffabbau von abs / pvc / nbr-Legierungen

Die thermische Stabilität von Polymeren kann durch die Zersetzungstemperatur charakterisiert werden, die eng mit der Dissoziationsenergie der schwächsten Bindung in der Polymerkettenstruktur zusammenhängt, dh die chemische Struktur des Polymers selbst bestimmt seine thermischen Zersetzungseigenschaften.

Die tga-Kurven von abs, pvc, nbr und ihren Legierungen unter hochreinem Stickstoff sind in Abbildung 2 dargestellt. Die Schwerelosigkeitsstufe von 180 bis 350 ℃ wird hauptsächlich durch die Entfernung von hcl aus pvc in abs / pvc / nrr-Legierungen verursacht. da der gewichtsverlust von reinem pvc in diesem temperaturbereich über 60% liegt und der thermische abbau von abs und nbr über 350 ℃ auftritt, wird davon ausgegangen, dass der gewichtsverlust unter 350 ℃ in kunststofflegierungen hauptsächlich durch die hcl-entfernung in pvc verursacht wird. und die thermische stabilität von kunststofflegierungen hängt hauptsächlich von pvc im gemischten system ab.

in tga-kurven von abs / pvc / nbr-legierungen mit unterschiedlichen werkstattzeichen ist der erste schwerelosigkeitsschritt hauptsächlich auf die entfernung von pvc-hcl zurückzuführen. der gewichtsverlust variiert in abhängigkeit vom pvc-gehalt in der legierung. reines pvc ist 61,7%, in deutschland 1 # legierung ist 41,13%, 43,04% für changchun 2 # legierung und 38,89% für shanghai 3 # legierung. In gewissem Maße spiegelt der Gewichtsverlust den Unterschied in der Legierungszusammensetzung und -leistung wider.

Der Abbau der Kunststofflegierung ist eine typische strukturelle Veränderung. Es wird durch chemische Reaktion mit Stoffen in der Umwelt abgebaut. Das wichtigste Abbaumittel ist Sauerstoff. Oxidationsreaktion kann beim Erhitzen Abbau induzieren und beschleunigen. Abbildung 3 zeigt die tg-Kurven von abs, pvc, nbr und ihren Legierungen in der Luft. Die Schwerelosigkeitsstufe von 180 ~ 350 ℃ in einer abs / pvc / nbr-Legierung ist immer noch ein Abbau von pvc durch Entfernung von HCl. pure abs hat einen langsamen Gewichtsverlust von 240 ℃ auf 350 ℃ bei einem kumulativen Gewichtsverlust von nur 4,98%. nbr hat eine Gewichtszunahme durch Oxidation bei 220 ° C, gefolgt von einem Schritt zum Gewichtsverlust von 4,56%. Der Abbauprozess der Fluorierung erfolgt bei beiden hauptsächlich bei 350 ~ 550 ° C. für die legierung weisen alle abs / pvc / nbr-legierungen zwei kontinuierliche schwerelosigkeitsstufen auf, die auf die bildung von oxidationszwischenprodukten und deren weiteren abbau zurückzuführen sind. Der Rückstand ist auch geringer als der, der durch thermischen Abbau unter einem Stickstoffstrom erzeugt wird, etwa 4 bis 5%.

2,3 hcl Entfernung und konstante Temperatureigenschaften von abs / pvc / nbr

Die Messung des thermischen Abbaus und des oxidativen Abbaus von abs / pvc / nbr-Legierungen zeigt, dass der Gewichtsverlust der ersten Schwerelosigkeitsstufe bei 180 bis 350 ° C keinen Bezug zur Atmosphäre hat und der Gewichtsverlust in Luft und Stickstoff ähnlich ist (siehe Abbildung 4) ). das heißt, in diesem Temperaturbereich ist der thermische Abbau, d. h. der Prozess der Entfernung von PVC-HCl, vorherrschend, so dass es ratsam ist, diesen Temperaturbereich für die Prüfung auf konstante Temperatur auszuwählen.

Die dsc-Kurven von abs, pvc, nbr und ihren Legierungen bei konstanter Temperatur sind in 5 gezeigt, und der Gewichtsverlust ist in Tabelle 2 aufgeführt.

der gewichtsverlust von abs / pvc / nbr-legierung bei 250 ℃ beträgt 31,82%, während der gewichtsverlust von abs und nbr bei 250 ℃ 2,1% ~ 2,4% bzw. 2,3% ~ 4,6% beträgt, was nur 1/6 des Gewichts ausmacht Gesamtverlustgewicht der Legierung. Der Gewichtsverlust der Legierung bei konstanter Temperatur wird hauptsächlich durch die Entfernung von HCl aus PVC verursacht, während der Gewichtsverlust bei 250 ° C für 30 Minuten viel höher ist als der bei 200 ° C. Wenn sich während des Verarbeitungsprozesses die Prozessbedingungen ändern und die Temperatur nicht richtig geregelt wird, wird eine große Menge an HCl aus der Legierung entfernt und die Legierungseigenschaften gehen verloren. Daher spiegelt der Gewichtsverlust der Legierung bei 200 ° C in gewissem Maße die Vor- und Nachteile der thermischen Stabilität wider.

tabelle 2 gewichtsverlust von abs, nbr und deren legierungen *%

halte die Temperatur für 30 Minuten konstant

2.4 Verformungseigenschaften von abs / pvc / nbr-Legierungen

Die tma-Kurve der abs / pvc / nbr-Legierung ist in Abbildung 6 dargestellt.

