Abstract

Deterioration of polymer materials can cause breakdown of various automobile parts during their life cycles, which is a threat to the safety of occupants. In the research described here various thermal stabilizers were incorporated into polycarbonate/acrylonitrile-butadiene-styrene (PC/ABS) blends, often used in automotive parts, to investigate the thermal degradation of PC/ABS as a function of mixing rate and mixing time and as a function of stabilizer type and content. A phenolic stabilizer, octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (S1) and two kinds of phosphite stabilizers, tris-(2,4-di-tert-butyl-phenyl phosphite) (S2) and bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite (S3) were used. Thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimeter (DSC) results showed that high mixing rates, over 2000 rpm, caused high shear heating, which brought about thermal degradation of the polymer blends. The S3 better prevented thermal degradation of the PC/ABS blends during high speed processing compared to the other stabilizers. Characterization of the mechanical properties of the blends prepared at a screw speed of 1000 rpm for 20 sec indicated decreases in elongation at break from 148% prior to processing to 63% for S1, 108% for S2 and 131% for S3, whereas the tensile strengths showed only slight changes. Scanning electron microscope (SEM) images indicated that the size distribution of the dispersed phase was decreased with increasing screw speed and mixing time. The interfacial tension of the blends decreased with increasing mixing rate, whereas it did not exhibit significant change with increasing mixing time.

摘要

聚合物材料的劣化会导致汽车各个零件在其生命周期内发生故障，从而威胁到乘员的安全。在本文所述的研究中，将各种热稳定剂掺入聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（PC / ABS）共混物中（通常用于汽车零部件），以研究PC / ABS的热降解随混合速率和混合时间的变化，以及作为稳定剂类型和含量的函数。酚稳定剂3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）十八烷基丙酸酯（S1）和两种亚磷酸酯稳定剂，亚磷酸三（2,4-二叔丁基-苯基亚磷酸酯）（使用S2）和双（2,4-二枯基苯基）季戊四醇二亚磷酸酯（S3）。热重分析（TGA）和差示扫描量热仪（DSC）结果表明，混合速度高，超过2000 rpm，引起高剪切加热，这导致聚合物共混物的热降解。与其他稳定剂相比，S3更好地防止了PC / ABS共混物在高速加工过程中的热降解。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。这导致聚合物共混物的热降解。与其他稳定剂相比，S3更好地防止了PC / ABS共混物在高速加工过程中的热降解。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。这导致聚合物共混物的热降解。与其他稳定剂相比，S3更好地防止了PC / ABS共混物在高速加工过程中的热降解。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。与其他稳定剂相比，S3更好地防止了PC / ABS共混物在高速加工过程中的热降解。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。与其他稳定剂相比，S3更好地防止了PC / ABS共混物在高速加工过程中的热降解。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。对以1000 rpm的螺杆速度进行20 sec制备的共混物的机械性能的表征表明，断裂伸长率从加工前的148％降至S1的63％，S2的108％和S3的131％，而拉伸优势仅显示出轻微变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，随着螺杆速度和混合时间的增加，分散相的尺寸分布减小。共混物的界面张力随混合速率的增加而降低，而随混合时间的增加却没有显示出明显的变化。