الخلاصة: تُستخدم تقنيات dsc و tga و tma في الدراسة المنهجية للانتقال الزجاجي والتدهور الحراري وتدهور الأكسجين الحراري وعملية إزالة hcl وخصائص التشوه في سبائك abs / pvc / nbr. أظهرت النتائج أن التغييرات المختلفة في سبائك abs / pvc / nbr مصحوبة بتغيرات في الطاقة والكتلة والبعد. درجة حرارة انتقال الزجاج هي معلمة مهمة لتمييز توافق سبائك البلاستيك. الاستقرار الحراري للسبائك يعتمد على عملية إزالة hcl للبلاستيك في نظام السبائك. tma curve of abs / pvc / nbr ينقسم إلى قسم مسطح ، قسم تمدد وقسم تليين ، في قسم منتجات التوسع سوف تشوه وتفقد فا LUE. ينتمي القسم المسطح إلى نطاق التطبيق ، ويوفر قسم التليين البيانات التقنية والأساس النظري لتحديد العملية المثلى.

abs / pvc / nbr هو نوع جديد من مواد البوليمر ، والذي يستخدم على نطاق واسع للحقائب وألواح السيارات وغيرها من منتجات التغليف الخارجي. وترتبط سلوكها الحرارية والاستقرار الحراري للمعالجة والأداء. لذلك ، من الضروري إجراء دراسة الخواص الحرارية لسبائك abs / pvc / nbr.

1. الجزء التجريبي

1.1 instru التجريبية منة

يستخدم دوبونت 1090 محلل حراري ، التحليل الحراري عينة بوتقة .

1.2 الطريقة التجريبية

dsc: تحديد انتقال الزجاج من البوليمرات وسبائكها ؛

tga: تحديد التدهور الحراري ، وتدهور الأكسدة الحرارية وخصائص درجة حرارة ثابتة من البوليمرات وسبائكها ؛

tma: تحديد معامل التمدد وخصائص التشوه في سبائك abs / pvc / nbr.

2. النتائج والمناقشات

2.1 انتقال الزجاج من ABS / PVC / سبائك nbr ومكوناته

تظهر في الشكل 1 منحنيات dsc من القيمة المطلقة (ABS) ، والبلاستيكية ، والـ nbr ، والـ ABS / pvc / nbr. قطعة ملزمة في البوليمر غير المتبلور نشطة ولها تغيير مفاجئ في قدرة الحرارة.

إن توافق مكونات السبائك البلاستيكية هو مفتاح الأداء الجيد لسبائك البلاستيك ، ودرجة حرارة انتقال الزجاج هي معلمة مهمة لتمييز توافق السبائك. يتم سرد درجات الحرارة انتقال الزجاج من القيمة المطلقة ، بولي كلوريد الفينيل ، nbr وسبائكها في الجدول.

درجات حرارة الانتقال الزجاجية لـ ab simt-100 هي -85 ℃ و 112 ℃ ، pvc 87.9 87 ، و nbr -29.4 ℃ ، عندما تم مزج المواد الثلاثة ، يتم إغلاق درجات حرارة انتقال الزجاج مع بعضها البعض ، فهي -74.4 ℃ ، -8.8 ℃ ، -98.8 ℃ على التوالي ، مما يشير إلى أن الطور المطاطي متوافق جزئيًا مع الطور البلاستيكي. معلمات الذوبان من nbr والبلاستيكية متشابهة ولها التوافق الديناميكي الحراري. في عملية المزج ، من الممكن أن تكون متوافقة تمامًا وأن تشكل "طورًا" جديدًا بحيث تختفي درجة حرارة انتقال الزجاج من pvc و nbr نفسها ، مما يؤدي إلى درجة حرارة انتقال زجاجية جديدة. درجة حرارة انتقال الزجاج في المرحلة الجديدة هي - 8.8 ℃ ، في حين تنخفض درجة حرارة انتقال الزجاج في ps إلى 98.8 ℃.

