résumé: les techniques dsc, tga et tma sont utilisées pour l’étude systématique de la transition vitreuse, de la dégradation thermique, de la dégradation thermique de l’oxygène, du processus d’élimination de l’hcl et des caractéristiques de déformation des alliages abs / pvc / nbr. les résultats montrent que divers changements dans l'alliage abs / pvc / nbr s'accompagnent de changements dans l'énergie, la masse et la dimension. La température de transition vitreuse est un paramètre important pour caractériser la compatibilité des alliages plastiques. La stabilité thermique de l'alliage dépend du processus d'élimination du PVC dans le système d'alliage. La courbe tma de l’abs / pvc / nbr est divisée en une section plate, une section d’expansion et une section d’adoucissement. Les produits de la section d’expansion se déforment et perdent lue. La section plate appartient au domaine d'application, et la section Adoucissement fournit des données techniques et une base théorique pour déterminer le processus optimal.

abs / pvc / nbr est un nouveau type de matériau polymère largement utilisé pour les sacs, les panneaux d’automobile et d’autres produits d’emballage extérieur. son comportement thermique et sa stabilité thermique sont liés au traitement et à la performance. par conséquent, il est nécessaire de réaliser une étude des propriétés thermiques de l’alliage ABS / PVC / NBR.

1. partie expérimentale

1.1 instrument expérimental ment

l’analyseur thermique dupont 1090 est utilisé, creuset échantillon d'analyse thermique .

1.2 méthode expérimentale

dsc: détermination de la transition vitreuse de polymères et de leurs alliages;

tga: détermination de la dégradation thermique, de la dégradation par oxydation thermique et des propriétés à température constante de polymères et de leurs alliages;

tma: détermination du coefficient de dilatation et des caractéristiques de déformation de l’alliage abs / pvc / nbr.

2. résultats et discussions

2.1 transition vitreuse en alliage abs / pvc / nbr et ses composants

Les courbes dsc des abs, pvc, nbr et abs / pvc / nbr sont représentées à la figure 1.la position du changement brusque de la ligne de base par rapport à la direction endothermique de la courbe est la transition vitreuse du polymère, qui indique Le segment lié dans le polymère amorphe est actif et subit une modification soudaine de la capacité calorifique.

la compatibilité des composants en alliages plastiques est la clé d'une bonne performance des alliages plastiques, et la température de transition vitreuse est un paramètre important pour caractériser la compatibilité des alliages. les températures de transition vitreuse des abs, pvc, nbr et leurs alliages sont énumérées dans le tableau.

les températures de transition vitreuse de ab simt-100 sont de -85 et de 112, le pvc de 87,9 et le nombre de -br est de -29,4, lorsque les trois matériaux ont été mélangés, les températures de transition vitreuse se sont rapprochées, elles sont de -74,4 , -8,8, -98,8 respectivement, indiquant que la phase de caoutchouc est partiellement compatible avec la phase plastique. Les paramètres de solubilité de nbr et de pvc sont similaires et présentent une compatibilité thermodynamique. dans le processus de mélange, il est possible d'être complètement compatible et de former une nouvelle "phase" de sorte que la température de transition vitreuse du pvc et du nbr lui-même disparaisse, entraînant une nouvelle température de transition vitreuse. la température de transition vitreuse de la nouvelle phase est de - 8,8, tandis que la température de transition vitreuse de ps in abs chute à 98,8.

le plastique dit trempé de caoutchouc est celui en matrice plastique, qui présente une température de transition vitreuse élevée, avec une dispersion de la phase de caoutchouc ayant une température de transition vitreuse basse. nbr joue ce rôle dans l’alliage et concentre le stress quand il est supérieur à la température de transition vitreuse. la température de transition vitreuse à basse température abs / pvc / nbr est de -74,4, -8,8 et les particules de caoutchouc jouent un rôle de renforcement du styrène dans la plage de -74,4 .4 (-8,8) ~ 98,8.

les différentes enseignes de caoutchouc ont différentes températures de transition vitreuse, ainsi qu'un effet de trempe différent en alliage. Parce que lorsque la température tombe à la transition vitreuse, le mouvement micro-brownien du segment de la chaîne est gelé, le matériau utilisé comme caoutchouc perd sa haute élasticité et devient un plastique dur et cassant, perdant ainsi son effet de durcissement au profit du plastique. la température de transition vitreuse du japon et du lanhua nbr est de -29. 4, -15. 7 respectivement.

les courbes dsc de différents signes d’alliages abs / pvc / nbr ont des formes similaires. il y a deux composants dans l’alliage abs / pvc / nbr avec une température de transition vitreuse à basse température: la phase butadiène en abs et la phase nbr ajoutées. en ce qui concerne la température de transition vitreuse à basse température de l'alliage, l'allemagne 1 # est la plus basse (16,3), et pour Shanghai 3 #, shanghai 4 # sont –8,8, -7,3 respectivement. par conséquent, on peut considérer que la plage de températures de durcissement du premier est plus large que celle des deux derniers.

