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1、含磷化合物对PBT／PC合金酯交换反应的影响雷彩红:含磷化合物对PBT/PC合金酯交换反应的影响6l含磷化合物对PBT/PC合金酯交换反应的影响雷彩红(广东]_业大学材料与能源学院,广州510006)摘要采用差示扫描量热(DSC)仪研究了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和PBT/聚碳酸酯(Pc)在两次升降温过程中熔融和结晶行为的变化,比较了亚磷酸三苯酯,十八烷基亚磷酸酯,季戊四醇二亚磷酸酯3种含磷化合物对PBT/PC合金酯交换反应的影响.研究发现,添加十八烷基亚磷酸酯的PBT/PC合金的结晶温度可达194,0℃,而且两次升降温过程中熔点和结晶温度的变化小于1.0℃.相比亚磷酸三苯
2、酯和季戊四醇二亚磷酸酯,十八烷基亚磷酸酯作为PBT/PC合金酯交换反应的抑制剂,抑制效果较好.关键词聚对苯二甲酸丁二酯聚碳酸酯酯交换反应聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/聚碳酸酯(PC)合金具有翘曲变形小,尺寸稳定性好,收缩痕小及线性热膨胀系数小等优点.但是,在成型加工过程中PBT和PC之问容易发生酯交换反应.一方面,酯交换反应产物充当增容剂J,可以改善PBT和PC两相问界面,研究已证明若酯交换反应完全被抑制,则PBT/PC体系属于不相容体系J.但是另一方面,两者之间一旦发生了酯交换反应,则会使PBT组分的结晶能力明显下降,从而引起合金材料的热变形温度,力学性能等明显劣化.因此,
3、如何有效控制PBT与PC之问的酯交换反应程度对保持PBT/PC合金优良的综合性能是至关重要的.当然在PBT/PC合金中,即便不存在酯交换反应,PC的存在也会对PBT的熔融结晶行为产生一定的影响.PBT组分在差示扫描量热(DSC)仪两次扫描过程中熔融结晶行为的差别是由于酯交换反应程度加深所致,因此采用DSC仪两次循环扫描则可以消除非酯交换反应对PBT组分熔融结晶行为带来的影响.研究已发现,含磷化合物可以抑制PBT与PC之间的酯交换反应,其中亚磷酸三苯酯(TPPi)和磷酸三苯酯(TPP)是最常用的抑制剂L7J.笔者采用DSC法两次循环扫描研究TPPi,十八烷基亚磷酸酯,季戊四醇二
4、亚磷酸酯3种含磷化合物对PBT与PC之间酯交换反应的影响.1实验部分1.1主要原材料PBT:1100—2l1M,结晶温度()184.3℃,熔点(Tm)为225.6~C,台湾长春企业集团;PC:3205PJ,玻璃化转变温度()为148.9~C,韩国三洋化成工业公司;季戊四醇二亚磷酸酯:安徽化工研究院;TPPi:张家港北兴化工有限公司;十八烷基亚磷酸酯:上海至鑫化工有限公司.1.2主要仪器,设备转矩流变仪:XSS一300型,上海科创橡塑机械设备有限公司;电热恒温鼓风干燥箱:DHG一9023A型,上海益恒实验仪器有限公司;DSC仪:Pyfis6型,美国PE公司.1.3试样制备将PB
5、T,PC分别在120oC下干燥4h,然后将PBT,PC以60:40的质量比在转矩流变仪中共混制样.混合温度250oC,混合转速70r/min,混合时间10min.与纯PBT/PC合金一样,采用相同的共混条件分别制备含有TPPi,十八烷基亚磷酸酯,季戊四醇二亚磷酸酯这3种含磷化合物的PBT/PC合金试样,其中TPPi,十八烷基亚磷酸酯,季戊四醇二亚磷酸酯分别占PBT/PC合金总量的0.5%,1.0%,1.5%和2.0%.为了研究这3种含磷化合物对纯PBT结晶行为的影响,将PBT分别与占PBT质量分数2.0%的这3种含磷化合物在转矩流变仪中共混制样.将混合好的样品压成约1mm厚的
6、薄片,然后在薄片上截取质量为10～15mg的小片作为DSC扫描用试样.1.4DSC扫描程序将制备好的试样分别放置在DSC仪的铝坩埚内,氮气保护气氛,然后按照以下的温度控制程序进行两次循环扫描:(1)50℃恒温1min,然后以l0℃/min的升温速率升至290~C;(2)290~C恒温3min,然后以l0℃/mln的降温速率降至50℃.收稿日期:2007—09—2162工程塑料应用2007年,第35卷,第12期2结果与讨论2.1纯PBT/PC在DSC两次升降温过程中的熔融纯晶行为图1示出纯PBT/PC在DSC两次升降温过程中的熔融和结晶曲线.由图1可见,第2次升降温过程中的熔点
7、和结晶温度均低于第1次升降温过程中的熔点和结晶温度.(熔点取熔融峰值温度,结晶温度取结晶峰值温度).而且第2次升降温过程中的熔融峰和结晶峰相比第1次升降温过程中的熔融峰和结晶峰变宽,变矮,说明在DSC第2次升降温过程中PBT与Pc之间酯交换反应进一步加强,可结晶的PBT组分进一步减少.M.Kimura等也发现随着酯交换反应程度的增强,PBT/PC的熔点和结晶温度降低.令△Tm=Tm一T,△=,一则△Tm和△.的数值越小,表示PBT和PC之间酯交换反应的程度越小.此外,由图1还可以看出,PBT/PC体系中
