Resumen: las técnicas dsc, tga y tma se utilizan para el estudio sistemático de la transición vítrea, la degradación térmica, la degradación térmica del oxígeno, el proceso de eliminación de hcl y las características de deformación de las aleaciones de abs / pvc / nbr. los resultados muestran que varios cambios en la aleación de abs / pvc / nbr están acompañados por cambios en la energía, la masa y la dimensión. La temperatura de transición vítrea es un parámetro importante para caracterizar la compatibilidad de las aleaciones plásticas. La estabilidad térmica de la aleación depende del proceso de eliminación de PVC del PVC en el sistema de aleación. La curva tma de abs / pvc / nbr se divide en sección plana, sección de expansión y sección de reblandecimiento, en la sección de expansión los productos se deformarán y perderán la práctica. lue la sección plana pertenece al ámbito de aplicación, y la sección de suavizado proporciona datos técnicos y bases teóricas para determinar el proceso óptimo.

abs / pvc / nbr es un nuevo tipo de material polimérico, que se utiliza ampliamente para bolsas, paneles de automóviles y otros productos de embalaje exterior. Su comportamiento térmico y estabilidad térmica están relacionados con el procesamiento y el rendimiento. por lo tanto, es necesario realizar un estudio de las propiedades térmicas de las aleaciones abs / pvc / nbr.

1. parte experimental

1.1 instru experimental mentir

se utiliza el analizador térmico dupont 1090, análisis térmico muestra crisol .

1.2 método experimental

dsc: determinación de la transición vítrea de polímeros y sus aleaciones;

tga: determinación de la degradación térmica, degradación de la oxidación térmica y propiedades de temperatura constante de los polímeros y sus aleaciones;

tma: determinación del coeficiente de expansión y las características de deformación de la aleación abs / pvc / nbr.

2. Resultados y discusiones.

2.1 transición de vidrio de la aleación de abs / pvc / nbr y sus componentes

Las curvas dsc de abs, pvc, nbr y abs / pvc / nbr se muestran en la figura 1. La posición del cambio repentino de la línea de base a la dirección endotérmica en la curva es la transición vítrea del polímero, lo que indica que el hielo El segmento unido en el polímero amorfo está activo y tiene un cambio repentino en la capacidad de calor.

la compatibilidad de los componentes de aleación de plástico es la clave para el buen desempeño de la aleación de plástico, y la temperatura de transición vítrea es un parámetro importante para caracterizar la compatibilidad de la aleación. las temperaturas de transición vítrea de abs, pvc, nbr y sus aleaciones se enumeran en la tabla.

las temperaturas de transición vítrea de ab simt-100 son -85 ℃ y 112, pvc es 87.9 ℃ y nbr es -29.4, cuando se mezclaron los tres materiales, las temperaturas de transición vítrea se cierran entre sí, son -74.4 ℃, -8.8 ℃, -98.8 ℃ respectivamente, lo que indica que la fase de goma es parcialmente compatible con la fase plástica. Los parámetros de solubilidad de nbr y pvc son similares y tienen compatibilidad termodinámica. en el proceso de mezcla, es posible ser completamente compatible y formar una nueva "fase" para que la temperatura de transición vítrea de pvc y nbr desaparezca, lo que resulta en una nueva temperatura de transición vítrea. la temperatura de transición vítrea de la nueva fase es - 8.8 ℃, mientras que la temperatura de transición vítrea de ps en abs desciende a 98.8 ℃.

el llamado plástico endurecido con caucho es el de la matriz plástica, que tiene una alta temperatura de transición vítrea, con una dispersión de la fase de caucho que tiene una baja temperatura de transición vítrea. nbr desempeña este papel en la aleación y concentra la tensión cuando está por encima de la temperatura de transición vítrea. la temperatura de transición vítrea a baja temperatura de abs / pvc / nbr es de -74.4 ℃, -8.8, y las partículas de caucho desempeñan un papel endurecedor para el estireno en el rango de -74.4 ℃ (-8.8) ~ 98.8 ℃.

Los diferentes signos de caucho del taller tienen diferentes temperaturas de transición vítrea, así como diferentes efectos de endurecimiento en la aleación. porque cuando la temperatura desciende a la transición vítrea, el movimiento micro-browniano del segmento de la cadena se congela, el material utilizado como caucho pierde una gran elasticidad y se convierte en plástico duro y quebradizo, perdiendo así su efecto endurecedor en el plástico. la temperatura de transición vítrea de japón y lanhua nbr es -29. 4, -15. 7 ℃ respectivamente.

