田征宇，董相茂，劉賢文

(上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司上海市工程塑料功能化工程技術研究中心， 上海 201714)

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扁平玻纖增強無鹵阻燃PC性能的研究

田征宇，董相茂，劉賢文

(上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司上海市工程塑料功能化工程技術研究中心， 上海 201714)

研究了扁平玻纖對PC材料的力學性能、加工性能、阻燃性能及外貌的影響，并與非扁平玻纖比較，考察其性能和外貌上的差異。

無鹵阻燃； 增強PC； 扁平玻纖

0　前言

聚碳酸酯(PC)是一種無臭、無味、無色、無毒、透明的非結(jié)晶型熱塑性工程塑料，具有綜合均衡的力學性能、熱性能及電性能，尤其是抗沖擊韌性優(yōu)異，蠕變性又相當小，尺寸穩(wěn)定性好[1]。PC的耐熱性較好，可在-60～120 ℃下長期使用，熱變形溫度130～140 ℃，熱分解溫度大于310 ℃。PC屬自熄性樹脂[2]。

增強PC具有優(yōu)異的剛性，良好的尺寸穩(wěn)定性，廣泛應用于低壓電器，辦公設備等領域[3]。隨著終端用戶對電子產(chǎn)品輕薄化的需求，需要對其外殼材料輕量化，使用薄壁的塑膠外殼[4]。這對塑膠材料提出更高的要求：高剛性、高阻燃性及高流動性[5-6]。筆者研究了扁平玻纖和普通玻纖對無鹵阻燃PC材料性能的影響，并根據(jù)需要將玻纖的質(zhì)量分數(shù)最高達50%。

1　實驗

1.1原料

普通玻纖T 422，泰山玻璃纖維有限公司；

扁平玻纖T 346，泰山玻璃纖維有限公司；

丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(MBS)M-711，鐘淵化學工業(yè)株式會社；

雙酚A-雙二苯基磷酸酯江蘇雅克化工股份有限公司；

聚乙烯蠟A-C 316A霍尼韋爾；

其他助劑進口。

通過對4k網(wǎng)絡優(yōu)點的分析，對市場上的相關設備進行了充分的調(diào)查和了解。在進行設備的選擇過程中，應當以市場上的設備類型和電視臺的實際需要進行選擇。電視臺對4k背包的選擇采取了橫向評價的方法以及系統(tǒng)的評價進行設計和開發(fā)，經(jīng)過不斷的篩選和測試，并且經(jīng)過不斷的論證，最終確定以色列生產(chǎn)的LiveU4k采訪專用背包，這種背包具有極強的抗干擾能力，能有效應對惡劣的環(huán)境，保證視頻信號傳輸?shù)馁|(zhì)量不受到環(huán)境的影響。

1.2儀器與設備

雙螺桿擠出機TSE-35A，南京科亞橡塑機械有限公司；

注塑機CJ 83M3V，震德塑料有限公司。

2　結(jié)果與討論

采用無鹵阻燃體系，以扁平玻纖為增強材料，綜合評價該體系的各項性能。

扁平玻纖和普通玻纖的主要差異在玻纖直徑的異形比，如表1所示。

表1　扁平玻纖和普通玻纖的性能參數(shù)

扁平玻纖和普通玻纖的形貌,如圖1所示。

扁平玻纖

普通玻纖

2.1玻纖的質(zhì)量分數(shù)對PC力學性能的影響

首先研究無鹵阻燃增強PC體系中扁平玻纖的質(zhì)量分數(shù)對材料力學性能的影響。增加玻纖的質(zhì)量分數(shù)對缺口沖擊強度影響較小，數(shù)據(jù)比較接近，主要反映在對無缺口沖擊強度和剛性的影響。圖2為玻纖的質(zhì)量分數(shù)對沖擊強度的影響；圖3為玻纖的質(zhì)量分數(shù)對彎曲模量的影響。當玻纖的質(zhì)量分數(shù)由10%增加到50%時，無缺口沖擊強度下降約40%；同時由于玻纖的質(zhì)量分數(shù)增加，材料的彎曲強度和彎曲模量逐漸提高，材料的彎曲模量最高接近14 000 MPa。