إن ما يسمى بالبلاستيك المشدود بالمطاط هو ذلك في المصفوفة البلاستيكية ، ذات درجة حرارة التحول الزجاجية العالية ، مع تشتت الطور المطاطي ذي درجة حرارة انتقال الزجاج المنخفضة. يلعب nbr هذا الدور في السبائك ويركز الإجهاد عندما يكون أعلى من درجة حرارة انتقال الزجاج. درجة حرارة الانتقال الزجاجية ذات درجة الحرارة المنخفضة لـ abs / pvc / nbr هي -74.4 ℃ ، -8.8 ℃ ، وتلعب جزيئات المطاط دورًا مشددًا للستايرين في حدود -74.4 ℃ (-8.8 ℃) ~ 98.8 ℃.

علامات متجر مختلفة من المطاط لديها درجة حرارة انتقال الزجاج المختلفة ، وأيضا تأثير تشديد مختلفة في سبيكة. لأنه عندما تنخفض درجة الحرارة إلى انتقال الزجاج ، يتم تجميد حركة اللون البني الصغير لقطاع السلسلة ، وتفقد المواد المستخدمة كمطاط مرونة عالية وتصبح بلاستيكية صلبة وهشة ، وبالتالي تفقد تأثيرها الشديد على البلاستيك. درجة الحرارة انتقال الزجاج من اليابان و lanhua nbr هي -29. 4 ، -15. 7 ℃ على التوالي.

منحنيات DSC من علامات متجر مختلفة من سبائك ABS / PVC / nbr متشابهة في الشكل. هناك مكونان في سبيكة abs / pvc / nbr مع درجة حرارة انتقال الزجاج منخفضة الحرارة ، تلك عبارة عن مرحلة البيوتاديين في مرحلة القيمة المطلقة وتقرير nbr المضافة. فيما يتعلق بدرجة حرارة انتقال الزجاج المنخفضة الحرارة من السبائك ، فإن ألمانيا 1 # هي الأقل (16.3 ℃) ، وبالنسبة لشانغهاي 3 # ، فإن شنغهاي 4 # هي –8.8 ، -7.3 ℃ على التوالي. لذلك ، يمكن اعتبار أن نطاق درجة حرارة تشديد السابق هو أوسع من الأخير.

2.2 التدهور الحراري وتدهور الأكسجين الحراري من سبائك ABS / PVC / nbr

يمكن أن يتميز الاستقرار الحراري للبوليمرات بدرجة حرارة التحلل ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالطاقة التفككية لأضعف رابطة في بنية سلسلة البوليمر ، أي أن التركيب الكيميائي للبوليمر نفسه يحدد خصائص تحلله الحراري.

تظهر في الشكل 2. منحنيات tga من abs ، pvc ، nbr وسبائكها تحت نيتروجين عالي النقاء. إن خطوة انعدام الوزن من 180 ~ 350 ℃ ناتجة بشكل رئيسي عن إزالة hcl من pvc في سبيكة abs / pvc / nrr. نظرًا لأن فقدان الوزن لـ pvc النقي في نطاق درجة الحرارة هذا أعلى من 60٪ ، ويحدث التدهور الحراري لـ abs و nbr فوق 350 ℃ ، يُعتبر أن فقدان الوزن أقل من 350 ℃ في سبيكة بلاستيكية ناتج بشكل أساسي عن إزالة hcl في pvc ، والاستقرار الحراري للسبائك البلاستيك يعتمد أساسا على بولي كلوريد الفينيل في النظام المختلط.

في منحنيات tga لسبائك abs / pvc / nbr من علامات المتجر المختلفة ، فإن الخطوة الأولى لانعدام الوزن ترجع أساسًا إلى إزالة pvc hcl ، يختلف فقدان الوزن اعتمادًا على محتوى pvc في السبائك. بولي كلوريد الفينيل النقي هو 61.7 ٪ ، في ألمانيا 1 # سبيكة هو 41.13 ٪ ، 43.04 ٪ ل changchun 2 # سبيكة و 38.89 ٪ ل shanghai 3 # سبيكة. إلى حد ما ، يعكس فقدان الوزن الفرق في تكوين سبيكة والأداء.

