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从分子结构角度分析不同PBT增韧剂的优劣势

文章出处:人气:-发表时间:2015-06-29 14:44【

PBT缺口冲击强度很低,限制了其应用,工业上最主要的增韧方法是加入功能化的弹性体进行增韧。但是,PBT增韧改性后,都会引起流动性的下降。这是因为加入带反应基团(如GMA)的增韧剂后,一方面引入的烯烃部分长链对PBT分子有缠结作用,另一方面就地形成的PBT-GMA-弹性体共聚物,这相当于提高了PBT分子量,从而导致共混物粘度上升,使得增韧PBT的流动性大幅下降。为了满足薄壁化、一模多腔等要求,在不影响增韧效果的前提下,应该选择一种对流动性影响很小的增韧剂对PBT进行增韧改性。

图1

现在市场上常用的高效PBT增韧剂有EMA-GMA,EBA-GMA和POE-GMA,三者的结构如图1。从图中我们可以看出:

从分子主链柔顺性而言,POE-GMA>EBA-GMA>EMA-GMA(如图2)。玻璃化转变温度Tg越低,分子链柔顺性越好,增韧效果越好。故而,仅从分子结构与Tg来考虑,POE应该是增韧剂基体较为合适的一种选择。

图2

图2

EMA-GMA和EBA-GMA分子主链上有酯基,而POE-GMA分子链均为饱和键,理论上,饱和碳链的热氧稳定性要优于不饱和碳链,从POE与EMA原料的氧化诱导时间也证明了这点(如图5和图6)。而对于增韧剂产品的氧化诱导温度测试也显示,在空气中SOG-02(POE-GMA)具有比EMA-GMA和EBA-GMA更好的热氧稳定性,如图3和图4。

图3

图4

合适的GMA含量也很重要。当GMA含量高时,虽然有利于与PBT有更好的粘结力,但是GMA含量过高时会导致PBT共混物发生支化甚至交联,从而引起流动性急剧下降,影响加工效率。如图8,2%接枝率的增韧剂(SOG-02:POE-GMA)增韧的PBT多次挤出后,PBT的降解占主导,流动性随着加工次数上升。而8%接枝率的增韧剂(EMA-GMA)增韧的PBT,由于GMA含量过高,导致第二次加工时流动性依旧下降,这表明有过量的GMA在第一次加工过程中并未完全反应,二次挤出时剩余GMA继续与PBT反应并引发交联,导致流动性下降,这就给下游客户带来的隐患,因为生产完成的PBT可能与实际注塑时的PBT流动性不一致。故而合适的GMA含量很重要。

图8

综上可知,在PBT的改性过程中,对于增韧剂的选择,应从增韧剂本身结构、增韧效率、热稳定性以及流动性等方面,综合考虑。