论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸丁二醇酯,英文名Poly(1,4-butylene terephthalate)简称PBT,自问世以来以其优良的性能,已经在汽车零部件、工业机械设备、家用生活电器、电子电气及精密仪器等领域得到了非常广泛的应用。在力学性能方面,纯PBT的最主要缺点是对缺口冲击敏感,注塑制品的收缩比例大、翘曲现象比较严重,因此在实际使用中要对PBT进行增强改性。目前,各种经由玻璃纤维改性PBT牌号占据了PBT总产量的70%以上。玻纤的加入虽然提高了PBT的缺口冲击强度,降低了翘曲性,但在同时也降低了PBT的某些性能——例如熔融指数和断裂伸长率等性能。在燃烧性能方面,纯PBT是工程塑料中极易燃的一种,而且燃烧时发烟量大,滴落现象严重。由于玻璃纤维属不燃物质,因此玻纤的加入在一定程度上缓解了PBT燃烧滴落现象,但阻燃剂的使用又在很大程度上降低了增强PBT的力学性能,不能满足对综合性能要求较高的领域,限制了PBT的应用范围,因此需要对其进行改性,以制备高性能阻燃增强PBT。本文自制了两种不同接枝率的官能化乙烯类弹性体增韧剂KT-22和KT-27,对阻燃增强PBT进行了增韧改性研究,并与进口的同类型增韧剂AX-8900的增韧效果进行对比。在对增强PBT进行增韧改性过程中,研究了增韧剂的用量对复合材料综合性能的影响,确定两种自制增韧剂的最佳用量为5%。文中先探讨了玻纤的不同含量及偶联剂KH-560对PBT力学性能的影响。经实验对比发现,玻纤含量控制在30%左右时,增强PBT的加工性和力学性能比较均衡。而通过硅烷偶联剂KH-560表面处理过的玻纤会进一步提升增强效果和加工性,制品表面也更为光滑。而后本文选取市场上常见的、具有代表性的阻燃剂对自制增强PBT进行阻燃改性,研究不同阻燃剂对增强PBT性能的影响。所选用的阻燃剂有:红磷母粒、十溴二苯醚(DBDPO)、溴化环氧树脂(BER)、溴化聚苯乙烯(BPS)、聚丙烯酸五溴苄酯(PBBPA)。为提升阻燃效果,本文将溴系阻燃剂与三氧化二锑(Sb2O3)以2.5:1的比例复配使用。以上五种阻燃剂的添加量均为使自制玻纤增强PBT达到UL-94V-0级的最小用量,以求在最大程度上减少阻燃剂对玻纤增强PBT力学性能的影响。试样测试结果表明,以PBT/GF/PBBPA/Sb2O3添加质量比为56/30/10/4时,试样达到了UL-94V-0级的阻燃效果,试样的缺口冲击强度为8.73KJ/m2,较玻纤增强PBT下降了13%,下降幅度最小;而通过红磷母粒阻燃改性的玻纤增强PBT缺口冲击强度只有5.0KJ/m2,下降幅度超过100%。并且添加各类阻燃剂后其他力学性能均有所下降。在确保自制增强PBT的V-0阻燃级别基础上,本文通过共混法在各阻燃体系中分别加入自制增韧剂KT-22、KT-27和进口增韧剂AX-8900,对其进行增韧改性,使其具有更好的综合性能,并对比改性后的各项性能。实验结果表明:PBT/GF/PBBPA/Sb2O3/KT-27添加质量比为51/30/10/4/5时,试样达到了UL-94V-0级的阻燃效果,试样的缺口冲击强度达到了11.00KJ/m2,提升达20%;拉伸强度为100.91MPa,断裂伸长率为1.67%,弯曲强度为172.9MPa。添加5%自制增韧剂KT-27的各组分都获得了比较平均的力学性能,而且在增韧的改性过程中,并没有损失其阻燃性和加工性,其综合性能已经超越AX-8900,且无毒无害对环境友好,具有较为广阔的市场空间。