精选总结-LCP改性方案汇报

LCP共混改性方案 1 背景知识介绍 LCP的特征 2 LCP是工程塑料中有最高耐热性的熔融液晶性全芳香性聚酯 ThermotropicLiquidCrystallinePolyester 具有下列的基本构造 是常为所知的液晶聚合物的一种 液晶聚合物的构造如图所示 3 LCP工程塑料的优缺点优点 1 高强度 高刚性 2 低粘度 高流动性 3 低收缩率 低线膨胀系数 流动方向 4 快速固化 低毛边性 5 耐腐蚀性 耐环境性优越缺点 1 径向强度低 各向异性 2 韧性不足 耐弯曲性能差 制约LCP涂覆制导缆的发展 4 LCP增强型制导光纤 液晶聚合物接近石英的低线热膨胀系数使它成为光纤外涂层的理想材料 液晶聚合物使光纤变形小 光能传递损失小 即使在低温下也不会增加传递损失 轴向强度大 0 45mm直径的LCP挤塑光缆拉断强度大于100N 因此满足制导光缆对光线性能的要求 膨胀系数低 达到10 6数量级 可以有效的解决大长度线团在温度变化范围过大的情况下产生的护层开裂问题 此外 采用LCP挤塑制导光缆 大幅度提高了生产速度 一根全航程鱼雷制导光缆60km的成缆周期可由原来的40天缩短到20h 从而大大降低了人工成本 目前 国外先进型号的鱼雷和制导导弹多采用LCP增强型制导光纤 5 我所LCP挤塑光缆的工艺流程图 6 由于LCP在实际应用当中也存在着性脆 韧性差 在小直径制导光缆挤塑生产中 表现出抗弯曲性能差的弱点 此外 由于LCP材料的各向异性 导致挤塑光缆的径向强度不高 无法满足制导光缆的良好弯曲性能和高速放线的需求 因此迫切需要对LCP材料进行改性 以取长补短 提高LCP材料的相关性能 7 近年来 LCP的改性研究主要集中于LCP与聚酯材料的共混改性 有LCP PC LCP PA LCP PET LCP PBT等等 这些材料与LCP具有良好的相容性 共混过程中无需添加增溶剂 8 LCP改性需满足以下要求 耐高温 其分解温度必须大于LCP挤塑的最高温度 力学性能好 力学强度大 韧性高 结晶速度快 易于在挤出机上进行加工 9 上述材料主要优缺点 PC优点具高强度及弹性系数 高冲击强度 使用温度范围广 成形收缩率低 尺寸稳定性好 耐疲劳耐老化缺点加工困难 结晶慢 耐磨性差PET优点韧性好 耐磨性好缺点加工困难 结晶慢 力学强度不高 10 PA优点具高强度及高韧性 耐磨 耐疲劳耐老化 结晶速度快 加工容易缺点尺寸收缩率高PBT优点优良的机械性能 机械强度高 耐疲劳性和尺寸稳定好 蠕变也小 耐热耐老化性能好 熔融与结晶焓变低 结晶速率快 易于加工 挤塑温度在250 270 之间 与LCP的挤塑温度区间吻合 11 根据上述材料的主要优缺点对比 以及我所LCP改性的实际要求 初步考虑采用PA或PBT作为与LCP进行共混改性的添加材料 目前 国内外的研究报道表明 LCP与上述两种材料可以发生酯交换反应 改性效果良好 12 对比左图的纯PA6 1和PA6 1LC共混物的甲酸可溶解部分的漫反射红外光谱图 在PA6 1的酰胺基特征峰的附近 于1724cm 1处出现了一个小的肩峰 对应于LC中羰基的特征吸收峰 说明少量LC分子链段嵌入到PA6 1分子链中 可能发生了如右图所示的酯 酰胺交换反应 13 研究还表明 LCP在LCP PA6共混体系中形成直径为0 5 2 0um的微球 分散在PA相内 从而在材料收到定向拉伸时吸收能量 提高拉伸性能 14 对LCP和PBT共混体系的研究表明 LCP和PBT共混体系中能形成微纤和微球结构 从而提高了共混体系的韧性 15 上面二图分别为LCP PBT的DSC和DMTA曲线图 不难看出 随着PBT含量增加 体系结晶度呈降低趋势 因而共混材料的脆性降低 韧性提高 16 与此同时 我们发现 LCP和PBT共混体系的玻璃转化温度曲线只有一个峰值 说明LCP和PBT之间存在着化学键连 通过WXAD分析可以得出 LCP和PBT之间存在着酯交换反应 这可能是由于LCP和PBT分子中多余的 轨道电子相互作用而导致的 17 共混方案原料 LCP PBT或PA6 均采用工业级产品设备 烘箱 SHR高速混合机 双螺杆挤出机 切割造粒机 具体实施步骤 1 原料干燥LCP与PBT PA 在使用前均应烘干以除去水分 烘箱温度130 140 干燥时间不少于2h 2 原料共混按下表比例配置相应共混料 以LCP为基体为5kg 10kg每批 18 高速混合 1 使用前 应先检查设备是否正常运行 2 按规定比例投入物料 闭合锅盖并锁好扣 3 启动电源 设定物料加热温度70 开启热混加热开关 4 加热至设定温度后 启动热混开关 先低速启动 待电机稳定运行后切换至高速启动 总时间约30Min 5 混合完毕后 按下放料按键 开启放料阀门 可以启动低速 以确保锅内物料尽可能排放干净 6 锅内无物料排出后 关闭电源 开启锅盖 将锅内残余料清理干净 19 共混挤出 采用双螺杆挤出机 操作步骤如下 使用前 应先检查设备是否正常运行 启动电源 设定九个加热温区的温度并加热至所需温度 启动水泵 油泵 打开粘轴器盖子 沿着顺时针方向推动联动轴 以防止螺杆转不动 将高速混合好的料加入料斗 启动主机 调节主机转速 50Hz 600rpm 启动混料 开启挤出 调节混料转速 同主机频率 注意主机电流为额定电流的80 即最大58 80 40A挤出完毕后 先停混料 缓慢降低主机转速至10Hz以下 等料排尽2Min以后 停止主机 停止油泵 水泵 关闭电源 20 切割造粒 启动 按绿色启动键点击LO RE键 显示输送界