调查的聚碳酸酯率对力学性能的影响聚丁烯对苯二酸酯/聚碳酸脂混合

文摘

聚丁烯对苯二酸酯(PBT)是一个脆弱的聚合物与冲击韧性低的缺点,所以它是不容易满足的要求都很高的抗拉强度、抗弯强度、和高冲击强度。在这项研究中,PBT /聚碳酸酯(PC)混合不同比例的95/5,90/10,85/15,80/20。抗拉强度、抗弯强度和无刻痕的悬臂梁式冲击强度研究根据ASTM D638, ASTM D790, ASTM月标准。结果表明,抗拉强度,随着PC含量增加,是53.00,62.34,60.59,62.98,和64.46 MPa 0、5、10、15, 20%的个人电脑样品。PBT / PC的抗弯强度和弹性挠曲测试混合高于整洁的PBT。此外,无切口PBT / PC的悬臂梁式冲击强度也高于PBT。然而,当PC含量增加,冲击强度会降低。冲击强度为44.82,80.46,68.82,50.45和48.05 kJ / m²对应于0、5、10、15 5%和20%的PC, PC样品两倍PBT的冲击强度。微观结构的混合显示,电脑已成为分散相在PBT矩阵。电脑分散粒子的大小和数量增加与增加个人电脑速度混合。因此,当添加电脑,PBT / PC所有符合要求的高拉伸强度,弯曲强度,和高冲击强度。PBT / 5% PC模型给出了冲击强度最高,同时确保耐用性、潜在的应用使汽车门把手。

1。介绍

聚丁烯对苯二酸酯(PBT)具有各种良好的特征性能:吸湿性低,尺寸稳定性好,高强度和模量,良好的可塑性,和高阻燃料、油、脂肪等工业溶剂。这些优势使PBT在许多技术领域应用的一个很好的选择,如电气和电子产品(连接器、IC插座、开关、继电器、等等)、汽车(保险杠、点火系统零件、耦合器、等等),和家用电器(烤面包机外壳,吹风机等)(1- - - - - -5]。然而,PBT冲击强度较低,使得PBT不适合应用要求抗拉、抗弯强度和冲击强度6- - - - - -10]。PBT的冲击强度(J / m) 27日一样低的宠物(25 J / m) (11]。在刘翔的研究(12,PBT的冲击强度是64年J / m,这是十倍低于PC (685 J / m)。PBT的冲击强度是2.2 kJ /毫米²也远低于乙烯- 5.5 kJ /毫米²(13]。其他的研究发现了类似的结果。PBT的冲击强度是2.2 ~ 2.84 kJ / m²,而电脑是9.54 kJ / m²(14,15]。

提高冲击强度、PBT是与其他聚合物混合,创建一个具有优势的共混聚合物的组成材料(16- - - - - -20.]。在各种潜在的材料可以与PBT、集成研究了聚碳酸酯(PC)在许多的研究由于其特点特性可以用PBT(执行完美结合21- - - - - -25]。桑切斯等人的研究对PBT / PC的属性混合0,10、20、30、40岁和50%的电脑显示,两个截然不同的断裂区域混合成分的观察:韧性断裂和脆性区。的混合表现出全面改善力学性能而整洁的PBT。具体来说,弹性模量增加而增加的百分比[PC的组合26]。作者吴等人研究了断裂韧性和断裂机理的PBT / PC电脑百分比从0到100%。样品的测试结果表明,冲击韧性提高PC的混合比例增加时(27,28]。类似的结果是由褐色等人报道了PBT / PC混合比例的100/0,80/20,70/30,60/40,分别表明,PC的混合比例的增加会导致显著增加冲击强度、弯曲强度和弯曲模量14]。PBT / PC的混合物,混合比例的100/0,90/10,80/20,70/30被Rejisha等。研究结果指出,抗拉强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度都随着PC的混合比例的增加而增加。20%以上的个人电脑,混合显示抗拉和抗弯强度下降。然而,随着PC浓度的增加,冲击强度也增加了(29日]。王等人的研究也演示了一个类似的结果(30.]。扩大个人电脑内容从0到20%时,混合的抗拉强度从59.6 MPa提高到63.3 MPa,抗弯强度从86.3 MPa到94.5 MPa。的PBT、PC / PBT混合的硬度增加。

这项工作的目的是研究PC内容的影响抗拉强度,抗弯强度和冲击韧性的PBT / PC混合。我们试图找到一个适当的PBT / PC比例高的冲击韧性,同时仍然提供没有添加任何增容剂抗拉和抗弯强度。

2。材料和方法

PBT(朗盛Pocan B1505 000000),熔点225°C。个人电脑(PC树脂PC0703R沙特基础工业公司),熔点270 - 280°C。PBT树脂干在100°C 2到4小时,和PC树脂干在120°C 2到4小时。手动干树脂混合在不同体积百分比。表1显示每个样品的成分。最后,这些混合材料在注射成型机成型。