Las curvas dsc de diferentes signos de taller de aleaciones de abs / pvc / nbr son similares en forma. Hay dos componentes en la aleación de abs / pvc / nbr con temperatura de transición vítrea a baja temperatura, que son la fase de butadieno en la fase de abs y nbr añadida. con respecto a la temperatura de transición vítrea a baja temperatura de la aleación, alemania 1 # es la más baja (16.3), y para shanghai 3 #, shanghai 4 # son –8.8, -7.3 ℃ respectivamente. por lo tanto, se puede considerar que el rango de temperatura de endurecimiento del primero es más amplio que el de los dos últimos.

2.2 Degradación térmica y degradación térmica del oxígeno de la aleación abs / pvc / nbr

La estabilidad térmica de los polímeros se puede caracterizar por la temperatura de descomposición, que está estrechamente relacionada con la energía de disociación del enlace más débil en la estructura de la cadena del polímero, es decir, la estructura química del propio polímero determina sus características de descomposición térmica.

las curvas de tga de abs, pvc, nbr y sus aleaciones con nitrógeno de alta pureza se muestran en la figura 2. la etapa de ingravidez de 180 ~ 350 ℃ se debe principalmente a la eliminación de hcl de pvc en la aleación de abs / pvc / nrr. Debido a que la pérdida de peso de pvc puro en este rango de temperatura es superior al 60%, y la degradación térmica de abs y nbr ocurre por encima de 350, se considera que la pérdida de peso por debajo de 350 ℃ en la aleación de plástico se debe principalmente a la eliminación de hcl en pvc. y la estabilidad térmica de la aleación plástica depende principalmente del PVC en el sistema mixto.

En las curvas tga de aleaciones de abs / pvc / nbr de diferentes signos de taller, la primera etapa de ingravidez se debe principalmente a la eliminación del pvc hcl, la pérdida de peso varía según el contenido de pvc en la aleación. el pvc puro es 61.7%, en Alemania 1 # aleación es 41.13%, 43.04% para changchun 2 # aleación y 38.89% para shanghai 3 # aleación. hasta cierto punto, la pérdida de peso refleja la diferencia en la composición y el rendimiento de la aleación.

La degradación de la aleación plástica es un cambio estructural típico. Está degradado por la reacción química con sustancias en el medio ambiente. El agente de degradación más importante es el oxígeno. La reacción de oxidación puede inducir y acelerar la degradación cuando se calienta. La figura 3 muestra curvas tg de abs, pvc, nbr y sus aleaciones en el aire. la etapa de ingravidez de 180 ~ 350 ℃ en aleación de abs / pvc / nbr sigue siendo la degradación del pvc por la eliminación de hcl. abs puro tiene una pérdida de peso lenta de 240 a 350 ℃ con una pérdida de peso acumulada de solo 4.98%. nbr tiene un aumento de peso por oxidación a 220, seguido por un paso de pérdida de peso de 4.56%. el proceso de degradación de la fluoración de ambos ocurre principalmente a 350 ~ 550. para la aleación, todas las aleaciones de abs / pvc / nbr tienen dos etapas continuas de ingravidez debido a la formación de intermedios de oxidación y su degradación adicional. el residuo también es menor que el producido por la degradación térmica bajo el flujo de nitrógeno, alrededor del 4% ~ 5%.

Eliminación de 2.3 hcl y características de temperatura constante de abs / pvc / nbr

La medición de la degradación térmica y la degradación oxidativa de la aleación de abs / pvc / nbr muestra que la pérdida de peso de la primera etapa de ingravidez a 180 ~ 350 ℃ no tiene relación con la atmósfera, y la pérdida de peso en aire y nitrógeno es similar (ver figura 4 ). es decir, en este rango de temperatura, la degradación térmica, es decir, el proceso de eliminación de pvc hcl es dominante, por lo que es instructivo seleccionar este rango de temperatura para la prueba de temperatura constante.

