论文部分内容阅读
本文研究了金红石型钛白粉、抗氧剂、群青、偶联剂对聚邻苯二甲酰胺(PPA)的增白抗老化作用,用双螺杆挤出机加工制备了含有不同助剂的钛白粉R104/PPA、钛白粉RCL-69/PPA的改性产物,对其力学性能、蓝光白度(R457)、黄色指数(YI)等分别进行了研究。利用红外光谱分析了PPA在老化过程中发生的结构变化。利用阿雷尼乌斯方程预测了150℃下钛白粉R105含量为14%的PPA试样拉仲强度的寿命。热失重测试表明：热重曲线上290℃到350℃的较小失重区是PPA加工过程中轻微热氧化引起的,PPA的加工及使用温度范围是在280-400℃之间。苏威公司型号为A-4000的PPA热稳定性要好于型号为A-1000的。几种含抗氧剂试样与空白样热重曲线的起始分解温度排序为：H3373>KBG779>H10>空白样。在加工过程中,抗氧剂H3373的抗氧化效果要好与其余两者。抗氧剂对PPA混合物力学性能的影响：抗氧剂H3373及复合耐黄变剂KBG779都能很好的减缓PPA在加工过程中的热氧老化引起的力学性能下降,抗氧剂H3373的效果要好于KBG779。未经过人工老化处理的含抗氧剂H3373的试样具有最高的拉伸强度、弯曲强度,分别为55.7MPa、111.7MPa,在180℃下加速老化12h后H3373试样仍能保持47.4MPa的拉仲强度,弯曲强度也能达到97.3MPa,冲击强度仍有18.3MPa。抗氧剂对PPA混合物蓝光白度及黄色指数的影响：抗氧剂H10属于无机磷酸盐类,其含的金属离子会使得PPA呈现灰蓝色。在PPA增白及白度保持方面使用抗氧剂H3373较好。在PPA抗黄变方面可以选择使用复合耐黄变剂KBG779或者抗氧剂H3373。钛白粉对PPA混合物力学性能的影响：在未添加抗氧剂的条件下,钛白粉R104试样的拉伸强度要稍高于RCL-69试样,在180℃下老化12h后试样的拉伸强度只能维持在40MPa左右。此外,钛白粉R104在与抗氧剂H3373配合使用时,力学性能受老化影响较小。随着钛白粉含量的增加,PPA混合物老化前后的拉伸强度也在增加。钛白粉的添加在一定程度上有利于提高PPA的加工稳定性。对于不同钛白粉试样而言,造成力学性能差距的主要原因在于钦白粉与塑料的相容性。实验选用的两种钛白粉是采用氧化硅水合物、氧化铝水合物进行的表面处理。钛白粉对PPA混合物蓝光白度及黄色指数的影响：添加钛白粉能够非常明显的改变PPA混合物的蓝光白度,随着钛白粉R104含量的增加,PPA混合物的蓝光白度快速升高。当钛白粉含量增加到10%后PPA试样的蓝光白度值达到白色基本要求的80,此后蓝光白度的升高趋势逐渐减缓。两种钛白粉与耐黄变剂KBG779配合使用时,对PPA的增白效果相近。钛白粉R104配合抗氧剂H3373使用时,在PPA增白方面表现出了优异的协同作用。但是随着钛白粉R104含量的增加,PPA混合物的黄色指数先降低后增加。钛白粉RCL-69在与耐黄变剂KBG779使用时PPA混合物的黄色指数较低。钛白粉R104在与耐黄变剂KBG779或抗氧剂H3373使用时,在抗黄变方面表现都很优异。课题对群青与金红石型钛白粉用于PPA混合物的遮黄、增白方面进行了研究。结果表明：添加群青后PPA试样的的YI值明显降低,当钛白粉含量增加到14%时,含群青试样的YI仅为13.94小于不含群青试样的YI值15.12。PPA的老化是不可避免的。红外分析表明,PPA能够耐170℃的长期高温,PPA热氧化过程与普通尼龙类似,加工过程中的黄变现象是由于PPA热氧化生成羧基、醛基或者桐等生色基团引起的。最后,对耐高温尼龙(PPA)混合物的加速热氧化寿命预测进行了研究,采用阿雷尼乌斯公式,以拉伸强度下降25%作为预测寿命的临界值。结果表明：含1%抗氧剂H3373及14%钛白粉R104的PPA试样在150℃温度下拉伸性能的使用寿命为15135.61h。