抗拉强度测试、抗弯强度测试,无切口冲击强度进行测试根据ASTM D638, ASTM D790和ASTM月。研究了抗拉强度和抗弯强度用日本岛津公司签名AG-X + 20 kn万能试验机和50毫米/分钟的速度。相同的设备措施挠曲强度16.64毫米/分钟的速度。日本岛津公司签名规范AG-X + 20 kN:能力20 kN,十字头速度范围0.0005 ~ 1000毫米/分钟,最大回报速度1200毫米/分钟,十字头速度精度±0 1%,crosshead-table间隙655毫米。的Tinius奥尔森IT504悬臂梁式冲击试验机进行无切口冲击试验。规范Tinius奥尔森IT504:基本摆能力2.82 J,基本2.75到2 J摆能力较低的打击,落差0.61米,和影响速度3.46米/秒。

混合在不同浓度的微观结构研究通过使用一个高分辨率FESEM显微镜日立s - 4800。参数:二次电子图像的分辨率1.0 nm, 1.4 nm,加速电压减速器);2.0海里(1 kV, WD = 1.5 nm,传统模型);放大:LM 20 - 2000倍;高放大倍数的嗯100 - 800000倍。

3所示。结果与讨论

3.1。表面形态

注塑螺杆温度、喷嘴温度为265°C和270°C,分别。图1显示了实际试样的照片类型。

样品的颜色是相同的由于之间的细微差别,个人电脑的比例掺合比。表面光泽不够高,因为模具只抛光后腔内的样品留下来的两半模具分离,简化模具的样品。模型的美学并不影响测量或测试的结果。微观结构测试也是影响因为SEM显微图只有在断裂表面。

注塑过程是相当有利的,100/0,95/5,90/10,85/15比率由于PC浓度较低。困难出现在80/20混合的处理。快速结晶的混合导致浇道的快速凝固。固化浇口卡住内浇道衬套;因此,融化是无法进入模具了。此时,浇口必须手动删除使用天然气火炬和钢丝。

3.2。抗拉强度

图2概述了PC的抗拉强度的影响PBT / PC混合。

它可以观察到,混合的抗拉强度高于纯PBT的混合比率。然而,这一增长并不统一。抗拉强度从52.99 MPa的整洁的PBT急剧上升到62.34 MPa时,PC的混合比例低于5%,但略微下降到60.58 MPa当电脑率为5 - 10%。电脑时的抗拉强度又增加浓度高出10%,达到64.45 MPa的80/20的混合比例。整体增长一直在观察之前的研究。PBT的抗拉强度,PBT / PC 10%, PBT / PC 20%, 30%和PBT / PC是54岁,61年,65年和63 MPa,分别29日]。这一结果表明,随着PC含量增加,抗拉强度增加。这个增加是由于电脑的增韧效果。然而,如果PC含量高于20%,抗拉强度趋于下降。原因是由于高极化率的PC及其与PBT semicompatible。

表2显示了break-strain和弹性的拉伸试验。可以看出,PBT / PC的弹性高于PBT、混合和弹性增加随着PC含量的增加。但是,当内容超出15%,弹性趋于减少。拉伸break-strain显示了一个振荡趋势,最高为12.15%,最低为7.87%。除了PBT / PC混合5%,break-strain高于纯PBT,剩余的混合PBT样本低于100%。观察的行为几乎是相反的其他属性。作者桑切斯et al。26)表明,自由体积或密度变化的影响与压力相关的属性似乎是截然相反的影响发生在病毒亲缘弹性等特性。

3.3。抗弯强度

图3概述了PC的挠曲强度的影响PBT / PC混合。

挠曲强度的PBT / PC混合展览行为非常类似于抗拉强度。挠曲强度有显著增加从72.92 MPa时89.84 MPa PC在混合的比例低于5%。观察略有减少5%到10%的PC礼物时混合组成。抗弯强度增加当PC率超过10%,最大值为98.48 MPa在80/20的比例。总的来说,抗弯强度提高了远远超过纯PBT。增加的趋势显示研究的谭等。整洁的PBT的挠曲强度从76 MPa提高到77.8 MPa的PBT / PC混合30% [14]。抗弯强度增加而增加电脑内容;具体来说,整洁的PBT的挠曲强度,PBT / PC 10%, 20%和PBT / PC是72,79,和87 MPa,分别研究表明Rejisha et al。29日]。

