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高韌性PC/ABS配方設計原則之一 PC分子量
PC/ABS是當今性能最優異、應用最廣泛的塑料合金之一,如何制作高韌性PC/ABS是一個受到廣泛關注的問題。接下來我們將討論高韌性PC/ABS配方設計的一些原則,主要考量因素有PC分子量,ABS及其橡膠含量,PC/ABS共混比例,反應型相容劑等。首先我們討論PC分子量對其自身及PC/ABS韌性的影響。
選取四種不同分子量的PC: PC3.6(Mw=3.6萬) PC3.2(Mw=3.2萬) PC2.4(Mw=2.4萬)PC2.0(Mw=2.0萬)進行研究。我們都知道PC對厚度和缺口是較為敏感的,那么敏感的程度到底怎樣呢?
由圖1,PC樣條的厚度由3.18mm增加到6.35mm時,各分子量PC的缺口沖擊強度數值下降為原來的20%-25%左右。將樣條缺口由標準缺口改為尖銳缺口(用薄刀峰在標準缺口底部切入)時,沖擊強度數值呈現大幅下降,3.18mm樣條各PC下降到不足原來10%;而6.35mm樣條尖銳缺口的沖擊數值下降到原來標準缺口的1/5左右,均表現出脆性??梢姡琍C對厚度、尤其是缺口有較強的敏感性,PC分子量較高時這種敏感性稍有減弱。
對于有低溫韌性要求的材料來說,脆韌轉變溫度是一個重要參數,PC分子量對其脆韌轉變溫度有重要影響。由圖2,在PC 分子量較高時,其脆韌轉變溫度隨分子量下降而升高并不明顯,如PC分子量由 3.6萬下降到3.2萬時,其轉變溫度由 -42℃只提升了2℃到-40℃;
而PC分子量下降到中等分子量以下(≤2.4萬)時,其脆韌轉變溫度快速上升, 由PC2.4的-30℃上升20℃到PC2.0 的-10℃??梢姡胫苽涞蜏仨g性較好的PC,保持PC較高的分子量是很有必要的。
那么,不同分子量的PC對PC/ABS合金的沖擊強度和低溫韌性有什么樣的影響呢?將各分子量PC與膠含量為16%的 ABS以70/30的比例共混制得合金,其 3.18mm缺口沖擊性能如下圖。
由圖可見,PC分子量越高,其對應PC/ABS的缺口沖擊強度越高,發生脆韌轉變的溫度越低。PC分子量較低的時候,其對應PC/ABS沖擊強度隨溫度降低而下降的速度很快。
如常溫(25℃)時,PC3.6、PC3.2 和PC2.4對應的PC/ABS的缺口沖擊強度分別為 800J/m、750J/m和600J/m,而在 -10℃時,其對應值分別為 750J/m、 600J/m和200J/m,PC2.4/ABS沖擊下降明顯。
因此,要制作高沖擊強度的PC/ABS,特別是對低溫沖擊有要求時,一方面是盡量選擇分子量較高的PC原料,另一方面是盡量減少PC/ABS加工過程中的降解,防止PC分子量下降。
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