【摘 要】
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聚碳酸酯(PC)作为一种综合性能优异的聚合物材料,其制品拥有良好的透明性,尺寸稳定性,机械性能,耐候性和耐热性,广泛用于航空航天,电子电气,汽车制造,通讯等高科技领域。随着科学技术的发展,对新时代材料提出了更高要求,材料正朝着功能化,安全化,轻质化,高性能,低成本的方向发展。由于PC耐磨性差,容易导致划痕,熔体粘度高,不易加工,且熔体冷却后内部残留应力大,制品缺口敏感性高,容易出现应力开裂,严重影
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聚碳酸酯(PC)作为一种综合性能优异的聚合物材料,其制品拥有良好的透明性,尺寸稳定性,机械性能,耐候性和耐热性,广泛用于航空航天,电子电气,汽车制造,通讯等高科技领域。随着科学技术的发展,对新时代材料提出了更高要求,材料正朝着功能化,安全化,轻质化,高性能,低成本的方向发展。由于PC耐磨性差,容易导致划痕,熔体粘度高,不易加工,且熔体冷却后内部残留应力大,制品缺口敏感性高,容易出现应力开裂,严重影响了工件的使用寿命。通过聚合物共混改善PC的流动性,是目前实现聚碳酸酯高流动性的一个重要方向,这种改性方法不仅结合了PC原有的各方面优异性能,还赋予了聚碳酸酯良好的加工流动性能,成为近年来改善PC材料流动性的研究热点之一。本文采用废弃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料瓶为原料,利用乙二醇(EG)作为溶剂,对PET进行化学降解,使降解产物作为助剂与PC混炼制备PC/PET降解产物复合材料,研究了不同降解反应中PET与EG的投料比以及降解产物的添加量对复合材料力学性能,熔体流动性,热稳定性的影响。具体来说,本文主要研究内容包括以下三个方面:(1)以废弃PET塑料瓶为原料,EG为反应溶剂,醋酸锌为催化剂,通过加热至EG沸点附近进行醇解反应,PET与EG投料比分别为1:2、1:3、1:4,探究不同PET与EG投料比的情况下PET的转换率。通过红外光谱分析仪、差式扫描量热仪、热重分析仪对降解产物进行表征,并研究了反应温度、PET与EG投料比对PET转换率的影响。实验结果表明:在195℃下反应3h,PET与EG投料比为1:2、1:3、1:4时,PET的转换率分别为92.7%、93.8%、96.4%;即在相同的反应条件下,EG添加量越多,PET的转换率也越大高。(2)PC/PET降解产物复合材料体系:该实验以改善PC流动性为目的,采用PC为基体材料,在PC中加入不同降解体系下所得的降解产物,研究不同添加量(0-8%)的降解产物对PC/PET降解产物复合材料的力学性能、热稳定性、熔体流动速率、动态力学性能的影响规律。其中复合材料的拉伸强度随着降解产物的添加呈不同程度下降;冲击强度则随着降解产物的加入呈现先增加后减小的趋势;对于降解体系PET与EG投料比为1:2、1:3、1:4所得降解产物所对应的复合材料,降解产物添加量为4%时,冲击强度达到最大值,比单一PC分别增加了4.02%、6.93%、8.25%;拉伸强度相对于单一PC分别下降了4.73%、3.88%、11.8%。熔体流动速率随着降解产物添加量的增加而增加,且降解体系中PET与EG投料比越小,则所对应的降解产物所得复合材料的熔体流动速率越大;即对应于PET与EG投料比为1:2、1:3、1:4的降解体系所得降解产物,当降解产物添加量为8%时,复合材料的熔体流动速率分别增加了105.39%、123.4%、167.13%。综合各项性能来看,降解产物添加量为4%复合材料综合性能最佳。(3)PC/GMA/PET降解产物复合材料体系:由于单一降解产物的添加会导致PC/PET降解产物复合材料力学性能出现大幅下滑。因此,本实验以PC为基体材料,添加0-8%的降解产物,4%的GMA作为助剂,在有效提高PC流动性的情况下,保证其力学性能的变化。研究表明:对于PET与EG投料比为1:2、1:3、1:4的降解体系,在降解产物,GMA添加量都为4%的情况下,相比于未添加GMA的PC/PET降解产物复合材料,PC/GMA/PET降解产物复合材料的拉伸强度分别增加了6.07%、5.84%、13.37%;冲击强度分别增加了8.32%、7.63%、8.7%;熔体流动速率则有轻微下降,但相对于单一PC来看,复合材料的熔体流动速率仍是增加的,分别增加了113.4%、118.65%、137.62%。说明GMA的引入能够有效的提高了复合材料的力学性能和熔体流动性。
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