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1、屯河聚酯屯河聚酯第六章 实用聚酯合金聚酯工程塑料屯河聚酯屯河聚酯 目录 6.1聚酯工程塑料构成 6.1.1 增韧与增韧剂 6.1.2 增强与填充 6.1.3 聚酯的阻燃 6.1.4 结晶性能的改性剂 6.1.5润滑剂 6.1.6 酯交换反应控制剂 6.1.7 抗氧剂 6.2 聚酯工程塑料制造 6.2.1 配方设计 6.2.2 制造工艺屯河聚酯屯河聚酯 PBT 优点 结晶速度快、可高速成型、耐热性、电性能、阻 燃性能、耐化学药品性、摩擦磨损特性优异、吸 水性低、热变形温度高、机械强度高、耐疲劳性 和尺寸稳定性好，蠕变小。 PBT缺点 缺口冲击强度低、玻璃化温度低(2243之间） 、高负荷下热变形
2、温度低、高温下刚性差等。屯河聚酯屯河聚酯 增韧剂 提高PBT塑料制品冲击性能 增强剂 提高PBT塑料制品强度和提高热变形温度 抗氧剂 防止PBT加工成型过程中氧化和降解 润滑剂 改进熔体流动性和制品表面光洁性 阻燃剂 提高PBT制品阻燃的效果屯河聚酯屯河聚酯 6.1.1增韧与增韧剂 1、冲击强度（单位:j/m)屯河聚酯屯河聚酯冲击强度表征韧性高低的一个参数，对于工程塑料，一 般采用摆锤法测定。屯河聚酯屯河聚酯2、橡胶增韧的机理橡胶 通常是由1，3丁二烯为单体，经配位聚合而得到的一类线型柔顺高分子聚 合物，因单体为-CH=CH-CH=CH-,所以分子间次价力小，具有典型的高弹性， 在很小的作用力
3、下，能产生很大的形变(5001000)，外力除去后，能恢复 原状。因此，橡胶类用的聚合物要求完全无定型，玻璃化温度低，便于大分子 的运动 。塑料和橡胶共混时，处于塑料基体中的橡胶粒子作为应力集中点，诱 发基体产生大量的银纹，吸收和消耗大量的应变能，促进材料变韧，或者是橡 胶粒子在加工中产生的热收缩和形变中的泊松收缩，使处于其周围的基体树脂 受到张应力的作用，自由体积增大，同时出现屈服的结果。总之，橡胶在塑料 粒子中作为应力集中点，诱发基体剪切屈服和银纹化，使基体发生脆韧转变， 提高了韧性。屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯 漆宗能和蔡忠龙等在研究结晶高聚物/橡胶共混体系的脆 韧转变时，给出脆-韧
4、转变即是渗透过程的图像。他们认 为：裂纹沿损伤区的形成，吸收了冲击量能，因而损伤区 的形成机制和体积，控制了能量吸收的大小，决定了样品 冲击强度，同时，通过实验表明：断口上不论局部还是整 个都是韧性破坏时，剪切破坏区下发白区不透明度增加， 其内部的银纹不仅密度增加，而且和剪切区同时出现。Pp-聚丙烯EPDM-三元乙丙橡胶 POE-聚乙烯辛烯共弹性体 屯河聚酯屯河聚酯 刚性塑料填充料增韧的机理，是应用分散相和基 体之间的杨氏模量（弹性限度内物质材料抗拉或 抗压的物理量 ），泊松比（横向应变与纵向应变 之比值）的差别产生的应力，可以使刚性材料屈 服外，也可使基体屈服，从而达到增韧。 3 PBT及其
5、合金的增韧 PBT分子链比PET多两个亚甲基，因而较柔软，但 因含有苯环，2个酯基又与苯环共轭，所以还是比 较刚性。刚性和易结晶使PBT的缺口冲击强度低 ，呈脆性。PBT脆性是其主要缺点和推广应用的 障碍之一，增韧性是PBT高性能化的重要内容屯河聚酯屯河聚酯 1、共聚增韧 加入第三组分共聚达到增韧，第三组分 有： （1）脂肪类支链二羧酸共聚改性PBT,缺口 冲击强度提高1倍，提高了抗电弧性，降低 成型收缩率。 （2）聚四氢呋喃共缩聚改性的PBT屯河聚酯屯河聚酯 弹性体增韧弹性体，即橡胶增韧的机理，用弹性体增韧PBT与 增韧其它工程塑料一样，增韧的效果与选用哪类 弹性体、弹性体的分散以及弹性体上
6、有什么基团 相关。采用较多的是，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（ sbs）共聚物、乙烯-丙烯-二烯（EPDM)共聚物、 乙烯-辛烯（POE）共聚物等弹性体，这些烃类化 合物因与PBT不相容，需接枝顺丁烯二酸酐、甲 基丙烯酸缩水甘油酯等，再与PBT共混。屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯 塑料合金技术增韧 1） 用聚烯烃（po）增韧。PBT与（聚烯烃 ）共混成塑料合金，能提高PBT的冲击强度 ，即起到增韧的作用。但PBT与聚烯烃的相 容性很差，需加入反应性的相容剂，主要 有：PE和pp接枝顺丁烯二酸酐（MAH),端 基接有环氧基团的Po或EPDM，含有噁矬林 基团的po.屯河聚酯屯河聚酯 用ABS系列的塑
