制品尺寸对聚碳酸酯制品老化行为的影响

摘要

聚碳酸酯（PC）是综合性能优异的工程塑料，具有透明、尺寸稳定、耐冲击、耐蠕变、且使用温度范围宽等优点，广泛应用于玻璃装配业、汽车工业、电子、电器工业、国防工业、医疗及保健、休闲和防护器材等领域。但是由于PC材料的特殊分子结构，使得PC在成型、储存、使用过程中，在各种因素的综合作用下，逐步发生光学性能降低、物理机械性能变化、甚至失去使用价值的“老化”过程，从而缩短了 PC制品的使用寿命，限制其应用范围。本文重点研究由于制品尺寸不同所引发的PC制品结构和性能差异对PC制品紫外老化行为和热老化行为的影响。具体内容如下：
　　（1）分别采用注射成型方式和微注射成型方式成型PC试样，并对PC试样的力学性能和形貌进行表征。发现不同成型方式对 PC试样的力学性能和形貌结构影响较大：微注射成型 PC试样拉伸应力应变曲线出现形变强化，断裂强度远高于屈服强度，而注射成型试样的则有很长的屈服软化阶段；试样的皮芯结构存在差异，微注射试样的皮层在整个试样中所占比例较大，而注射试样则较小，同时在微注射成型试样的剪切层和芯层之间有一个明显的过渡层。两者的拉伸断裂形貌也显著不同。
　　（2）对两种尺寸的试样进行人工加速紫外老化实验，并对紫外老化后的试样进行拉伸测试、DSC、纳米压痕、紫外-可见光光谱、傅里叶红外光谱、偏光观察等分析。发现两种尺寸的试样经紫外光辐照240小时后，表现出了相似的变化规律：试样颜色均由无色透明变为浅黄色，并且随着紫外老化时间的增加颜色逐渐加深；制品表面强度降低，试样的塑性有了较大幅度的降低。但是两种制品的尺寸和结构差异使得微注射试样的塑性降低更大，形变强化效应减弱。对比热氧老化试验发现试样的变色是由紫外光辐照所引起，制品表面发生了光-弗里斯重排和光氧化反应，生成了有色基团。
　　（3）利用热氧老化试验箱对PC制品进行60℃、90℃、120℃三个温度的热氧老化试验，并对制品的力学性能和形貌进行表征。发现热氧老化的温度对制品的老化程度和老化速度影响很大，老化速度随老化温度的升高而加快。试样经热氧老化后，屈服强度提高、塑性降低，老化温度越高，试样屈服强度升高越多，塑性降低幅度越大。随着热氧老化时间的增加，屈服强度都有一最大值，达到后即不在增加，在120℃下老化8天后，试样的屈服强度有下降趋势；屈服强度提高量随老化温度的增加而增加。微注射成型试样与注射成型试样由于结构和尺寸的差别，导致其制品抗热氧老化能力的不同，并且微注射成型试样抗热氧老化能力更强，120℃老化12天后仍有很好的塑性，老化后的注射成型试样芯层内小分子聚集多个缺陷点，而微注射试样上则没有发现。

目录

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 聚碳酸酯制品加工成型方法

1.3 聚碳酸酯老化

1.4 本课题研究目的及内容

2 聚碳酸酯制品加工成型

2.1 实验材料及设备

2.2 注射成型

2.3 微注射成型

2.4 两种成型制品性能与结构的分析

2.5 本章小结

3 聚碳酸酯制品的紫外老化

3.1 紫外老化实验

3.2 样品检测与表征

3.3 注射成型制品紫外老化的结果分析

3.4 微注射成型制品紫外老化的结果分析

3.5 尺寸因素对紫外老化的影响

3.6 本章小结

4 聚碳酸酯制品的热氧老化

4.1 热氧老实验

4.2 样品检测与表征

4.3 注射成型热氧老化

4.4 微注射成型试样热氧老化

4.5 制品尺寸对的热氧老化的影响

4.6 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

个人简历

致谢