تدهور سبائك البلاستيك هو التغيير الهيكلي نموذجي. يتحلل بسبب التفاعل الكيميائي مع المواد في البيئة. عامل التحلل الأكثر أهمية هو الأكسجين. تفاعل الأكسدة يمكن أن يحفز ويسرع التدهور عند تسخينه. ويبين الشكل 3 منحنيات tg من القيمة المطلقة ، بولي كلوريد الفينيل ، nbr وسبائكها في الهواء. الخطوة انعدام الوزن من 180 ~ 350 ℃ في ABS / بولي كلوريد الفينيل / سبيكة nbr لا يزال تدهور بولي كلوريد الفينيل عن طريق إزالة hcl. القيمة المطلقة النقي لديها خسارة بطيئة في الوزن من 240 ℃ إلى 350 ℃ مع فقدان الوزن التراكمي من 4.98 ٪ فقط. يحتوي nbr على زيادة في وزن الأكسدة عند 220 درجة مئوية ، تليها خطوة فقدان الوزن بنسبة 4.56 ٪. تحدث عملية تحلل الفلور لكلاهما بشكل رئيسي عند 350 ~ 550 ℃. بالنسبة للسبائك ، تمتلك جميع سبائك abs / pvc / nbr خطوتين متواصلتين من انعدام الوزن نظرًا لتكوين الأكسدة وسيطة وتدهورها. البقايا هي أيضا أقل من تلك الناتجة عن التحلل الحراري تحت تدفق النيتروجين ، حوالي 4 ٪ ~ 5 ٪.

2.3 إزالة hcl وخصائص درجة حرارة ثابتة من abs / pvc / nbr

يوضح قياس التدهور الحراري والتدهور التأكسدي لسبائك abs / pvc / nbr أن فقدان الوزن لخطوة انعدام الوزن الأولى عند 180 ~ 350 ℃ لا علاقة له بالجو ، وفقدان الوزن في الهواء والنيتروجين مشابه (انظر الشكل 4) ). بمعنى أنه في نطاق درجة الحرارة هذا ، يعتبر التدهور الحراري ، أي عملية إزالة pvc hcl ، مهيمنة ، لذلك من المفيد تحديد نطاق درجة الحرارة هذا لاختبار درجة حرارة ثابتة.

تظهر في الشكل 5 منحنيات dsc من القيمة المطلقة (ABS) والبلاستيك (PVC) و (nbr) وسبائكها في درجة حرارة ثابتة ، ويتم سرد فقدان الوزن في الجدول 2.

إن فقدان الوزن لـ abs / pvc / nbr من سبيكة عند 250 ℃ هو 31.82 ٪ ، في حين أن فقدان الوزن من abs و nbr عند 250 ℃ هو 2.1 ٪ ~ 2.4 ٪ و 2.3 ٪ ~ 4.6 ٪ على التوالي ، وهو ما يمثل 1/6 فقط من مجموع فقدان الوزن من السبائك. سبب فقدان الوزن للسبائك في درجة حرارة ثابتة بشكل رئيسي هو إزالة hcl من pvc ، في حين أن فقدان الوزن عند 250 ℃ لمدة 30 دقيقة أعلى بكثير من ذلك عند 200 ℃. في عملية المعالجة ، إذا تغيرت ظروف العملية ولم يتم التحكم في درجة الحرارة بشكل صحيح ، ستتم إزالة كمية كبيرة من hcl من السبائك وستفقد خصائص السبائك. لذلك ، فإن فقدان وزن سبيكة عند 200 200 يعكس مزايا وعيوب الاستقرار الحراري إلى حد ما.

الجدول 2 فقدان الوزن من القيمة المطلقة ، nbr وسبائكها * ٪

الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لمدة 30 دقيقة

2.4 تشوه خصائص abs / pvc / nbr سبيكة

يظهر منحنى tma من سبيكة abs / pvc / nbr في الشكل 6.

