加工工艺对共聚树脂耐热性的影响


加工工艺对共聚树脂耐热性的影响主要体现在以下几个方面:

一、聚合工艺

共聚单体配比:不同共聚单体的比例会影响树脂的分子结构和性能。若增加具有刚性结构或耐热性好的单体比例,如苯乙烯-丙烯腈共聚树脂中,增加苯乙烯的含量,可提高树脂的耐热性,这是因为苯乙烯单体聚合后形成的聚苯乙烯链段具有较高的刚性和热稳定性。

聚合方法:不同的聚合方法会导致树脂的分子结构和分子量分布不同,例如,悬浮聚合和乳液聚合得到的共聚树脂,其颗粒形态、粒径分布以及分子链的规整性有所差异。一般来说,悬浮聚合得到的树脂颗粒较大,内部结构相对规整,分子量分布较窄,有利于提高树脂的耐热性。

二、成型加工工艺

温度控制:在成型加工过程中,加工温度过高会使共聚树脂分子链运动加剧,可能导致分子链降解、交联等反应,进而影响耐热性。以聚碳酸酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC-ABS)为例,若注塑温度过高,PC链段可能发生热降解,降低树脂的耐热性能。而加工温度过低,树脂塑化不良,内部存在应力集中,也会在一定程度上降低耐热性。

剪切速率:适当的剪切速率有助于树脂分子链的取向和排列,使制品内部结构更加致密,从而提高耐热性。但过高的剪切速率会使分子链受到过度拉伸和破坏,降低分子量,进而降低耐热性,如在挤出成型中,对于聚丙烯-乙烯-辛烯共聚物(PP-POE),过高的螺杆转速会导致剪切速率过大,使PP分子链断裂,影响制品的耐热性能。

成型压力:较高的成型压力可以使共聚树脂在模具中充分填充,减少内部缺陷和孔隙,提高制品的密度和耐热性,例如,在压缩成型中,对于酚醛树脂-丁腈橡胶共聚物,适当提高成型压力,有助于提高制品的耐热性和机械性能,但压力过高可能会对设备造成较大负荷,也可能使制品产生过大的内应力,需要综合考虑。

冷却速度:冷却速度对共聚树脂的结晶行为和取向有重要影响。快速冷却会使树脂分子链来不及充分结晶,形成的结晶不完善,可能降低耐热性。而缓慢冷却有利于形成完善的结晶结构,提高耐热性,例如,在聚对苯二甲酸乙二酯 - 聚乙二醇共聚物(PET-PEG)的成型过程中,采用适当的缓冷工艺,可以使PET链段结晶度提高,从而提高制品的耐热性。

三、后处理工艺

热处理:对共聚树脂制品进行适当的热处理,可以消除内应力,促进分子链的进一步取向和结晶,提高耐热性,例如,对于聚苯醚 - 聚苯乙烯共聚物(PPO-PS)制品,在一定温度下进行热处理,可使PPO链段的结晶度增加,提高制品的热变形温度。

化学处理:通过化学处理,如对共聚树脂表面进行涂层处理或化学改性,可以提高其耐热性,例如,对丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物进行硅烷化处理,在其表面形成一层耐热性好的硅氧烷涂层,可提高树脂的耐热和耐候性能。

本文来源:河南向荣石油化工有限公司 http://www.upresinchem.com/