كيف تؤثر التركيزات المختلفة لمادة PC Masterbatch على خواص المركبات؟

تتمثل إحدى مزايا تقنية الملء بالماسترباتش في إمكانية تحضير رقاقة ماستر عالية التركيز وسهولة تنظيمها والتحكم فيها في عملية التحضير. تم تحضير مركبات الانتشار الضوئي بتركيزات مختلفة من الماسترباتش الرئيسية، وتمت دراسة تأثيراتها على الخواص البصرية للمركبات. في هذا الفصل، تم استخدام KMP590 بحجم الجسيمات 2.2 ميكرومتر كمادة مالئة للكمبيوتر، وتم تحضير رقاقة رئيسية بتركيزات مختلفة (20wt%، 30wt%، 50wt%) ومقارنتها مع الرقاقة الرئيسية التي تبلغ 10wt% (الفصل 2). يتم الحصول على مواد ناشر الضوء بنفس المحتوى من عامل نشر الضوء عن طريق التركيب مع PC، على التوالي، ويتم دراسة الخواص البصرية والانحرافات التجريبية المتكررة للمواد.

4.1 المواد الخام التجريبية.
يوضح الجدول 4.1 الكواشف الكيميائية اللازمة في التجربة.

الجدول4.1 المواد والكواشف

الجدول 4.2 الأدوات والمعدات

4.3 طريقة تحضير العينة.

4.3.1 تحضير ماستر الانتشار الضوئي بتركيزات مختلفة.
تم وزن مكونات المواد الخام بدقة وفقًا للنسبة المئوية الرئيسية للصيغة في الجدول 4.3. بعد الخلط بالتساوي، أضيفت المواد الخام في آلة البثق المزدوجة اللولب وتم تبريدها وتحبيبها بعد البثق لتحضير رقاقة ماستر الانتشار الضوئي (MKMP590). تم ضبط درجة حرارة الطارد على النحو التالي: المنطقة 1 230 درجة مئوية، والمنطقة 2 250 درجة مئوية، والمنطقة 3 250 درجة مئوية، والمنطقة 4 250 درجة مئوية، والمنطقة 5 260 درجة مئوية.
، ودرجة حرارة المنطقة السادسة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة السابعة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة القالب 260 درجة مئوية، وسرعة الدوران 80-500 لفة/الدقيقة.

الجدول 4.3 MKMP590 الصيغة التجريبية

تحضير عينات مركب الانتشار الضوئي 4.3.2KMP590 وفقًا للجدول.

يتم ترجيح مكونات المواد الخام وفقًا للنسبة المئوية للوزن في الصيغة الواردة في الجدول 4.4. يتم خلط البولي كربونات بالكامل مع رقاقة الانتشار الضوئي الرئيسية ثم تضاف إلى الطارد ثنائي اللولب لتحضير جسيمات مركب الانتشار الضوئي (PC-MYKMP590-X، X هو محتوى الانتشار الضوئي، Y هو محتوى الانتشار الضوئي في الرقاقة الرئيسية). يتم ضبط درجة حرارة الطارد على النحو التالي: درجة حرارة المنطقة 1 230 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 2 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 3 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 4 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 5 260 درجة مئوية. درجة حرارة المنطقة السادسة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة السابعة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة القالب 260 درجة مئوية، وسرعة الدوران 80-500 لفة/الدقيقة. يتم تجفيف الجسيمات ثم حقنها في خط اختباري على ماكينة القولبة بالحقن. يتم ضبط درجة حرارة ماكينة التشكيل بالحقن على النحو التالي: درجة حرارة المنطقة الأولى 335 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الثانية 350 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الثالثة 350 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الرابعة 355 درجة مئوية.

4.4 الاختبار والتوصيف.

4.4.1 تركيزات مختلفة من رقعة الانتشار الضوئي الرئيسية.
1) تحديد المخلفات المحترقة.
قم بوزن كمية معينة من رقاقة ماستر الانتشار الضوئي بدقة، ثم ضعها في صندوق مقاومة، واحرقها عند درجة حرارة 600 درجة مئوية لمدة 4 ساعات ثم أخرج الوزن، وذلك لتحديد بقايا الاحتراق.

المحتوى الفعلي = الكمية بعد الحرق / الكمية قبل الحرق * 100%

4.4.4.2KMP590 مادة مركبة لنشر الضوء.
1. اختبار بصري.
باستخدام جهاز اختبار نفاذية الضوء/اختبار نفاذية الضوء (EEL57D)، وفقًا لاختبار GB/T0-2008، يكون حجم العينة 50 مم * 50 مم * 50 مم * 2 مم، والصيغة هي 2-1. 2-2

2. اختبار الخواص الميكانيكية.
يتم اختبار أداء السحب للعينة وفقًا لمعيار ISO527-2، وحجم العينة 170*10*4 مم، وسرعة السحب 50 مم في الدقيقة؛ باستخدام جهاز اختبار الصدمات (شركة زويك للمعدات المحدودة)، يتم اختبار أداء الصدمات وفقًا لمعيار ISO180، وحجم العينة 80*10*4 مم، ودرجة حرارة الاختبار 23 درجة مئوية، والرطوبة النسبية 50%.