Las curvas dsc de abs, pvc, nbr y sus aleaciones a temperatura constante se muestran en la figura 5, y la pérdida de peso se indica en la tabla 2.

la pérdida de peso de la aleación abs / pvc / nbr a 250 ℃ es 31.82%, mientras que la pérdida de peso de abs y nbr a 250 ℃ es 2.1% ~ 2.4% y 2.3% ~ 4.6% respectivamente, representando solo 1/6 de las Pérdida total del peso de la aleación. la pérdida de peso de la aleación a temperatura constante se debe principalmente a la eliminación de hcl del pvc, mientras que la pérdida de peso a 250 ℃ durante 30 min es mucho mayor que a 200 ℃. en el proceso de procesamiento, si las condiciones del proceso cambian y la temperatura no se controla adecuadamente, se eliminará una gran cantidad de hcl de la aleación y se perderán las propiedades de la aleación. por lo tanto, la pérdida de peso de la aleación a 200 ℃ refleja ventajas y desventajas de la estabilidad térmica en cierta medida.

tabla 2 pérdida de peso de abs, nbr y sus aleaciones *%

Mantener la temperatura constante durante 30 min.

2.4 características de deformación de la aleación de abs / pvc / nbr

La curva tma de la aleación de abs / pvc / nbr se muestra en la figura 6.

La curva tma se divide en sección plana, sección de expansión y sección de reblandecimiento. la sección plana es de temperatura ambiente a 80, es decir, el rango de temperatura de uso habitual, y el coeficiente de expansión de la aleación es de 100 ~ 200μm / (m · ℃). 80 ~ 180 ℃ es la sección de expansión, que puede ser causada por la expansión del caucho. Aunque la aleación no ha sufrido degradación térmica o degradación térmica del oxígeno, el aumento de la temperatura hace que el polímero se expanda en volumen, aumentando el espacio libre entre las moléculas y activando el segmento de la cadena e incluso la molécula completa. Debido a que la expansión del volumen provocará un cambio en la forma geométrica, si la forma geométrica cambia arbitrariamente a pesar de la voluntad de las personas, el producto perderá su valor práctico. solo en la sección de reblandecimiento, la aleación tiene las características de flujo viscoso de alto polímero y los parámetros necesarios para el proceso y la formación. la temperatura de reblandecimiento comienza a 170 ℃, desde la curva tma de la baja temperatura de la aleación de abs / pvc / nbr (- 65 ~ 0 ℃), se puede observar que la aleación muestra un potencial plano a baja temperatura sin un cambio evidente en las dimensiones geométricas y un Coeficiente de expansión de 45 ~ 114μm / (m · ℃), por lo que se considera que la aleación también tiene un valor de uso a baja temperatura y se puede usar como material para recipientes como los recipientes de refrigeración.

La curva tma de abs / pvc / nbr en el espacio tridimensional de x, y y z se muestra en la figura 7. las características de deformación de la aleación son anisotrópicas, lo cual es causado por la concentración de tensión durante el moldeo por extrusión. Este factor debe considerarse en la fabricación de moldes y en el diseño del proceso de moldeo.

3 Conclusiones

a. El método de análisis térmico es el método de prueba más directo para estudiar la transformación de aleaciones. utilizando consumibles de análisis térmico Con una calidad estable, podemos caracterizar sistemáticamente sus características térmicas a partir de los aspectos de transición vítrea, degradación térmica, degradación térmica del oxígeno, eliminación de hcl, deformación, etc. Es la base para estudiar la relación entre el proceso de procesamiento, estructura y propiedades de abs / pvc / nbr.

segundo. La temperatura de transición vítrea es un parámetro importante para caracterizar la compatibilidad de las aleaciones plásticas. la transición vítrea a baja temperatura de la aleación de abs / pvc / nbr es -81, -16.3 ℃, y la transición vítrea a alta temperatura es 96.4 ℃ (98.8). La diferencia en la temperatura de transición vítrea refleja la compatibilidad del sistema de aleación y proporciona una base técnica para la selección del proceso de síntesis de la fórmula.

do. La degradación térmica y la degradación térmica del oxígeno de abs / pvc / nbr muestran que la estabilidad térmica de la aleación depende del proceso de eliminación de pvc por hcl en el sistema de aleación. la pérdida de peso de muestras alemanas y shanghai a 250 ℃ durante 30 minutos es mucho mayor que la de las muestras a 200 ℃. hasta cierto punto, la pérdida de peso de la aleación a la temperatura constante de 200 ℃ refleja la estabilidad térmica de la aleación durante el procesamiento.

re. La curva tma de abs / pvc / nbr tiene tres secciones, la sección plana es un rango de temperatura adecuado para el uso, mientras que la sección de expansión deformará el producto y perderá su valor práctico, y la sección de suavizado proporcionará datos técnicos confiables y una base teórica para determinar el proceso óptimo .