介绍弹性体增韧改性PBT的研究进展

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种综合性能优良的工程塑料,但仍存在对缺口敏感和缺口冲击强度低的不足,因此对PBT的增韧改性研究一直是PBT高性能化的重要内容。随着注塑制品向薄壁制件及一模多穴的发展,改性PBT产品不仅要具备良好的韧性,还需满足高流动性的要求。而在改善PBT产品韧性的同时,可能会降低产品的加工性,影响产品的使用性能。目前研究及生产应用最多的是采用聚烯烃或其接枝体来增韧改性PBT材料,改性后PBT的韧性得以有效地提高,但强度及加工性有所下降。

将PBT、阻燃剂和各种助剂(增韧剂、抗氧剂)按预定配比在高速混合机中混合均匀后从主加料口加入,玻纤从第二排气口加入,再通过双螺杆挤出机挤出造粒;粒料在120e干燥箱中干燥3~4h,注塑制样;所有样条在室温下放置24h后进行性能测试。双螺杆挤出机挤出造粒工艺条件为:230~240e;螺杆转速:33Hz,喂料转速400r/min;注塑机注射制样工艺条件为:注射温度250~260e;注射压力120MPa。

对于弹性体增韧PBT,一般随着弹性体的增加,材料的韧性得到提高,强度有所降低。在阻燃增强PBT产品的实际应用中,弹性体的质量分数为2%~5%时就基本能满足产品的韧性要求。

不同弹性体对改性PBT的冲击强度的影响。可以看出,加入弹性体后,改性PBT的韧性有较明显的变化,其中3135、8900、PTW及复配的增韧效果较明显。未加弹性体的产品的缺口冲击强度是10kJ/m2,而LDPE及TPEE增韧改性PBT产

品缺口冲击强度为11kJ/m2,仅提高10%左右,增韧效果不明显;加入3135后,产品的缺口冲击强度提高到1315kJ/m2以上;而加入8900及PTW后,产品的缺口冲击强度达到了15kJ/m2,增幅达到50%,增韧效果十分明显。同时,复配的效果相对更好,缺口冲击强度都高于单一弹性体的韧性效果。LDPE和热塑性弹性体品种多、价格便宜,但其与PBT的溶解度参数相差较大,相容性较差,增韧效果不理想。3135为聚烯烃与丙烯酸酯的共聚物,含有酯基结构,与PBT树脂有较好的相容性;8900、PTW为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物,其所含有的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)能与PBT的端羧基或羟基发生环氧开环反应,在两相界面产生大分子相容剂,能有效地提高树脂与弹性体及玻纤的相容性,因而增韧效果较明显。而复配体系兼有两者的优点,且表现出一定的协同效应,效果最佳。

对于薄壁PBT制品来说,改性PBT的加工性能尤为重要,可采用MFR或螺旋流动长度来表征。MFR为表观流动速率,相对来说温度对其影响较大,MFR越大,其成型加工性能一般越好。而螺旋流动长度反映材料的剪切敏感性,也更能模拟产品的成型加工过程。

产品螺旋流动的规律与MFR差别较大,TPEE及3135的加入使螺旋流动长度降低,而MFR是增加的,表明螺旋流动长度与MFR所反映的加工性能并不完全一致。加入8900、PTW及复配弹性体后,流动长度降低较大,其中只加入8900的样品的流动长度最短;而复配体系的螺旋流动明显好于的单一弹性体,其中加入3135/PTW的样品的螺旋流动相对要好,表明复配体系不仅能兼顾材料的韧性、强度,同时能保证材料的加工性能。

 

 

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