模压温度、压力和原料预热对聚碳酸酯厚板性能的影响.pdf

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1、工程塑料应用2011年，第39卷，第8期模压温度、压力和原料预热对聚碳酸酯厚板性能的影响舟雷佑安曾繁涤刘丽华熊传溪(1．河南城建学院化学与化学工程系，平顶山4670362华中科技大学化学与化工学院，武汉4300743．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉430070)摘要研究了模压温度、模压压力以及原料预热等工艺条件对聚碳酸酯(Pc)厚质板材制品密度、拉伸强度以及形态结构的影响。研究结果表明，采用先预热一模压成型的PC板材密度、力学性能优于直接模压成型制品，其最佳工艺为：200℃预热处理1h，240'：C／10MPa压力下模压30min。所得制品密

2、度为1．19g／cm，拉伸强度可达到63．5MPa。关键词聚碳酸酯模压工艺加工性能力学性能聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优良的热塑性方案一：直接模压成型。调节硫化机温度(上工程塑料，因其综合性能优异，广泛应用于众多高新下两板温度相同)分别为200、220、240、260、280℃，技术领域1-2]oPC制品多采用注射、挤出、吹塑等成将干燥后的PC粒料放人模具中，放人平板硫化型方法J，制品厚度多为1～10mm。如采用注射机中，加压，压力分别采用5、10、15、20MPa，每隔工艺制备30mm以上的PC厚板，对注射温度、压5min排气一次，保压1h，冷

3、却，脱模。力、速度、模具温度、成型周期等工艺条件控制方案二：预热一模压成型。调节硫化机温度(上有着很高的要求，极大地限制了PC厚壁制品的开下两板温度相同)分别为180、200、220oC，将干燥发和进一步使用。后的PC粒料放入模具中，放人平板硫化机中，预热模压成型工艺是将一定量的模压料放入模1h，然后加压排气数次，再升温至220～280℃，保具中，在一定温度和压力作用下成型制品的一种加压30min，冷却，脱模。工方法。相比注射成型工艺，模压成型具有工艺控(3)制品后处理：将制品置于电热鼓风恒温干制简单，设备成本低，制品尺寸精确等优势，是制备燥箱于1

4、20℃干燥4h，缓慢冷却，消除制品内应力。面积较大的厚质塑料板材的理想成型方法。笔者1．4测试与表征通过模压法制备厚度为30mm的PC厚质板材，研(1)密度测试：采用排水法进行。究了原料预热、模压温度、压力等对PC板材性能与(2)拉伸强度和拉伸弹性模量：按国标GB／形貌的影响，得到了最佳的模压工艺条件。T1043—1992在万能材料试验机上进行，拉伸速度1实验部分为10mm／min。1．1主要原料(3)形貌观察：将试样在NikonCoolfix4300数PC：Makrolon2805型，德国拜耳公司。码相机下拍照，观察试样的形貌。1．2主要设备2结

5、果与讨论平板硫化机：QLB350×350×2型，无锡市第一PC分子刚性大，分子运动和滑移困难，熔融温橡塑机械厂；度高，熔体粘度大H，加工条件难于控制，容易导致万能实验机：RGT-30A型，深圳瑞格尔仪器有制品内应力集中¨¨和出现各种缺陷J，这是注射成限公司；型工艺难以制备厚壁制品的内在原因。模压工艺是电热鼓风恒温干燥箱：202B一0型，上海亚明热将原料在模具中加压，使其熔融流动并均匀地充满处理设备公司。国家自然科学基金项目(50902075)；河南省科技计划项1．3实验步骤目(102102210480)；河南省教育厅自然科学研究指导计划项目(1)原

6、料的处理：将PC粒料置于100~12电热鼓(2010B430001)风恒温干燥箱中干燥24h，放在干燥器中备用。一通讯作者(2)试样的制备：收稿日期：2011-05．08雷安，等：模压温度、压力和原料预热对聚碳酸酯厚板性能的影响41模腔，由于原料受力均匀，大分子运动行程小，分子先升后降的趋势，在220cc时达到极大值。当模压链力学松弛充分，取向程度低，内应力小、缺陷少。温度低于PC熔融温度(220—230℃)时，温度越低，反映在PC产品性能上就是尺寸稳定、力学性能高，聚合物大分子的运动和相对滑移越困难，粒料越难表观性能好(即制品密实、均匀)。由于P

7、C在熔融以塑化均匀，颗粒间空隙较多，制品密度低；当模压状态下呈现牛顿流体流变特性，即模压温度对PC温度高于PC熔融温度时，聚合物大分子运动加剧，熔体粘度(加工性能)的影响远超过模压压力。另聚合物粘度和刚性下降¨，与模具接触的外层PC一方面，原料是否完全塑化、气泡是否排出将会对制率先受热熔融，在压力作用下，包裹里面的PC粒料，品的性能产生很大的影响’m。因此，笔者着重讨并堵塞粒料间缝隙，制品内气泡无法排出，密度较论模压温度、压力以及原料预热对PC厚板拉伸强低。由图1还可看出，预热一模压比直接模压得到度、密度和熔融形态的影响。的PC制品密度高。这是由于

8、直接模压时，外层颗2．1原料预热、模压温度和压力对PC密度的影响粒受热塑化变形，而传热慢导致内部颗粒温度低，来(1)原料预