3. توصيف البنية المجهرية.
من الصعب تخطيط تشتت ناشر الاختلافات الضوئية في مصفوفة الكمبيوتر الشخصي بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). أولاً، يتم تجميد الشريحة في النيتروجين السائل لمدة 5 دقائق تقريبًا، ثم يتم كسرها يدويًا، ويتم قطع المقطع العرضي ولصقه على الشريحة الزجاجية، ويتم رش الذهب للمراقبة.

4.5 النتائج والمناقشة.
4.5.1 نتائج اختبار ماستر الانتشار الضوئي بتركيزات مختلفة.
وترد في الجدول 4.5 البيانات التجريبية المتبقية المحترقة لمادة الانتشار الضوئي الرئيسية المحضرة في الجدول 4.5. لذلك، يمكن أن نرى من البيانات الواردة في الجدول أن فقدان ناشر الضوء في التركيز العالي لمادة الانتشار الضوئي الرئيسية أكبر، ومحتويات ناشر الضوء في M20KMP M30KMP، و M50KMP ماستر الانتشار الضوئي هي 19.72wt%، و29.68wt%، و48.46wt%، على التوالي، بحيث يكون محتوى ناشر الضوء في مادة الانتشار الضوئي للكمبيوتر الشخصي أكثر دقة.

4.5.5.2KMP590 الخواص البصرية لمركبات الانتشار الضوئي.

أُضيفت التركيزات الثلاثة المذكورة أعلاه من الرقاقة الرئيسية إلى PC للحصول على مركبات الانتشار الضوئي، وكررت التجربة ثلاث مرات، وأصبح محتوى ناشر الضوء في العينة النهائية 1.2 بالوزن. يوضح الشكل 4.1 بيانات الاختبار البصري لمركبات انتشار الضوء.

 4.1 يوضح التغير في نفاذية الضوء لمركبات الانتشار الضوئي المملوءة بالكمبيوتر الشخصي مع تركيزات الرقعة الرئيسية للانتشار الضوئي. يوضح الشكل 4.2 التغير الضبابي لمركبات الانتشار الضوئي المملوءة بالكمبيوتر الشخصي بتركيزات مختلفة من رقعة ماستر انتشار الضوء. كما يتبين من الشكل، بعد إضافة ناشر الضوء، يمكن أن تصل نفاذية الضوء للمركبات إلى أكثر من 50%، ويمكن أن يصل الضباب إلى أكثر من 85%. ووفقًا للبيانات التجريبية المتكررة، فإن انحراف البيانات التجريبية المتكررة للمركبات المحضرة بطريقة الماسترباتش صغير، والعملية مستقرة نسبيًا، ويتراوح الانحراف المعياري بين 0.311% و2.132%.

مع زيادة تركيز الماسترباتش الرئيسي، تزداد نفاذية الضوء للمركبات بنفس محتوى انتشار الضوء ويقل الضباب، وهو ما يتوافق مع البيانات التجريبية المتبقية من حرق الماسترباتش الرئيسي. تزداد كمية ناشر الضوء المفقودة في عملية تحضير رقاقة ماستر انتشار الضوء مع زيادة تركيز الرقاقة الرئيسية، وكلما زاد تركيز الرقاقة الرئيسية، زاد فقدان المسحوق في عملية التحضير، وبالتالي فإن كمية عامل مراقبة الفاكهة المفقودة بواسطة 50% هي الأكثر. تتميز المركبات المحضرة بنفاذية ضوئية عالية وضبابية منخفضة، وهو ما يشبه ما ورد في الأدبيات.

4.5.3 تحليل الخواص الميكانيكية لمركبات الانتشار الضوئي KMP590.

1) تحليل خواص الشد.
يوضح الشكل 4.3 التغير في قوة الشد لمركبات الانتشار الضوئي KMP590 المحضرة بتركيزات مختلفة من المادة الرئيسية. كما يتضح من الشكل، مع إضافة ناشر الضوء، لا يوجد تغير واضح في قوة الشد للمركبات، ولا يوجد فرق كبير بين المركب والكمبيوتر الشخصي النقي، وهو ما يشبه ما ورد في الأدبيات.

2) تحليل أداء التأثير.
يوضح الشكل 4. 4 يوضح التغير في قوة تأثير المركبات بعد ملء مركب PC بتركيزات مختلفة من ماستر الانتشار الضوئي. كما يتبين من الشكل، بعد إضافة رقعة الانتشار الضوئي الرئيسية، يكون تأثير الناشر الضوئي ضئيلًا على قوة تأثير المادة، وتكون خاصية تأثير المركب مع الانتشار الضوئي مماثلة لخاصية تأثير PC النقي، على غرار ما هو موجود في الأدبيات.