Die tma-Kurve ist in einen flachen Abschnitt, einen Expansionsabschnitt und einen Erweichungsabschnitt unterteilt. der flache Abschnitt reicht von Raumtemperatur bis 80 ° C, d. h. der übliche Gebrauchstemperaturbereich, und der Legierungsausdehnungskoeffizient beträgt 100–200 & mgr; m / (m · ℃). 80 ~ 180 ℃ ist der Ausdehnungsabschnitt, der durch Gummiausdehnung verursacht werden kann. Obwohl die Legierung keinen thermischen Abbau oder thermischen Sauerstoffabbau erfahren hat, bewirkt der Temperaturanstieg eine Volumenausdehnung des Polymers, eine Vergrößerung des freien Raums zwischen den Molekülen und eine Aktivierung des Kettensegments und sogar des gesamten Moleküls. da die Volumenexpansion eine Änderung der geometrischen Form verursacht, verliert das Produkt seinen praktischen Wert, wenn sich die geometrische Form trotz der Bereitschaft von Personen willkürlich ändert. Nur im Erweichungsbereich weist die Legierung die Eigenschaften eines viskosen Fließens von Hochpolymer auf und es sind die notwendigen Parameter für den Prozess und die Bildung. Die Erweichungstemperatur beginnt bei 170 ° C. Ausgehend von der Niedrigtemperaturkurve der abs / pvc / nbr-Legierung (- 65 ~ 0 ° C) kann beobachtet werden, dass die Legierung bei niedriger Temperatur ein flaches Potential ohne offensichtliche Änderung der geometrischen Abmessungen aufweist Ausdehnungskoeffizient von 45 ~ 114μm / (m · ℃), daher wird angenommen, dass die Legierung auch bei niedriger Temperatur einen Gebrauchswert hat und als Material für Behälter wie Kühlbehälter verwendet werden kann.

Die tma-Kurve von abs / pvc / nbr im dreidimensionalen Raum x, y und z ist in Abbildung 7 dargestellt. Die Verformungseigenschaften der Legierung sind anisotrop, was durch die Spannungskonzentration beim Strangpressen verursacht wird. Dieser Faktor sollte beim Formenbau und bei der Gestaltung des Formprozesses berücksichtigt werden.

3. Schlussfolgerungen

ein. Die thermische Analyse ist die direkteste Testmethode zur Untersuchung der Umwandlung von Legierungen. mit Verbrauchsmaterialien für die thermische Analyse mit stabiler Qualität kann systematisch seine thermischen Eigenschaften unter den Gesichtspunkten Glasübergang, thermischer Abbau, thermischer Sauerstoffabbau, Hcl-Entfernung, Verformung usw. charakterisieren. Es ist die Grundlage für die Untersuchung der Beziehung zwischen Prozess, Struktur und Eigenschaften von abs / pvc / nbr.

b. Die Glasübergangstemperatur ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung der Verträglichkeit von Kunststofflegierungen. Der Glasübergang bei niedriger Temperatur aus einer abs / pvc / nbr-Legierung beträgt -81 ℃, -16,3 ℃ und der Glasübergang bei hoher Temperatur beträgt 96,4 ℃ (98,8 ℃). Der Unterschied in der Glasübergangstemperatur spiegelt die Verträglichkeit des Legierungssystems wider und liefert eine technische Grundlage für die Auswahl des Formelsyntheseverfahrens.

c. thermischer abbau und thermischer sauerstoffabbau von abs / pvc / nbr zeigen, dass die thermische stabilität der legierung vom prozess der hcl-entfernung von pvc im legierungssystem abhängt. der gewichtsverlust von deutschen und shanghai-proben ist bei 250 ℃ für 30 minuten viel höher als bei 200 ℃. In gewissem Maße spiegelt der Gewichtsverlust der Legierung bei einer konstanten Temperatur von 200 ° C die thermische Stabilität der Legierung während der Verarbeitung wider.

d. Die Kurve aus abs / pvc / nbr besteht aus drei Abschnitten. Der flache Abschnitt ist für den Einsatz in einem geeigneten Temperaturbereich, während der Expansionsabschnitt das Produkt verformt und seinen praktischen Wert verliert. Der Erweichungsabschnitt liefert zuverlässige technische Daten und theoretische Grundlagen für die Bestimmung des optimalen Prozesses .