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增强聚酯的制造与控制因素

2016-11-01 14:18:06

玻璃纤维用量对增强聚酯的力学性能有很大的影响。玻璃纤维用量增强,其拉伸、冲击强度和热变形温度均随之提高,但玻璃纤维用量达到30%时,其性能变化不大。实际上玻璃纤维增强PBT或PET时,玻璃纤维含量一般控制在20%-30%。玻璃纤维含量偏高,会导致两个问题:一是产品流动性变差,采用高压高温成型虽然可提高其流动性,但易引起塑料加工制品的变形,二是制品外观变粗糙。
 
在玻璃纤维增强PBT、PET制造过程中,混炼区的温度也非常重要。混炼温度太高,一方面引起树脂的降解,物料所受到的剪切作用小,玻璃纤维的分散相变差。混炼温度过低,使得物料与螺杆及简体间的摩擦作用增大,由于螺杆混炼元件的摩擦生热,很可能出现局部过热现象。局部过热是导致树脂降解的一个重要原因。
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玻璃纤维不烘干,产品的缺口冲击强度很低,随烘干时间延长,产品冲击强度随之上升,但烘干时间超过4h,反而使产品性能下降,这可能是由于烘干时间长,玻璃纤维表面处理剂损失较大,因而影响了玻璃纤维与PBT的粘接力。PBT的烘干对产品性能影响很大,常压干燥需要时间长,温度高,否则很难讲PBT的结晶水排出。烘干时间长、温度高引起PBT的热氧化降解,导致相对分子质量下降,外观变黄。所以常压烘干时,尽可能缩短烘干时间,采用真空烘干为好。
 
真空烘干的温度宜控制在80℃左右,时间在6h左右,同时应注意PBT、PET的热吸湿性很强,干燥好的PBT、PET最好用密封性好的容器保存。PBT、PET相对分子质量大小对材料力学性能有一定的影响,作为工程塑料用途的PBT、PET其相对粘度应大于1.0,最好在1.1以上。相对分子质量太小,材料的强度就小。
 
由于PBT、PET具有一定的吸湿性,特别是在热态下,具有较大的吸湿性。玻璃纤维制造过程中表面有一定的水分。在熔融状态下,微量水的存在会引起PBT、PET水解导致相对分子质量的降解,最终导致产品力学性能的下降,玻璃纤维烘干时间对塑料加工产品冲击强度产生较大影响。
 
在玻璃纤维增强PBT、PET制造过程中,熔融温度过低,在共混区,树脂处于半熔融状态下时,对玻璃纤维的包覆性较差,会引起玻璃纤维分散不均。熔融温度过高,虽然树脂对玻璃纤维的包裹作用大,但由于流动性的提高,螺杆对物料的混炼效果以及对玻璃纤维的剪切作用会变小。
 
由于聚酯大分子链中酯基的存在,在熔融过程中易发生水解反应,而导致大分子降解,同时聚酯中残存的催化剂,对酯交换反应有催化作用。这种酯交换反应也会导致大分子链的降解,从而影响产品的强度与外观。因此在制造增强聚酯过程中主要的控制因素是玻璃纤维含量、体系水分、熔融温度以及树脂本身的相对分子质量大小。此外由于玻璃纤维增强聚酯产生各向异性导致塑料加工制品翘曲变形,有效的解决这一缺陷也是十分重要的课题。
 
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