聚芳酯增强改性...ppt

聚芳酯增强改性 一 定义聚芳酯 Polyarylates 聚芳酯 PAR 又称芳香族聚酯 是分子主链上带有芳香族环和酯键的热塑性特种工程塑料 它是一种无定形的 透明的聚合物 是与聚碳酸酯聚砜相似的等级更高的工程塑料 二 聚芳酯的发展最早生产聚芳酯的是日本Unitika公司 商品名为U polymer 型号为U一100 该类聚芳酯以双酚A为单体 与对苯 间苯二甲酸共聚制得 它的通式 从结构式可以看出 由于含有对位和间位苯环链节 降低了聚合物的结晶性 该聚芳酯为无定形聚合物 可制得透明塑料 纯制品为淡黄色 有玻璃光泽感 其玻璃化转变温度在190cIc左右 比聚碳酸酯 13WC 的耐热性优异 该树脂的热变形温度为 1 8MPa 157 175oC 比聚碳酸酯高20 40 聚芳酯的热变形温度与对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯的比例有关 其一般比例在7 3至5 5 而UL的耐热指数为l30 虽然该类聚芳酯的耐热性能好 但该类聚芳酯也存在一些缺点 比方它的熔融黏度高 流动性差 溶解性能 加工性能不好 特别是薄壁和大件制品难于制得 因此 人们在该类聚芳酯的基础上进行了改性 目前 聚芳酯的改性主要有两种 1 使用新的单体参与双酚A与间苯二甲酰氯 对苯二甲酰氯的聚合反应 或用其他单体代替双酚A来生产新型聚芳酯 这类方法已经做了大量的研究 2 在Unitika公司的u一聚合物基础上制备高分子合金材料是聚芳酯改性的另一个方法 目前 制备的聚芳酯合金主要有 高透明性聚芳酯 PAR PET合金 PAR PA合金 PAR 氟树脂等 三 聚芳酯的合成方法聚芳酯的常用的合成方法有 熔融聚合法 溶液聚合法和界面聚合法 2 1熔融聚合法以双酚A和芳香族羧酸 对苯二甲酸 问苯二甲酸或对苯二甲酸和间苯二甲酸的混合物 为原料 在熔融状态下直接进行缩聚反应 由于制得的聚芳酯分子量较小 而且颜色较深 因此 一般采用双酚A的醋酸盐为原料进行反应 熔融聚合时 生产的聚芳酯熔体黏度较高 当达到一定的聚合度时 反应体系的搅拌及副产物醋酸的出去都比较困难 不易制得分子量较高的产物 因而此法目前已很少采用 2 2溶液聚合溶液聚合可根据聚合温度和所选的溶剂分为低温溶液聚合和高温溶液聚合 低温溶液聚合常用的溶剂有四氢呋喃 二氯甲烷 1 2一二氯乙烷等等 温度在一10 3O 之间 高温溶液聚合常用的溶剂有多氯联苯 邻二氯苯或仪一氯萘等 温度常在150 210 C 所用单体一般为双酚A和芳香族二甲酰氯 溶液聚合法反应物料单一 所得产品分子量高 反应产品容易析出 操作简便 2 3界面聚合该法一般是把二元酚制成二元酚钠盐溶于水中 二元酰氯溶于有机溶剂中 并加入相转移催化剂 一般为季铵盐类化学物 反应温度一般在2O 左右 反应结束后 经分水后用甲醇或丙酮等沉淀剂使聚合物析出 再经洗涤 离心分离 干燥制得聚芳酯产品 界面聚合由于反应条件温和 反应速度快 易得到高分子量产物等优点 逐渐受到青睐 四 聚芳酯增强改性1 改性材料PAR 共聚型聚芳酯 玻璃纤维 无碱无捻粗纱 直径11微米0支20股北京建材院生产偶联剂KH一550 1一氨基丙基三乙氧基硅 N N 一4 4二苯甲烷双马来酰亚胺 BMI 工业纯 架挢剂 抗氧剂 亚磷酸三 3一乙基环氧丙烷一3一甲酯 2 实验设备 1 玻璃纤维切割器 包括 0 8千瓦电动机一台 单级齿轮减速箱 进纤管 导丝滚 从动橡胶轮 主动刀轮 300 400转 分 箱l一进纤管2一主动刀轮3一从动橡胶轮4一箱件 进纤管为一根直径6 9mm 长15 25mm的弧形石英玻璃管 导丝滚是一段套在金属蕊轴上的铜管 主动刀轮为一根蕊轴上安装一直径40mm厚26mm的铜轮 在轮缘上沿轴铣槽 槽问距7mm左右等距离分布在轮缘上 槽与园周法线成11的J顷斜角 槽内按刀片轮的两端 用压盖压紧 以保证操作安全 2 螺杆式挤出机 P45mm LID 20 加辩口有红外灯加热干燥装置 3 切粒机 4 真空烘箱 5 注射机 60克立式3 结果与讨论 1 