2.2 dégradation thermique et dégradation de l'oxygène thermique de l'alliage abs / pvc / nbr

la stabilité thermique des polymères peut être caractérisée par la température de décomposition, qui est étroitement liée à l'énergie de dissociation de la liaison la plus faible dans la structure de la chaîne du polymère, c'est-à-dire que la structure chimique du polymère lui-même détermine ses caractéristiques de décomposition thermique.

les courbes tga des abs, pvc, nbr et leurs alliages sous azote de haute pureté sont illustrées à la figure 2. l'étape d'apesanteur de 180 ~ 350 ℃ est principalement causée par l'élimination des hcl du pvc dans l'alliage abs / pvc / nrr. dans la mesure où la perte de poids de pvc pur dans cette plage de températures est supérieure à 60% et que la dégradation thermique des abs et nb se produit au-dessus de 350, il est considéré que la perte de poids inférieure à 350 dans un alliage plastique est principalement causée par l'élimination de hcl dans le pvc, et la stabilité thermique de l’alliage plastique dépend principalement du PVC dans le système mixte.

Dans les courbes tga d'alliages abs / pvc / nbr de différentes enseignes, la première étape d'apesanteur est principalement due à l'élimination de pcl de hcl, la perte de poids varie en fonction de la teneur en pvc de l'alliage. le PVC pur représente 61,7%, en Allemagne, l’alliage 1 # est de 41,13%, 43,04% pour l’alliage Changchun 2 # et 38,89% pour l’alliage Shanghai 3 #. dans une certaine mesure, la perte de poids reflète la différence de composition et de performance de l'alliage.

la dégradation de l'alliage plastique est un changement structurel typique. il se dégrade par réaction chimique avec des substances présentes dans l'environnement. L'agent de dégradation le plus important est l'oxygène. La réaction d'oxydation peut induire et accélérer la dégradation lorsqu'elle est chauffée. La figure 3 montre les courbes tg de l'abs, du pvc, du nbr et de leurs alliages dans l'air. l’étape en apesanteur de 180 ~ 350 en alliage abs / pvc / nbr est toujours une dégradation du pvc par élimination de hcl. abs pur a une perte de poids lente de 240 350 à 350 avec une perte de poids cumulée de seulement 4,98%. nbr a un gain de poids d'oxydation à 220, suivi d'une étape de perte de poids de 4,56%. le processus de dégradation par fluoration des deux se produit principalement à 350 ~ 550. pour l'alliage, tous les alliages abs / pvc / nbr ont deux étapes d'apesanteur continues dues à la formation d'intermédiaires d'oxydation et à leur dégradation ultérieure. le résidu est également inférieur à celui produit par dégradation thermique sous flux d'azote, environ 4% ~ 5%.

Élimination de 2,3 hcl et caractéristiques de température constante d’abs / pvc / nbr

la mesure de la dégradation thermique et de la dégradation oxydative de l’alliage abs / pvc / nbr montre que la perte de poids de la première étape d’apesanteur à 180 ~ 350 n’a pas de relation avec l’atmosphère et que la perte de poids dans l’air et l’azote est similaire (voir figure 4). ). c’est-à-dire que, dans cette plage de température, la dégradation thermique, c’est-à-dire que le processus d’élimination du hcl de PVC est dominant, il est donc instructif de choisir cette plage de température pour un test à température constante.

