PC/ASA合金的制备及不同阻燃剂对其性能的影响

摘要

PC(Polycarbonate）是分子链中含有碳酸酯键的聚合物，ASA(acrylonitrile-styrene-acrylate)为丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯的三元接枝共聚物，PC与ASA树脂都是应用非常广泛的工程塑料。PC具备较高的热稳定性和透光性，同时还具备很好的综合力学性能和抗变形性能。但其对缺口敏感性大，同时较差的熔融流动性导致其不易加工成型。ASA树脂由于其中的丙烯酸酯橡胶（PBA）不含有双键，所以相较于ABS树脂，ASA树脂的耐候性显得更加优异。与此同时，ASA还保持了较好的综合力学性能和加工流动性，但耐热性方面还有待改善。PC与ASA树脂的熔融共混一方面可以提升PC的加工性能，降低PC的缺口敏感性，同时也可以加强ASA树脂的耐热性，因此，制备各方面性能突出的PC/ASA合金将具有很高的市场价值。 本文首先采用不同配比的PC树脂与ASA树脂共混，研究不同ASA树脂的含量对PC/ASA合金性能的影响；随着ASA树脂含量的增加，所得合金的拉伸与弯曲强度呈现下降趋势，缺口冲击强度则呈现先上升后下降趋势，通过对合金断面形貌、加工流动性及玻璃化转变温度（Tg）研究发现，当PC/ASA=70:30时，PC/ASA合金的熔体粘度、相容性及综合力学性能最佳。然后利用两种不同的相容改性剂SMA（苯乙烯接枝马来酸酐）、E-MA-GMA（乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯）对PC/ASA合金进行增容改性，研究发现相容剂SMA与E-MA-GMA都可以有效的增强PC/ASA合金的相容性，其中E-MA-GMA对于PC/ASA合金增韧效果更明显，SMA则对于PC/ASA合金增容效果更明显，综合考虑，当SMA的添加量为10份时，合金的综合力学性能及加工性能最优异。 最后选用阻燃剂PX220（间苯二酚双[二（2,6-二甲基苯基）磷酸酯]）分别与TPP（磷酸三苯酯）、FCA107（苯基倍半硅氧烷）、OMMT（有机改性蒙脱土）组合，构造磷-磷、磷-硅协同体系增强PC/ASA合金，研究发现单独添加PX220和PX220与TPP协同阻燃体系都可使PC/ASA保持良好的加工流动性，但TPP的加入会较严重的影响PC/ASA合金的力学性能。除此之外，单独添加PX220和PX220与TPP复配体系垂直燃烧测试都会有熔滴滴落，单独添加PX220只能使PC/ASA合金达到V-1级别，适量比例的PX220与TPP复配则可使合金增强至V-0级。采用FCA107和OMMT分别与PX220复配可更加明显的提升PC/ASA合金在800℃下的残炭量，PC/ASA合金的LOI也可大幅提升，此时的垂直燃烧等级上升至V-0级，特别是加入OMMT的组分，热稳定性及阻燃性能提升更明显。与此同时，两种体系在增强PC/ASA合金燃烧及热稳定性能的同时，还可保持PC/ASA合金良好的力学性能。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 概述

1.3 高分子聚合物的共混改性

1.3.1 共混体系相容性影响因素

1.3.2 共混体系相容性改性方法

1.3.3 PC与ASA树脂的增容研究

1.4高分子聚合物的阻燃改性研究

1.4.1 聚合物燃烧机理

1.4.2 PC与ASA树脂的燃烧机理

1.4.3 阻燃剂的分类

1.4.4 PC与ASA树脂的阻燃研究进展

1.5本课题的研究意义及主要研究内容

1.5.1 本课题的研究意义

1.5.2 本课题的研究内容

第2章 PC/ASA合金最佳配比及相容性研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验设备及型号

2.2.3 PC/ASA合金的制备

2.2.4 测试与表征

2.3 PC与ASA原料配比对PC/ASA合金性能影响

2.3.1 PC与ASA原料配比对PC/ASA合金力学性能影响

2.3.2 PC与ASA原料配比对PC/ASA微观结构影响

2.3.3 PC与ASA原料配比对PC/ASA合金玻璃化转变温度的影响

2.3.4 PC与ASA原料配比对PC/ASA合金熔融指数的影响

2.3.5 PC与ASA原料配比对PC/ASA合金加工流变性能的影响

2.3.6 PC/ASA合金原料配比的确定

2.4 SMA和E-MA-GMA对PC/ASA合金相容性的影响

2.4.1 SMA与E-MA-GMA对PC/ASA合金力学性能影响

2.4.2 SMA与E-MA-GMA对PC/ASA微观结构影响

2.4.3 SMA与E-MA-GMA对PC/ASA玻璃化转变温度影响

2.4.4 SMA与E-MA-GMA对PC/ASA合金熔融指数的影响

2.5本章小结

第3章 不同阻燃体系改性PC/ASA合金的性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验设备及型号

3.2.3 阻燃PC/ASA合金的制备

3.2.4 测试及表征

3.3 阻燃剂的热稳定性

3.4 PX220阻燃改性PC/ASA合金的性能

3.4.1 PX220阻燃改性PC/ASA合金的力学性能

3.4.2 PX220阻燃改性PC/ASA合金的热稳定性

3.4.3 PX220阻燃改性PC/ASA合金的燃烧性能

3.4.4 PX220阻燃改性PC/ASA合金的炭层微观结构

3.4.5 PX220阻燃改性PC/ASA合金的熔融指数

3.5 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的性能

3.5.1 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的力学性能

3.5.2 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的热稳定性

3.5.3 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的燃烧性能

3.5.4 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的炭层微观结构

3.5.5 PX220与TPP复配阻燃改性PC/ASA合金的熔融指数

3.6 PX220与FCA107复配阻燃改性PC/ASA合金的性能

3.6.1 PX220与FCA107复配阻燃改性PC/ASA合金的力学性能

3.6.2 PX220与FCA197复配阻燃改性PC/ASA合金的热稳定性

3.6.3 PX220与FCA107复配阻燃改性PC/ASA合金的燃烧性能

3.6.4 PX220与FCA107复配阻燃改性PC/ASA合金的炭层微观结构

3.6.5 PX220与FCA107复配阻燃改性PC/ASA合金的熔融指数

3.7 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的性能

3.7.1 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的插层结构

3.7.2 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的力学性能

3.7.3 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的热稳定性

3.7.4 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的燃烧性能

3.7.5 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的炭层微观结构

3.7.6 PX220与OMMT复配阻燃改性PC/ASA合金的熔融指数

3.8 不同复配体系阻燃改性PC/ASA合金的性能比较

3.8.1不同复配体系阻燃改性PC/ASA合金的燃烧性能

3.8.2不同复配体系阻燃改性PC/ASA合金的炭层元素组成

3.8.3不同复配体系阻燃改性PC/ASA合金的动态力学性能

3.9 本章小结

第4章 结论与展望

4.1全文总结

4.2论文的不足及展望

致谢

参考文献

附录：硕士期间学术成果