玻璃纤维处理剂KH一550作用未经处理的玻璃纤维 实验表明对PAR不起增强作用或增强作用甚馓 因为未经处理的玻璃纤维与PAR的粘合作用很差 它所增强的PAR在负荷下会产生滑移 脱层现象 不能有效地转移应力 且玻璃纤维的尖端及界面缺陷还可成为应力集中点 使界面容易破坏 复合材料性能下降 而经KH一550偶联剂处理后玻纤对PAR的作用明显增强这是由于偶联剂KH一550q的氨基能力PAR分子中的羟端基和酯链相互作用 在热融加工过程中形成氢键 而偶联剂KH一550中的硅氧键 能与玻璃纤维表面相互作用形成硅醇 于是由于KH一550的偶联作用 使基体树脂PAR对玻纤有良好的侵润和粘附 树脂与玻纤较牢固地粘结在一起 负荷作用下 玻纤承担外力对复合材料所施加的应力 同时应力能连续地从PAR转移给玻纤 而不产生滑移 脱层现象 耐温 耐腐蚀 高强度的玻璃纤维 使复合材科FRPAR的机械强度 耐温提高到一个新水平 2 架桥剂BMI的作BMI结构 具有活性基团的BMI 能起架桥作用 使偶联剂KH一550对基体树脂PAR的作用加强 实验表明BMI在一定高温下与KH一550能形成化舍物 于是经KH一550和BMI的协同作用 玻纤和基体树脂 PAR 的粘结作用进一步加强 在熔融热成型加工过程中 PAR在热氧及机械剪切下断键 而生成的聚合物链端的游离基能与BMI中的双键发生反应 这点从红外光谱上可眦看到BMI双键的消失 而KH一550中的基可以与玻纤表面上的硅烷醇基 形成硅烷键手而牢固粘结于玻纤上 于是玻璃纤维对PAR树脂的增强作用加强 3 抗氧剂亚磷酸三 3一乙基环氧丙烷一3甲酯 作用该抗氧剂较有效地抑制了FRPAR 玻纤增强聚芳酯 在挤出和注射热成型加工过程中 过分热氧化 降解的发生 4 不同玻璃纤维含量 对PAR性能的影响 热性能 PAR增强改性后由于玻纤 GF 的骨架作用和聚合物分子产生一定的交联结构 使聚合物分子的热运动受阻 减小因温度升高而卷曲的烦向 所以表现出较高的热变形温度 较低的线膨胀系数和收缩率 25玻纤含量品级的FRPAR 玻纤增强聚芳酯 热变形温度比纯PAR提高200C左右 成型收缩率和线膨胀系数有一定程度的降低 机械性能 由于玻璃纤维 GF 的骨架作用 PAR GF界面状况的改善 FRPAR机械性能有较大幅度的提高 25FRPAR品级的抗张强度 抗弯强度提高的幅度为130 x10 Pa左右 由于分子定向排别的结果 以及分子间轻交联的存在 玻纤刚性大 使FRPAR冲击强度 缺153 和断裂伸长率有所下降 但仍能满足绝大多数作为结构元件材料使用场合的要求 耐药品性 纯PAR作为非结晶性工程塑料 耐溶剂 耐药品性较差 而经玻璃纤维增强后所形成的复合增强体系分子间有一定交联度的存在 使得FRPAR 玻纤增强聚芳酯 的耐溶剂 耐药品性有一定程度的提高 纯PAR制件经不起丙酮 香蕉水等溶剂的侵蚀和擦洗 而FRPAR能经得起这些溶剂短时间的撩洗和接触 该特性在作为电子电器结构件的应用中经常是必须具备的 电性能 电性能方面FRPAR仍维持PAR良好的电性能 一些指标还略有提高 特别是耐电弧性的提高 使作为电子电器中一些元件成为可能 由于玻璃纤维增强后的PAR 耐热等级 机械性能的提高 以及耐溶剂 耐应力开裂性 电性能的提高 使FRPAR更能满足电子电器行业一些高性能结构元件的要求 作为高级的工程塑料FRPAR应用于尼龙 聚缩醛 聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚砜等 基于它们的特性 不能满足使用性能要求的顿域和场合 4 应用概况玻璃纤维增强PAR 玻纤含量25品级应用在下述几个方面 1 电子电器上用的WTH合成碳膜电位器基座接线柱 线圈螺纹骨架 磁性录音机齿轮 继电器基板 耐焊接性2O一40秒不变形 达到电子工业部部颁标准 加工使用过程 金属嵌件不松动不开裂 耐溶剂性 制件短时间内经得起酒精 汽油擦洗 也经得起香蕉水 丙酮 短时间的浸润 而未经玻纤增强的PAR经不起香蕉水 丙酮的侵蚀 以上应用FRPAR品级效果良好 这些制件电阻率 10 15 耐锡焊性良好 2 由