7、料改性PBT Abs是丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物 ，是 非结晶/非结晶共混改性的一个最典型的塑料合金 。无论是用接枝共聚法还是共混法制造，分子链 都包含这三个组分构成的刚性、柔性和弹性的链 段，因而兼有刚强和韧性。用abs共混改性PBT,主 要是利用它的弹性连端，即橡胶部分。研究结果 表明当用橡胶含量超过40%（质量分数）的abs改 性PBT时，合金的冲击强度明显改进。屯河聚酯屯河聚酯 4、PET增韧 PET增韧比PBT相对困难，用离聚体弹性体增韧 是成功的一个实例。 唐琦琦等研究了苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯（ SEBS）热塑弹性体对回收的PET增韧，表明在相 溶剂乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油
8、酯接枝苯乙烯（ EGMA-g-ps)参与下，由于相容剂的环氧基团与 PET端羧基反应，且与SEBS有很好的相容性，从 而大幅提高材料的韧性。Pet/SEBS85/15(质量比) 缺口冲击强度为24.8J/M，加入质量分数4.76%的 相容剂同样质量分数下，缺口冲击强度为29.0j/m 冲击强度提高了16.9%。屯河聚酯屯河聚酯 6.1.2 增强及填充 1、增强 提高弹性模量和刚性 （1）玻璃纤维增强聚酯 1）力学性能 已知玻璃纤维增强塑料的最大脆性活化能（u）为为u=nE 式中:E=玻璃纤维纤维 分解活化能 n=拉伸过过程中由热应热应 力导导致的玻璃纤维链纤维链 断裂数。 说说明玻璃纤维纤维
9、增强热热塑性塑料性能的提高与玻璃纤维纤维 的加 入量有关，事实实也证证明玻璃纤维纤维 增强热热塑性塑料，能提高 拉伸强度、弯曲强度23倍，刚刚性25倍，耐疲劳劳性能23 倍，蠕强度25倍。至于冲击击强度，若塑料本体是脆性的 ，将提高23倍，若塑料本体是韧韧性，或保持或有所降低 ，但低温冲击击强度都能提高。屯河聚酯屯河聚酯 玻璃纤维的长度与拉伸强度之间有如下关系： T=f（1- LC )Tf + r Tr LC=DTf/ZA ZAL T-增强塑料的拉伸强度 f-玻璃纤维的体积分数 Tf-玻璃纤维拉伸强度 r-树脂体积分数 Tr-树脂的拉伸强度 LC-玻璃纤维的临界长度 L-玻璃纤维长 度 D-玻
10、璃纤维的直径 ZA-玻璃纤维与树脂的粘结性能指数屯河聚酯屯河聚酯 由此可见为提高强度： 1、 f 应大一些，现今采用的玻璃纤维加入量多在 2040%（质量分数）范围。 2、玻璃纤维要具有一定的长度（L),较理想的L应为Lc的 五倍，至少不短于其直径的4倍，如直径10um的，其在增 强热塑性塑料中的长度应40um，否则起不到增强效果， 仅相当于填充作用。 3、玻璃纤维与树脂的粘结性能对提高强度也很重要，指 数ZA大，强度高。为此开发了玻璃纤维表面处理技术， 实践证明玻璃纤维经 有机硅处理剂处理后，很好的改善 了玻璃纤维与树脂之间的粘结性能，使强度提高。屯河聚酯屯河聚酯 有机硅处理剂国内称为有机硅
11、偶联剂或硅烷偶联 剂。它具有如下通式的一类化合物： Y（CH2)nSiX3 式中：n-03Y-乙烯基，氨基，环氧基，甲基丙烯酰氧基，等基团X-氯，甲氧基，乙氧基，甲氧基和乙氧基，乙酰氧基 Y是能与树脂反应或相容的基团，所以通常以其来称呼偶联 剂，如Y为氨基便称为氨基硅烷偶联剂。X是能水解的基 团，水解时能与玻璃纤维作用。在玻璃纤维增强塑料中， Y能否与树脂反应时增强效果高低的关键。例如：氨基硅 烷偶联剂是通用的偶联剂，但对聚酯不起作用，故不宜选 用。环氧基硅烷偶联剂上的环氧基团能与聚酯的端羧基， 羟基反应，是可以考虑选用的一类硅烷偶联剂。屯河聚酯屯河聚酯 国外已有40多种硅烷偶联剂，国内生产的
12、 有KH系列，如常用的KH550(A1100)等， KH550，的化学名为，-氨基丙基三乙氧基 硅烷。用它处理玻璃纤维时 ，先将 12mlKH550与1000ml水配成体积分数1.2% 的溶液，然后将玻璃纤维 浸入约5分钟， 浸透后，在140鼓风烘箱中烘20min，取出 用水洗23次，再烘干备用。屯河聚酯屯河聚酯弯曲弹性模量屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯屯河聚酯 2）热性能热塑性塑料用玻璃纤维增强后，其热变形温度均 会提高，但提高的幅度依塑料的结晶行为而异， 非结晶塑料只提高至Tg温度，结晶塑料可提高到 接近它的熔点。聚酯是能结晶的，所以玻璃纤维 增强使PET热变形温度从80左右升到200225， 而PBTk可达190210。玻璃纤维增强使塑料线性 膨胀系数减少1/21/4，成型收缩率减少1/21/4。屯河聚酯屯河聚酯 3）吸水率聚酯本身的吸水率较低，按通常规律，玻璃纤维增强使 塑料吸水率下降10%20%，所以增强后将更低。4）电性
