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共混挤出温度对合金性能的影响

2016-10-22 11:25:18

共混组分的温度适用性即塑料加工温度范围,如PA6的加工温度很宽,在很大的温度范围内都能形成稳定流体,而PA66相反,其加工温度较窄,低于Tm则流动性很差,高于熔点较多时,粘度急剧下降,对于这类PA,在与其他聚合物共混时,就必须考虑加工温度的可调范围。
 
聚合物很近中组分的相容性除了热力学意义上的相容外,共混条件对其相容性也有很大影响。共混挤出温度不仅影响共混体系的混合效果,也会关系到共混体系中各组分受热降解的程度,而表现出对合金力学性能的影响。共混合金中各组分的熔点、热性能如熔融吸热、结晶过程、热降解历程以及热氧化的难易程度时完全不同的。
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共混挤出温度的设计原则如下:1.以共混组分的熔点为基本依据。2.根据共混体系中组成比来确定温度调节范围,一般以连续相组分的熔点为主要参考依据。3.共混组分中有热敏性聚合物应充分考虑热降解对合金性能的影响,对于这种体系宜采用低温挤出。4.螺杆加热温度分布应予重视,除遵循一般规则外,对不同共混组分各区温度的调节范围,高低温的分布有很大差异。
 
两聚合物共混时,聚合物的热性能有什么变化?哪一种聚合物易发生热降解?聚合物组分的热降解历程?两种聚合物的熔点差别有多大?在两聚合物熔点范围内,各组分的流动性能的变化程度?搞清楚这些问题,就能找到挤出温度设定的基本依据。PA66分子链贯穿于PPS结晶相中,使PPS分子链在共混物中的排列不如本体系排列规整,减弱了分子链之间的作用力,使熔融热下降。
 
从PA66/PPS的热降解温度与热降解历程,可以看出,PA66/PPS共混合金在N2中,随PA66含量增加,合金的起始分解温度下降,合金在空气中的热分解度比在N2中的热分解温度低,说明氧的存在加速了热分解。PA6/PPS合金在N2、空气中的曲线均有明显的转折,DTG曲线有相对应的失重峰。
 
共混合金表现为两步降解,根据第一步降解的失重率与PA66含量相近,第二步降解的失重率与PPS含量相近,可以判断第一步是PA66降解,然后才是PPS降解。以上分析表明PA66/PPS体系中PA66较PPS容易发生热分解。在设计挤出共混温度时,应考虑高温挤出时对PA66的降解影响,根据组成比来选择螺杆各区温度,其原则是以PA66熔点与PPS为熔融温度,捏合区则略高于PPS的进行共混,压缩计量区在螺杆出口处的温度适当提高,有利于增加塑料加工合金的流动性,又可以避免高温降解,这样的工艺设计有利于保证合金性能的提高与稳定。
 
与PA66比较,PA66/PPS中的PA66的熔点基本相同,而AH也明显下降,说明共混过程中由于PPS分子链贯穿于PA66结晶相中,破坏了PA66分子链间氢键的作用,使PA66分子链在共混体重的排列规整性比本体小,这点说明,由于共混组分的加入,使聚合物的结构发生一定的变化,熔融热的减小,意味着在同样的热作用下,聚合物的熔融塑化变得容易些。这就是选择熔融挤出温度的主要理论依据,也解释了在多组分共混挤出温度选择近高熔点的温度区域使包装混合效果与流动的稳定性的内在原因。
 
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