汽车用PC/PBT合金材料性能的研究

【摘要】聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共混物合金性能优异,是近年来最受市场关注的复合材料之一。但由于可能存在酯交换反应、相容性等问题,致使其机械性能和热稳定性能出现一定程度的劣化,还不能满足市场应用需要,尤其是汽车领域的应用方面的差异化需求(如低温韧性、气辅成型等)。本论文通过对酯交换反应抑制、共混物相容性和汽车用途对该类合金关注的性能方面进行研究,最终制备了不同性能要求的高性能化的合金材料。首先,研究了PC/PBT不同配比对共混物体系性能的影响,目的是找出配比的合理设计范围。通过系列试验,了解到其配比对不同性能指标影响不同,影响最大的是熔融指数(MeltIndex,简称MI)、冲击强度、维卡温度,而对拉伸强度影响不大。分析认为比例范围在6/4～8/2范围内综合物性稳定、加工流动性好且改性较为容易,是比较理想的比例范围,但如有特殊要求(如要求高的维卡耐热时)除外。其次,对酯交换抑制反应做了较为细致的研究,通过对不同酯交换抑制剂的抑制效果、挤出温度、多遍挤出开展试验,得知磷酸二氢钠(MonosodiumPhosphate,简称MSP)、无水磷酸二氢钠(AnhydrousMonosodiumPhosphate,简称AMSP)对酯交换抑制效果较好,而1AMSP表现更为优异。进一步对AMSP的添加量,对性能影响较大的几个技术指标MI、Elongation、VICAT的比较得知添加量0.1-0.4phr比较适宜,更细化在0.3phr时综合性能最佳。在试验中还发现,除钝化PBT中残留Ti催化剂可以抑制酯交换的方法外,用SAG(SAN-GMA)对PBT采取封端的方法钝化其端-COOH也是抑制酯交换反应的可行的手段,在实际应用中两者可复合使用,并指出GMA含量在2%-5%为最佳范围。这也是本论文的发现之一。酯交换抑制效果也通过DSC、IR手段得到了印证。不进行酯交换抑制的共混物粒子在降温时,PBT的结晶温度(Tmc)消失,而当采取酯交换抑制时Tmc清晰可见；其熔点(Tm)在加入抑制剂后也有所提升；未加入酯交换抑制剂的共混物FTIR分别在1720.19cm-1、1770.26cm-1位置出现吸收峰,而加入酯交换抑制剂的共混物的特征峰则出现在1714.68cm-1和1774.41cm-1,更接近纯PC和纯PBT的特征峰位置。在试验中还重点考察增韧增容的效果。采用E-MA-GMA改性剂AX-8900作为抗冲及相容改性剂,研究了其用量对PC/PBT合金的结构及性能的影响。AX-8900的引入对MI影响最大——降低非常明显；当其添加量达到5phr时其对Vicat影响变得明显；当添加量在3phr时低温冲击出现极值,超过后反而降低,可能的原因是其分子中E的组分含量较高,过多添加可能使相容性下降所致。还用Arkema的8840做了对比,发现在添加到3phr时,注塑制品,当剪开断面后,发现制件极易分层,可能的原因是因其结构中MA含量较少,其添加超过一定量时容易使得其与PC、PBT的界面脱粘而引起相容性出现劣化。最后,对汽车用PC/PBT极为关注的性能(低温韧性、气辅成型加工性、耐化学品性、尺寸稳定性、耐候性、玻纤增强)进行了研究,考察其影响因素。如Silicone/Acrylic橡胶类型的增韧剂比ACR或BD类型的增韧剂低温下都表现出更好的效果,且Si含量越高越好的结论；气辅成型的设计关键是保证材料的热氧老化稳定性和合适的粘度；离子键聚合物可显著提高材料的耐化学品性,同时材料机械性能也显著提高,如低温冲击强度,如采取预先与PBT制成母粒的方式加工能进一步提高组合物的耐化学品性；UV-234的效果较好且添加量不超过1.2phr为宜；也通过PC/PBT不同比例,考察了含10%GF的复合材料的改性,得知最佳比例范围在75/25～65/35之间,在此范围内性能的各项指标平衡性最好。
【作者】李文强；
【导师】王依民；
【作者基本信息】东华大学，材料工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】聚碳酸酯；聚对苯二甲酸丁二醇酯；酯交换反应；SAG；相容性；E-MA-GMA；离子键聚合物；光稳定剂；汽车；

【参考文献】
[1]董明伟,喻梅.沿水分梯度草原群落NPP动态及对气候变化响应的模拟分析[J].植物生态学报,2008,03:531-543.
[2]周林远.大鼠去卵巢对骨代谢的影响研究[D].华中科技大学,公共卫生,2013,硕士.
[3]袁丽卿.双Y永磁无刷直流电动机的设计和仿真研究[D].浙江工业大学,2005.
[4]程娜.过敏性紫癜患儿外周血单核细胞TLR2表达及其与Th1和Th2型免疫应答相关性研究[D].青岛大学,儿科学,2013,硕士.
[5]刘一铮.断层医学图像脑白质疏松症分割算法研究[D].长春工业大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[6]孙立伟.艺术设计专业教师素质培养研究[J].中国校外教育.
