制品尺寸对聚碳酸酯制品老化行为的影响

发布时间：2019-09-10 21:01

【摘要】：聚碳酸酯(PC)是综合性能优异的工程塑料,具有透明、尺寸稳定、耐冲击、耐蠕变、且使用温度范围宽等优点,广泛应用于玻璃装配业、汽车工业、电子、电器工业、国防工业、医疗及保健、休闲和防护器材等领域。但是由于PC材料的特殊分子结构,使得PC在成型、储存、使用过程中,在各种因素的综合作用下,逐步发生光学性能降低、物理机械性能变化、甚至失去使用价值的“老化”过程,从而缩短了PC制品的使用寿命,限制其应用范围。本文重点研究由于制品尺寸不同所引发的PC制品结构和性能差异对PC制品紫外老化行为和热老化行为的影响。具体内容如下:(1)分别采用注射成型方式和微注射成型方式成型PC试样,并对PC试样的力学性能和形貌进行表征。发现不同成型方式对PC试样的力学性能和形貌结构影响较大:微注射成型PC试样拉伸应力应变曲线出现形变强化,断裂强度远高于屈服强度,而注射成型试样的则有很长的屈服软化阶段;试样的皮芯结构存在差异,微注射试样的皮层在整个试样中所占比例较大,而注射试样则较小,同时在微注射成型试样的剪切层和芯层之间有一个明显的过渡层。两者的拉伸断裂形貌也显著不同。(2)对两种尺寸的试样进行人工加速紫外老化实验,并对紫外老化后的试样进行拉伸测试、DSC、纳米压痕、紫外-可见光光谱、傅里叶红外光谱、偏光观察等分析。发现两种尺寸的试样经紫外光辐照240小时后,表现出了相似的变化规律:试样颜色均由无色透明变为浅黄色,并且随着紫外老化时间的增加颜色逐渐加深;制品表面强度降低,试样的塑性有了较大幅度的降低。但是两种制品的尺寸和结构差异使得微注射试样的塑性降低更大,形变强化效应减弱。对比热氧老化试验发现试样的变色是由紫外光辐照所引起,制品表面发生了光-弗里斯重排和光氧化反应,生成了有色基团。(3)利用热氧老化试验箱对PC制品进行60℃、90℃、120℃三个温度的热氧老化试验,并对制品的力学性能和形貌进行表征。发现热氧老化的温度对制品的老化程度和老化速度影响很大,老化速度随老化温度的升高而加快。试样经热氧老化后,屈服强度提高、塑性降低,老化温度越高,试样屈服强度升高越多,塑性降低幅度越大。随着热氧老化时间的增加,屈服强度都有一最大值,达到后即不在增加,在120℃下老化8天后,试样的屈服强度有下降趋势;屈服强度提高量随老化温度的增加而增加。微注射成型试样与注射成型试样由于结构和尺寸的差别,导致其制品抗热氧老化能力的不同,并且微注射成型试样抗热氧老化能力更强,120℃老化12天后仍有很好的塑性,老化后的注射成型试样芯层内小分子聚集多个缺陷点,而微注射试样上则没有发现。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ323.41

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