圖2　玻纖的質(zhì)量分數(shù)對沖擊強度的影響

圖3　玻纖的質(zhì)量分數(shù)對彎曲模量的影響

2.2玻纖的質(zhì)量分數(shù)對PC阻燃性能的影響

評估了1.6 mm狀態(tài)下材料的阻燃性能：使用扁平玻纖和普通玻纖增強的材料，在相同的阻燃體系下都可以達到UL 94 V-0等級。為了比較普通玻纖和扁平玻纖對阻燃性能的影響，對比了燃燒時間的差異，如圖4所示。由圖4可知：使用扁平玻纖增強的PC可以縮短PC樣條的燃燒時間，阻燃性能更好，并隨著玻纖的質(zhì)量分數(shù)升高，阻燃效果更明顯。

圖4　玻纖的質(zhì)量分數(shù)對阻燃性能的影響

2.3玻纖的質(zhì)量分數(shù)對PC尺寸穩(wěn)定性的影響

通過測試材料在流動方向的收縮率，以評價材料的尺寸穩(wěn)定性。樣條的尺寸為2 mm×50 mm×200 mm，其中200 mm為流動方向,其收縮率的測試結(jié)果如圖5所示。 由圖5可知：扁平玻纖增強的PC在流動方向的收縮率相對較小，可以保持較好的尺寸穩(wěn)定性。

圖5　玻纖的質(zhì)量分數(shù)對尺寸穩(wěn)定性的影響

2.4玻纖的質(zhì)量分數(shù)對PC加工性能的影響

為了對比不同玻纖對材料流動性能的影響，按照表2中配方制作樣條，并測試其熔融指數(shù)。

表2　不同玻纖對PC流動性的影響

從熔融指數(shù)來看，不管非阻燃體系或阻燃體系，使用扁平玻纖增強PC的熔融指數(shù)都稍高。由于熔融指數(shù)是在壓力較低的情況下測試的，為了進一步表征材料的加工性能，在相同工藝下制作0.8 mm的樣條，模擬其在注塑時的真實狀態(tài)，其結(jié)果如表3所示。由表3可知：在注塑過程中扁平玻纖增強的PC材料具有較好的加工性能，在成型大型制件或薄壁制件時更具優(yōu)勢。

表3　兩種注塑工藝下流動長度的對比

注：注塑工藝Ⅰ壓力65%，速率65%；注塑工藝Ⅱ壓力45%，速率45%

3　結(jié)語

對比了扁平玻纖和普通玻纖對無鹵阻燃PC材料性能的影響。

(1) 扁平玻纖增強無鹵阻燃PC的模量接近15 000 MPa，而普通玻纖增強無鹵阻燃PC的模量約13 000 MPa，扁平玻纖對PC材料沖擊強度的保持率相對較好，因此，成型薄壁制件時可保持較高的剛性和韌性。

(2) 在相同的阻燃體系下，扁平玻纖可以提高PC材料的阻燃性能，減少樣條的燃燒時間。

(3) 扁平玻纖增強PC材料的加工性能和外貌比普通玻纖增強PC材料的好，尺寸穩(wěn)定性也較好，適合成型薄壁產(chǎn)品。

[1]李復生, 殷金柱, 魏東煒, 等. 聚碳酸酯應用與合成工藝進展[J]. 化工進展, 2002, 21(6): 395-398.

[2]徐晶晶,郭紅革．聚碳酸酯樹脂的改性研究[J]．現(xiàn)代塑料加工應用，2015，27(3)：26-29．

[3]曾曉強, 曹長林, 陳昌禧, 等. 強韌化 PBT/PC 共混物的制備與性能[J]. 中國塑料, 2015, 29(4): 82-86.

[4]馮美斌. 汽車輕量化技術中新材料的發(fā)展及應用[J]. 汽車工程, 2006, 28(3): 213-220.

[5]于建, 馬澤仁, 凌學良, 等. 高流動性 PC/ABS 合金形成過程中的相形態(tài)演變與性能研究[J]. 塑料, 2007, 36(6): 1-4.

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Study on the Properties of Flat Glass Fiber Reinforced Halogen-Free Flame Retardant Polycarbonate

TIAN Zheng-yu, DONG Xiang-mao, LIU Xian-wen

(Shanghai Engineering Research Center for Functionalization of Engineering Plastics,Shanghai Kingfa Science & Technology Co., Ltd., Shanghai 201714, China)

The effect of flat glass on the mechanical properties, processing performance, flame retardant properties and morphology of polycarbonate was investigated, and compared with normal fiber to observe the difference in properties and morphology.

halogen free flame retardant; reinforced polycarbonate; flat glass fiber

田征宇(1979—)，男,工程師,碩士,研究高性能改性PC及PC/ABS合金。

TQ 320.6

A

1009-5993(2016)01-0039-03

2015-11-03)