4.5.4. KMP590 تحليل صور مركبات الانتشار الضوئي بالكمبيوتر KMP590 SEM.
يوضح الشكل 4.5 صور SEM لمركبات الانتشار الضوئي KMP590 المحضرة بتركيزات مختلفة من أ _ (بوت) 20wt%؛ بازاف 30wt% وCRAV 50wt% ماسترباتش. يمكن أن نرى من الشكل أنه يمكن تحضير المركبات ذات التركيز العالي من الماسترباتش الرئيسي بواسطة طريقة الملء بالماسترباتش؛ بغض النظر عن المركبات المحضرة بواسطة ماسترباتش ماستر بتركيز منخفض أو ماستر بتركيز عالٍ PC/MkMP590-1.2، فإن جسيمات الانتشار الضوئي منتشرة بشكل موحد في المركبات بحيث تكون المواد ذات خصائص بصرية جيدة، وهو ما يشبه ما هو موجود في الأدبيات.

4.5.5.5KMP590 تحليل الخواص الحرارية لمركبات الانتشار البصري

دُرست الديناميكا الحرارية للعينة بواسطة مسعر المسح التفاضلي TA DSC 822. تم تسخين كمية العينة 8 ~ 10 ملجم إلى 600 كلفن بمعدل تسخين 10 كلفن/دقيقة، وتم التخلص من تاريخ الحرارة بدرجة حرارة ثابتة 5 دقائق، ثم تم تبريدها إلى الغرفة بسرعة 10 كلفن/دقيقة، وتم تسجيل التغير في الإنثالبي أثناء عملية التبريد.

يوضح الشكل 4.6 منحنى التبلور غير الحراري لمركبات الانتشار الضوئي. يمكن أن نرى من الرسم البياني أن درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg) للبلاستيك تتناقص مع إضافة عامل الانتشار الضوئي، وهو ما يشبه ما ورد في الأدبيات. ونظرًا لأن جزيئات عامل الانتشار الضوئي تساهم في حركة أجزاء السلسلة الجزيئية لجزيئات PC، تنخفض درجة حرارة الانتقال الزجاجي.

4.6 ملخص هذا الفصل.
في هذا الفصل، تم تحضير مركبات الانتشار الضوئي بتركيزات مختلفة من الرقاقات الرئيسية باستخدام طريقة إضافة الرقاقات الرئيسية ثنائية اللولب، وتمت دراسة خواصها من خلال مقارنة خواص المركبات المحضرة بتركيزات مختلفة من الرقاقات الرئيسية. تم الحصول على الاستنتاجات التالية:

1. ثلاثة تركيزات من مركبات الانتشار الضوئي الرئيسية (أ) المحضرة من المواد الخام PC وKMP590. تم تحضير مركبات الانتشار الضوئي على التوالي. نتيجة لإضافة ناشر الضوء، انخفضت نفاذية الضوء للمركبات وزاد الضباب. مقارنةً ببيانات الانحراف التجريبي المتكرر لمواد الانتشار الضوئي KMP590 المحضرة بواسطة رقاقة رئيسية 10wt% (الفصل الثاني)، كانت عملية مركبات الانتشار الضوئي المحضرة بواسطة رقاقة رئيسية بهذا التركيز مستقرة، وكان الانحراف المعياري بين 0.311% و2.132%.

2. من خلال تجربة بقايا حرق الرقاقة الرئيسية تبين أن كمية الفاكهة المفقودة أثناء تحضير رقاقة ماستر الانتشار الضوئي بتركيز 50wt% كانت أكثر من تلك الموجودة في 20wt% و30wt% و10wt% (الفصل 2).

3. من خلال تحليل صورة SEM لمركبات الانتشار الضوئي المحضرة بتركيزات مختلفة من الماسترباتش (20wt%، 30wt%، 50wt%).
في تحضير المواد المركبة بتركيز ماستر باتش و10wt% ماستر باتش (الفصل 2)، يكون تشتت جزيئات عامل الانتشار الضوئي منتظمًا نسبيًا.

من خلال تحليل الخواص الميكانيكية لمركبات الانتشار الضوئي المحضرة بتركيزات مختلفة من الماسترباتش الضوئي، استنتج أن قوة الشد وقوة الصدمات للمركبات تتغير قليلاً مع إضافة KMP590.

5. من خلال تحليل الخواص الميكانيكية لمركبات الانتشار الضوئي المحضرة بتركيزات مختلفة من الرقعة الرئيسية، وجد أن Tg (درجة حرارة الانتقال الزجاجي) للبلاستيك تنخفض مع إضافة ناشر الضوء. ونظرًا لأن جزيئات عامل الانتشار الضوئي تساهم في حركة جزء السلسلة الجزيئية لجزيئات PC، مما يؤدي إلى انخفاض Tg، يمكن ملاحظة أن PC المملوء بتركيزات مختلفة من الماسترباتش له انتشار وتشتت ضوئي موحد، وأداء المركب جيد، والعملية مستقرة، وخطأ التجارب المتكررة صغير. تم اعتماد طريقة الماسترباتش لتجنب غبار المسحوق وجعل عملية الإنتاج أكثر صداقة للبيئة.