يتم تقسيم منحنى tma إلى قسم مسطح ، قسم تمدد وقسم تليين. يتراوح القسم المسطح من درجة حرارة الغرفة إلى 80 درجة مئوية ، أي نطاق درجة حرارة الاستخدام المعتاد ، ومعامل تمدد السبائك هو 100 ~ 200μm / (m · ℃). 80 ~ 180 ℃ هو قسم التمدد ، والذي قد يكون بسبب التمدد المطاطي. على الرغم من أن السبيكة لم تتعرض للتدهور الحراري أو تدهور الأكسجين الحراري ، إلا أن الزيادة في درجة الحرارة تؤدي إلى توسيع البوليمر في الحجم ، وزيادة المساحة الحرة بين الجزيئات ، وتنشيط شريحة السلسلة وحتى الجزيء بأكمله. لأن توسيع الحجم سوف يتسبب في تغيير الشكل الهندسي ، إذا تغير الشكل الهندسي بشكل تعسفي على الرغم من رغبة الناس ، فسوف يفقد المنتج قيمته العملية. فقط في قسم التليين ، تتميز السبيكة بخصائص التدفق اللزج للبوليمر العالي ، وهي تعتبر معلمات ضرورية للعملية والتكوين. تبدأ درجة حرارة التليين عند 170 ℃ ، من منحنى tma ذو درجة حرارة منخفضة (ABS / pvc / nbr) بدرجة حرارة منخفضة (- 65 ~ 0 ℃) tma ، يمكن ملاحظة أن السبيكة تظهر إمكانية مسطحة عند درجة حرارة منخفضة مع عدم وجود تغيير واضح في الأبعاد الهندسية معامل التمدد 45 ~ 114μm / (m · ℃) ، لذلك يعتبر أن للسبائك أيضًا قيمة استخدام عند درجة حرارة منخفضة ويمكن استخدامها كمواد للسفن مثل أوعية التبريد.

يوضح الشكل 7. منحنى tma من abs / pvc / nbr في الفضاء ثلاثي الأبعاد x و y و z في الشكل 7. خصائص تشوه السبيكة متباينة الخواص ، والتي تسببها تركيز الإجهاد أثناء صب البثق. ينبغي مراعاة هذا العامل في صنع القالب وتصميم عملية التشكيل.

3. الاستنتاجات

ا. طريقة التحليل الحراري هي طريقة الاختبار الأكثر مباشرة لدراسة تحول السبائك. استخدام مستهلكات التحليل الحراري مع جودة مستقرة يمكن أن تميز خصائصها الحرارية بشكل منهجي من جوانب انتقال الزجاج ، والتدهور الحراري ، وتدهور الأكسجين الحراري ، وإزالة hcl ، تشوه وهلم جرا. هذا هو الأساس لدراسة العلاقة بين عملية تجهيز القيمة المطلقة / pvc / nbr ، هيكل وخصائص.

ب. درجة حرارة انتقال الزجاج هي معلمة مهمة لتمييز توافق سبائك البلاستيك. انتقال الزجاج ذو درجة الحرارة المنخفضة من سبيكة abs / pvc / nbr هو -81 ℃ ، -16.3 ℃ ، والانتقال الزجاجي ذو درجة الحرارة العالية هو 96.4 ℃ (98.8 ℃). يعكس الفرق في درجة حرارة انتقال الزجاج توافق نظام السبيكة ويوفر أساسًا تقنيًا لاختيار عملية تخليق الصيغة.

ج. يوضح التدهور الحراري وتدهور الأكسجين الحراري لـ abs / pvc / nbr أن الثبات الحراري للسبائك يعتمد على عملية إزالة hcl للبلاستيك في نظام السبائك. إن فقدان الوزن للعينات الألمانية والشانغهاي عند 250 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة يعد أعلى بكثير من العينات عند 200 درجة مئوية. إلى حد ما ، يعكس فقدان الوزن للسبائك عند درجة حرارة ثابتة 200 درجة مئوية الاستقرار الحراري للسبائك أثناء المعالجة.

د. يحتوي tma curve of abs / pvc / nbr على ثلاثة أقسام ، القسم المسطح هو نطاق درجة حرارة مناسب للاستخدام ، في حين أن قسم التوسيع سيشوه المنتج ويفقد قيمته العملية ، وسيوفر قسم التليين بيانات تقنية موثوقة وأساسًا نظريًا لتحديد العملية المثلى .