的弹性挠曲测试证明表3。当PC含量是5%,弹性增加相比,PBT。增加了15%的个人电脑内容,弹性会逐渐减少。然而,弹性内容时增加20%的电脑。PBT / PC共混的弹性都高于纯PBT。Rejisha等。在这项研究中,当PC含量分别为10%和20%,弹性模量增加到2.91和3.45的绩点,远高于2.27 GPa的整洁的PBT (29日]。棕褐色的研究等。14发现了类似的结果。弹性模量的PBT / PC 20%, PBT / PC, 30%和PBT / PC 40%是2088.4,2158.0,和2494.7 MPa,高于PBT (2050.5 MPa)。

3.4。悬臂梁式冲击测试

图4显示了PBT / PC的平均无切口悬臂梁式冲击强度混合。观察到显著增加5% PC的混合。80.46 kJ / m的值²几乎是两倍至44.82 kJ / m²整洁的PBT。但是,结果表明下降的趋势。从最高的价值迅速无切口冲击强度降低到68.82 kJ / m²90/10的混合,50.45 kJ / m²85/15的混合,和48.05 kJ / m²混合的80/20。可以清楚地看到,无切口冲击强度随增加电脑的比例混合。然而,无切口冲击强度的混合比率仍然高于纯PBT。这个结果被认为是影响PBT和PC之间的酯基转移作用在熔体混合(27]。吴等人在他们进一步的研究解释说,PBT-PC共聚物形成的酯基转移作用作为增容剂来增强PBT-rich混合的界面粘附,从而提高冲击强度(28]。作者Rejisha等人证明,随着个人电脑的浓度增加,冲击强度也会增加,因为电脑有一个卓越的冲击强度比PBT (29日]。在谭的研究等。14),切口悬臂梁式冲击强度的PBT / pc混合20% 7.25 kJ / m²,这是高于2.84 kJ / m²100%的PBT样本。

3.5。硬度

表4表明混合PBT / PC的平均硬度。可以看出,硬度值波动在72.6到74.8海岸d .根据桑切斯et al。26),机械性能通常与密度有关。由于致密化,自由体积丢失,进而使得运动困难在一个节段。结果导致增加刚度。作者Tan et al。14还演示了相似的结果。越高的相对百分比PC在混合,刚度越好。

3.6。微观结构的结果

图5演示了在断裂表面的SEM显微图的整洁的PBT样本和95/5,90/10,85/15,80/20混合样本,分别。顺利断裂面指出PBT和PC之间没有桥梁领域阶段。脱层PC粒子在PBT矩阵没有热门的承载能力提供了一种简便的方法,发展成裂缝,导致快速和不稳定骨折,因此,脆性断裂行为。据王,PC / PBT通常非结晶的结晶聚合物混合由于PBT结晶聚合物和PC非结晶的聚合物。PBT限制了运动的阶段性结晶高分子链的电脑。之间的界面粘结PC的PBT的结晶和无定形的阶段是不可取的30.]。

图6演示了在断裂表面的SEM显微图的95/5,90/10,85/15,80/20高倍镜下混合样品。许多脱层PC颗粒能清晰观察,表明PBT和PC之间的相分离。电脑成为分散相,半球形,光滑面压痕后离开电脑领域已经实现了从同行断裂面在骨折。电脑分散粒子的大小和质量还与PC比例增加比例。据吴et al .,表面光滑的半球形孔,见图6表明,PBT和PC之间的附着力差阶段。裂纹传播提供了一个简单的路径是穷人PBT / PC的接口。有效断口表面也降低(10,27]。研究员林等。24相信在PBT / PC混合,酯交换反应可以发生融化PBT和PC之间的混合物。这个反应是主要的交换反应。进步的酯交换反应导致改变最初的均聚物共聚物可以作为增容剂对PBT / PC混合。然而,共聚物通常是有限的,因为他们是通过酯交换形成的。因此,它导致PBT和PC相间附着力差。

4所示。结论

抗拉强度、抗弯强度和弹性的PBT / PC混合都高于纯PBT。抗拉强度是53.00,62.34,60.59,62.98,和64.46 MPa样本0,5、10、15日分别为和20%的个人电脑。无切口PBT / PC的悬臂梁式冲击强度也高于PBT,但随着PC含量增加,冲击强度下降。具体来说,80.46,68.82,50.45和48.05 kJ / m²对应5、10、15和20%的个人电脑。PBT / 5% PC样品整洁PBT冲击强度的两倍(只有44.82 kJ / m²)。微观结构的混合显示,电脑已成为分散相在PBT矩阵。

因此,当添加电脑,PBT / PC混合的要求抗拉强度高,抗弯强度、和高冲击强度,PBT / 5% PC混合使冲击强度,同时保持最高的抗拉和抗弯强度。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

我们承认阮科技大学和教育,东铁男Phat有限公司和材料测试实验室(HCMUTE)。他们给了我一个机会加入他们的团队,实验室和研究机器访问。没有他们的赞赏的支持,就不可能进行这项研究。

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