[7]郭劭钦.基于不同输入方向的斜交桥最不利地震动响应研究[D].北京交通大学,2014.
[8]王柯.加快我国ICT指标体系研究量化发展信息社会[J].通信世界.2005(17)
[9]王琼芳.陶行知民主教育思想研究[D].广东海洋大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[10]蒋妍彦.碳纳米管受限空间材料结构的演变特性[D].山东大学,2013.
[11]郑俪丹.首都圈大气污染联防联控法律问题[D].中国社会科学院研究生院,环境与资源保护法（专业学位）,2014,硕士.
[12]刘锋利.拉弯机液压系统故障诊断研究[D].西北工业大学,航空宇航制造工程,2004,硕士.
[13]乔玉丰.新形势下迁安中等职业教育的困境与出路[D].河北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[14]潘宇萍.欧盟反补贴立法及其适用中的问题研究[D].南京师范大学,法律,2012,硕士.
[15]韩小莲.经济犯罪刑罚配置研究[D].安徽大学,法律,2013,硕士.
[16]曹苏华.幼儿语言活动中教师口头评价的实证研究[D].宁波大学,课程与教学论,2013,硕士.
[17]王国权,余群,卜云龙,于德年,王彩梅.秸秆捡拾打捆机设计及捡拾器的动力学仿真[J].农业机械学报.2001(05)
[18]龙世福.私募股权投资中对赌协议的法律问题研究[D].西南政法大学,经济法学（专业学位）,2012,硕士.
[19]张珊珊.基于YJ企业知识型员工需求特性的激励措施研究[D].云南财经大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[20]毕凯凯.论民事公益诉讼原告资格[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[21]吴建辉,章兢,陈红安.融合Powell搜索法的粒子群优化算法[J].控制与决策,2012,03:343-348+354.
[22]陈超.数字对讲机射频电路的研究与设计[D].华侨大学,信息与通信工程,2013,硕士.
[23]滕雪松.互联网广告投资项目群的综合评价研究[D].华北电力大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[24]顾健.甘肃省少数民族地区民俗体育保护与全民健身体系的同构[D].兰州理工大学,体育人文社会学,2013,硕士.
[25]吴凌云.轮式装载机振动噪声测试分析与改进[D].吉林大学,工业工程,2014,硕士.
[26]阮波.超临界压力下正癸烷裂解吸热和对流传热现象的数值模拟研究[D].浙江大学,2013.
[27]张彦娥.基于计算机视觉技术温室作物长势诊断机理与方法研究[D].中国农业大学,2005.
[28]唐惠钦.万科与保利地产的财务战略比较分析[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[29]林南南.农村土地承包经营权流转制度的完善[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[30]董英莉,徐英明,张现发,程晓丽,霍丽华.氧化铁复合石墨烯材料的制备及室温下对NO_x气敏传感研究[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会：无机化学[C].中国化学会:,2014:1.
[31]张梦玲,张启鹏,陈渊婷.从网络链接商标侵权诉讼中看证据收集范围[J].商场现代化,2014,09:62.
[32]魏建新,狄帮让.裂隙密度对纵波传播特性影响的实验观测[J].石油地球物理勘探,2007,05:554-559+610+484-485.
[33]黄婉如.离婚损害赔偿之探讨[D].中国政法大学,民商法学,2004,硕士.
[34]冀建南.叶立德体系中σ-hole作用的理论研究[D].河北师范大学,物理化学,2014,硕士.
[35]徐楠.承德旅游产业国际化进程研究[D].陕西师范大学,旅游管理,2004,硕士.
[36]巫芙蓉,唐文祥.温泉2井纵横波速度的应用[J].石油地球物理勘探,1999,S1:71-75+149.
[37]王蓉.文明城市创建过程中的政府行政职能研究[D].湖南师范大学,行政管理,2014,硕士.
[38]张天晔.山西省县域体育公共服务体系建设评价研究[D].山西师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[39]邱焱.社会化媒体口碑传播效果研究[D].华中科技大学,广告学,2013,硕士.
[40]陈强.中国银行业信用集中风险研究[D].山东大学,金融学,2014,博士.
[41]唐清荣.1780热轧板坯库管理的特点及实现[J].冶金自动化,2006,02:19-23.
[42]张美巍.兆瓦及永磁同步风力发电机多物理场的研究[D].哈尔滨理工大学,电机与电器,2012,硕士.
[43]潘丹丹.以交互设计为核心的智能电视系统构建研究[D].燕山大学,工业设计工程,2013,硕士.
[44]孔亮.大学生心理账户结构及其对经济行为的影响[D].浙江理工大学,应用心理学,2014,硕士.
[45]何霞.东南亚四国电信管制及最新发展[J].世界电信.2002(02)
[46]刘建华.基于操作模式的铜闪速熔炼过程工况迁移策略研究及应用[D].中南大学,控制科学与工程,2013,博士.
[47]周蓓娜.敦煌及西北地区出土的竹木笔研究[D].浙江大学,美术学,2012,硕士.
[48]邵帅.盐碱胁迫下野生大豆幼苗光合特性与离子动态平衡研究[D].东北师范大学,植物学,2012,硕士.
[49]黄雯雯.中国大学生称谓语缺位现象的实证研究[D].南京师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[50]丑述仁.坡度变换的影响因素研究[D].西北大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.