Les courbes dsc des abs, pvc, nbr et de leurs alliages à température constante sont illustrées à la figure 5 et la perte de poids est indiquée dans le tableau 2.

la perte de poids de l’alliage abs / pvc / nbr à 250 est de 31,82%, tandis que la perte de poids des abs et nbr à 250 ℃ est de 2,1% à 2,4% et de 2,3% à 4,6% respectivement, ce qui ne représente que 1/6 de la perte totale en poids de l'alliage. la perte de poids de l’alliage à température constante est principalement causée par le retrait de hcl du pvc, tandis que la perte de poids à 250 pendant 30 min est bien supérieure à celle à 200. au cours du processus de traitement, si les conditions du processus changent et que la température n'est pas correctement contrôlée, une grande quantité de hcl sera retirée de l'alliage et les propriétés de l'alliage seront perdues. par conséquent, la perte de poids de l'alliage à 200 ° C reflète dans une certaine mesure les avantages et les inconvénients de la stabilité thermique.

tableau 2 perte de poids des abdominaux, du nombre et de leurs alliages *%

maintenir une température constante pendant 30 min

2.4 caractéristiques de déformation de l'alliage abs / pvc / nbr

La courbe tma de l’alliage abs / pvc / nbr est illustrée à la figure 6.

La courbe tma est divisée en une section plate, une section d'expansion et une section de ramollissement. la section plate va de la température ambiante à 80 ° C, c'est-à-dire la plage de température d'utilisation habituelle, et le coefficient de dilatation de l'alliage est compris entre 100 et 200 µm / (m ·). 80 ~ 180 ℃ est la section d'expansion, qui peut être causée par une expansion du caoutchouc. bien que l'alliage n'ait subi aucune dégradation thermique ni dégradation de l'oxygène thermique, l'augmentation de la température provoque une expansion du polymère, augmentant ainsi l'espace libre entre les molécules et activant le segment de chaîne et même la molécule entière. étant donné que l'expansion du volume entraînera un changement de forme géométrique, si la forme géométrique change de façon arbitraire malgré la volonté des personnes, le produit perdra sa valeur pratique. seulement dans la section de ramollissement, l’alliage présente les caractéristiques d’un écoulement visqueux à haute teneur en polymère, ainsi que les paramètres nécessaires au processus et à la formation. la température de ramollissement commence à 170, à partir de la courbe tma de l'alliage alliage abs / pvc / nbr basse température (- 65 ~ 0 ℃), on peut observer que l'alliage présente un potentiel plat à basse température sans changement évident des dimensions géométriques et coefficient de dilatation de 45 ~ 114μm / (m ·); on considère donc que l’alliage a également une valeur d’utilisation à basse température et peut être utilisé comme matériau pour des navires tels que des appareils de réfrigération.

La courbe tma de l'abs / pvc / nbr dans les espaces tridimensionnels x, y et z est représentée à la figure 7. Les caractéristiques de déformation de l'alliage sont anisotropes, ce qui est dû à la concentration de contraintes lors du moulage par extrusion. Ce facteur doit être pris en compte dans la fabrication des moules et dans la conception du procédé de moulage.

3. conclusions

une. La méthode d'analyse thermique est la méthode de test la plus directe pour étudier la transformation d'un alliage. en utilisant consommables d'analyse thermique avec une qualité stable peut systématiquement caractériser ses caractéristiques thermiques sous les aspects de la transition vitreuse, de la dégradation thermique, de la dégradation thermique de l’oxygène, de l’élimination de l’hcl, de la déformation, etc. c'est la base pour étudier la relation entre le processus, la structure et les propriétés de traitement des abs / pvc / nbr.

b. La température de transition vitreuse est un paramètre important pour caractériser la compatibilité des alliages plastiques. La transition vitreuse à basse température de l'alliage abs / pvc / nbr est de -81, -16,3 et la transition vitreuse à haute température est de 96,4 ℃ (98,8). la différence de température de transition vitreuse reflète la compatibilité du système d'alliage et constitue une base technique pour le choix du procédé de synthèse de la formule.

c. La dégradation thermique et la dégradation thermique de l’abs / pvc / oxygène par l’oxygène thermique montrent que la stabilité thermique de l’alliage dépend du processus d’élimination du PVC dans le système d’alliage. la perte de poids des échantillons allemands et de shanghai à 250 pendant 30 minutes est bien supérieure à celle des échantillons à 200. dans une certaine mesure, la perte de poids de l'alliage à la température constante de 200 reflète la stabilité thermique de l'alliage pendant le traitement.

ré. La courbe tma de abs / pvc / nbr a trois sections, la section plate est une plage de température adaptée à l'utilisation, tandis que la section d'expansion déformera le produit et perdra sa valeur pratique, et la section d'assouplissement fournira des données techniques fiables et une base théorique pour déterminer le processus optimal .