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《华南理工大学》 2011年
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PC抗划伤改性材料的制备与性能研究

邱谍  
【摘要】:聚碳酸酯(PC)是综合性能优异的热塑性工程塑料。它无臭、无味、无毒,刚硬而具有韧性,具有突出的抗冲击能力和尺寸稳定性,并有较高的耐热性和耐寒性,是五大工程塑料中唯一具有透明性的产品,被誉为是透明金属。产品广泛应用于电子电气、汽车、机械制造、航空航天、计算机和光盘等技术领域。然而,PC材料的表面抗划伤性能很差,很大程度上降低了产品的美观程度,而且在制品表面产生的划痕也会导致应力集中,所以对制品表面性能要求高的领域比如手机等电子产品的外壳,PC的应用受到一定限制。为了扩大PC在高端产品中的应用,需要对其进行抗划伤改性。目前,国内外工业生产中提高PC抗划伤性能的主要措施是在PC基体表面镀紫外光固化(UV)涂层。 本文通过对PC进行填充改性改善其抗划伤性能,并研究了改性PC体系的热学性能,力学性能和熔体流动性能。具体的研究内容及取得的成果有: (1)分析了晶须硅的抗划伤机理,并研究了不同含量晶须硅对改性PC体系性能的影响。实验结果表明,当晶须硅的添加量为5%时,改性PC体系的综合性能最好,其中热变形温度为133.3℃,拉伸强度为66.03MPa,断裂伸长率为7.62%,弯曲强度为78.56MPa,缺口冲击强度为7.32 KJ/㎡,熔融指数为32.96,粘度系数K为736.631,非牛顿指数n为0.843,铅笔硬度为H。 (2)分析了硅酮粉的抗划伤机理,并在晶须硅改性PC体系的基础上,研究了硅酮粉对改性PC体系性能的影响。实验结果表明,随着硅酮粉含量的增加,改性PC体系的拉伸强度、弯曲强度、熔融指数增大,缺口冲击强度基本保持不变,断裂伸长率减小,熔体的非牛顿性减弱。本实验体系的最佳改性配方为:PC + 5%晶须硅+ 1.0%硅酮粉。此时中改性体系的热变形温度为133.8℃,拉伸强度为69.04MPa,断裂伸长率为6.94%,弯曲强度为89.28MPa,缺口冲击强度为10.11 KJ/㎡,熔融指数为45.81g/10min,K为595.692,n为0.883,铅笔硬度为2H。 (3)分析了抗划伤剂的抗划伤机理,并在晶须硅改性PC体系的基础上,研究了抗划伤剂对改性PC体系性能的影响。实验结果表明,随着抗划伤剂含量的增加,改性PC体系的拉伸强度、弯曲强度、熔融指数和抗划伤性能提高,缺口冲击强度和断裂伸长率减小,熔体的非牛顿性减弱。本实验体系的最佳改性配方为:PC + 5%晶须硅+ 1.2%抗划伤剂。此时中改性体系的热变形温度为136.8℃,拉伸强度为72.61MPa,断裂伸长率为6.07%,弯曲强度为84.99MPa,缺口冲击强度为5.13 KJ/㎡,熔融指数为42.36g/10min,粘度系数K为572.680,非牛顿指数n为0.898,铅笔硬度为2H。 (4)分析了PTFE微粉的抗划伤机理,并研究了不同含量PTFE微粉对改性PC体系性能的影响。当PTFE微粉的含量小于5%时,随着PTFE微粉含量的增加,改性PC体系的热学性能、力学性能都呈下降的趋势,熔体流动性能提高,当PTFE微粉的含量超过5%时,改性PC体系的热学性能、力学性能和熔体流动性能明显下降。随着PTFE微粉含量的增加,改性PC体系的抗划伤性能提高。本实验体系的最佳改性配方为PC + 5%PTFE微粉。此时中改性体系的热变形温度为126.7℃,拉伸强度为37.44MPa,断裂伸长率为4.23%,弯曲强度为65.07MPa,缺口冲击强度为5.2 KJ/㎡,熔融指数为47.06g/10min,粘度系数K为484.621,非牛顿指数n为0.865,铅笔硬度为H。 (5)通过比较分析不同改性PC体系的热性能、力学性能、熔体流动性能、流变性能和抗划伤性能,得出PC抗划伤改性的最佳配方:PC + 5%晶须硅+ 1.0%硅酮粉。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ323.41

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【参考文献】
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