超臨界流體輔助聚苯醚共混改性研究.pdf

1、聚苯醚(PPO)具有良好的機械性能、耐熱性和阻燃性,其強度高,尺寸穩(wěn)定性好,特別是它的高溫耐蠕變性,是所有熱塑性工程塑料中最強的。但是它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高,熔體黏度高,流動性差,需在300℃的高溫下加工,加工成型性差,嚴重影響了PPO的應(yīng)用和推廣。目前最重要的解決措施是對PPO進行共混改性,但是由于PPO分子鏈上苯環(huán)的存在導(dǎo)致PPO熔體流動性能較差的特殊性,單單使用雙螺桿擠出機也不能夠很好地實現(xiàn)PPO的熔融共混改性,還需要一些輔助手段才

2、能順利完成。而對于大多數(shù)聚合物來說,超臨界二氧化碳(SC-CO2)流體是一種良好的增塑劑,能顯著提高聚合物熔體的流動性。因此,SC-CO2越來越多的應(yīng)用在聚合物共混改性中。本論文系統(tǒng)研究了SC-CO2注入對PPO／POE-g-MAH,PPO／HIPS共混體系流變性、加工性及共混物力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響,初步分析平均SC-CO2輔助PPO共混改性的優(yōu)缺點。
　　 本課題用狹縫口模流變儀和在線流變測試系統(tǒng)對PPO、POE-g-MA

3、H、HIPS的流變行為進行了研究。結(jié)果表明,SC-CO2的加入降低了PPO的剪切黏度,且隨SC-CO2加入量增加,PPO剪切黏度降低幅度增大,與未注氣相比,當(dāng)SC-CO2加入量為4wt％,剪切速率120s-1時,PPO剪切黏度降低36.7％；SC-CO2加入對PPO、POE-g-MAH、HIPS黏度降低影響程度不同,對PPO降黏效果最顯著。因此,SC-CO2加入可降低PPO共混體系的黏度比,與未注氣相比,SC-CO2加入量為2wt％,剪

4、切速率120s-1時,PPO／POE-g-MAH共混體系黏度比降低15.7％,PPO／HIPS共混體系黏度比降低13.2％,黏度比降低有助于共混體系的分散混合。
　　 利用自行研制的在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分別采集和分析了SC-CO2輔助PPO共混改性過程時,擠出機內(nèi)熔體壓力、扭矩和比能耗的變化。結(jié)果表明:SC-CO2加入有助于降低。PPO共混體系擠出時熔體壓力、扭矩和比能耗。隨SC-CO2注入量增大,熔壓、扭矩、比能耗的下降幅度增大

5、。與未注氣相比,當(dāng)SC-CO2注入量為4wt％時,PPO／POE-g-MAH共混體系擠出時熔體壓力最大降低33.5％,擠出機扭矩最大降低10.77％,比能耗最大降低16.63％。
　　 對SC-CO2輔助PPO共混改性得到的樣品進行機械性能測試,并采用SEM考察共混物的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:SC-CO2的加入使PPO共混體系的沖擊強度提高,共混體系的拉伸強度和延伸率降低。與未注氣相比,SC-CO2注入量2wt％時,PPO／POE-

6、g-MAH共混體系的沖擊強度提高85.6％,達到了79MPa,拉伸強度降低5.3％；SC-CO2的加入有助于聚合物的分散混合,共混體系分散相平均粒徑減小,分散相粒徑分布寬度指數(shù)變窄。與未注氣相比,SC-CO2注入量3wt％時,PPO／POE-g-MAH(950:50)共混體系分散相粒徑降低43.8％,為0.125um,粒徑分布寬度指數(shù)降低20.7％。
　　 簡單分析了注入SC-CO2后,在排氣段是否抽真空對共混物擠出加工時熔體壓