聚碳酸酯注射成型工艺及热氧老化稳定性研究

摘要

本文采用塑料成型注射机、热空气老化箱，研究了食品及包装材料用聚碳酸酯的性能变化、结构变化与注射工艺、热氧老化程度的关系;考察了热氧老化程度对PC热稳定性的影响。
　　通过对注射成型的PC试样的力学性能测试以及体视显微镜观察，结果证明，成型温度为290℃时，注射成型的PC试样的弯曲性能、拉伸性能和断裂性能接近最高。因此，290℃为PC注射成型适宜温度。分析原因如下:PC链节重复单元较长，而且结构中存在苯环，限制了大分子的柔顺性，致使PC的玻璃化温度以及熔融温度均较高。在熔融状态下聚碳酸酯的流变特性接近于牛顿流体，熔体粘度与温度关系很小，适当升高温度可有效调节熔体流动性，有利于成型加工。
　　采用FTIR、体视显微镜对热空气老化不同程度的PC进行了结构表征:在老化初期，PC试样的弯曲强度、拉伸强度、断裂强度均随着热空气老化时间的延长而快速增加，在老化48h之后增速减缓趋于稳定，PC试样仍然表现出强而韧的性能特点;但缺口冲击强度、断裂伸长率在老化初期随老化时间延长而减小，老化48h后趋于稳定，PC试样在老化初期表现出了很高的缺口敏感性。在热氧老化过程中，PC显示由强而韧性能转变为硬而强性能。
　　氮气气氛下TG测试表明:在老化初期，PC的起始失重温度，最大失重温度，半失重温度以及热降解活化能等随老化时间延长呈现先上升后下降趋势。空气气氛下TG测试表明:对于相同的降解阶段,不同老化时间的PC的热降解活化能都随老化时间的延长先降低后增大。这反映了PC的热氧老化过程，热稳定性先降低后上升，最后趋于稳定。

目录

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 聚碳酸酯概述

1．1．2 双酚A概述

1．2 塑料的注射成型方法

1．2．1 塑料注射成型的工艺流程

1．2．2 影响高聚物注射成型制品质量的工艺因素

1．3 高聚物的老化

1．3．1 PC的老化机理

1．4 PC老化试验的主要方法

1．4．1 光老化试验

1．4．2 盐雾试验

1．4．3 耐热性试验

1．4．4 抗菌试验

1．4．5 耐辐射性试验

1．4．6 湿热试验

1．4．7 耐寒试验

1．5 PC老化程度的表征方法

1．5．1 力学性能分析

1．5．2 高效液相色谱检测法

1．5．3 光谱分析及热分析方法

1．5．4 气相色谱法

1．5．5 电化学分析法

1．5．6 扫描电镜分析

1．5．7 其它方法

1．6 研究目标和研究内容

1．6．1 研究目标

1．6．2 研究内容

第二章 聚碳酸酯的注射成型工艺条件对性能的影响

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 主要原料

2．2．2 PC试样制备及测试

2．2．3 PC的力学性能测试及表征

2．2．4 仪器设备及测试标准

2．3 结果与讨论

2．3．1 注射成型工艺条件对PC性能的影响

2．3．2 模压温度对PC红外谱图的影响

2．4 本章小结

第三章 热氧老化对聚碳酸酯的力学性能的影响

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 主要原料

3．2．2 PC试样制备与测试表征

3．2．4 仪器设备及测试标准

3．3 结果与讨论

3．3．1 老化时间对PC性能的影响

3．3．2 老化时间对PC形貌结构的影响

3．4 本章小结

第四章 聚碳酸酯的热降解动力学

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 仪器设备

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 氮气气氛下热氧老化聚碳酸酯的热重分析

4．3．2 空气气氛下热氧老化聚碳酸酯的热重分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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