كيف تؤثر تقنية المعالجة على خصائص مركبات البولي كربونات؟

التكنولوجيا المركبة هي تقنية مهمة تم تطويرها في مجال تعديل البوليمر في السنوات الأخيرة. سيكون لإضافة ناشر الضوء إلى مصفوفة البوليمر من خلال عمليات المعالجة المختلفة تأثير على خصائص المواد. وبالإضافة إلى ذلك، في الإنتاج الفعلي، من الواضح أن التكلفة ستزداد بشكل كبير باستخدام طريقة الإضافة المباشرة لتحضير المركبات. ولذلك، فإن دراسة تأثيرات عمليات المعالجة المختلفة على خواص المركبات يمكن أن تحقق الغرض من تحسين خواص المواد وتقليل التكلفة. في هذه الورقة البحثية، تم استخدام KMP590 بحجم جسيمات 2.2 ميكرومتر كمادة مالئة للكمبيوتر، وتمت دراسة تأثيرات عمليات المعالجة المختلفة على الخواص البصرية والشكل الدقيق للمركبات من خلال تغيير عمليات المعالجة المختلفة ومقارنتها بطريقة اللولب المزدوج الرئيسي.

3.1 المواد والمعدات التجريبية

3.2 الأدوات والمعدات

فرن حراري كهربائي، آلة بثق ثنائية اللولب، آلة تحبيب البلاستيك، آلة قولبة حقن البلاستيك، جهاز اختبار نفاذية الضوء/اختبار الضباب، آلة بثق أحادية اللولب، مطحنة، ميزان تحليلي كهربائي بصري

2 تحضير العينة

طريقة الإضافة المباشرة: ضع مباشرة خليط الكمبيوتر الشخصي وموزع الصور في الطارد المزدوج اللولب لتحضير الجسيمات (PC-kmp590-d-x، PC-kmp590-ti-d-x، X هو محتوى موزع الصور المضاف، محتوى Tio2 لم يتغير، فهو 0.05% طوال الوقت، عملية البثق، درجة حرارة منطقة واحدة هي 210 درجة مئوية، ودرجة حرارة منطقتين هي 230 درجة مئوية، ودرجة حرارة ثلاث مناطق هي 240 درجة مئوية، ودرجة حرارة أربع مناطق هي 240 درجة مئوية، ودرجة حرارة خمس مناطق هي 240 درجة مئوية

240 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 6 240 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة 7 250 درجة مئوية، وسرعة الدوران 100-500 دورة/الدقيقة. بعد تجفيف الجسيمات، يتم اختبار عملية الحقن على ماكينة القولبة بالحقن. يتم ضبط درجة حرارة ماكينة القولبة بالحقن على 315 درجة مئوية في المنطقة 1، و320 درجة مئوية في المنطقة 2، و320 درجة مئوية في المنطقة 3، و325 درجة مئوية في المنطقة 4. بعد اكتمال عملية التشكيل بالحقن، يتم اختبار أداء الشريحة.

طريقة ماسترباتش أحادية اللولب: وزن كل تركيبة مادة خام بدقة وفقًا لنسبة الوزن، بعد خلط البولي كربونات والماستر القابل للانتشار الضوئي (1:10) بالكامل، وإضافة الخلاط، والخلط لمدة 8 دقائق، والتبريد، والسحق بالكسارة لتحضير ماستر ماستر قابل للانتشار الضوئي MKMP590، يتم ضبط الخلاط الداخلي على درجة حرارة 230 درجة مئوية في المنطقة الأولى، و240 درجة مئوية في المنطقة الثانية، و250 درجة مئوية في المنطقة الثالثة. تم تحضير جسيمات مركب PC-MKMP590-X المركب PC-MKMP590-X عن طريق خلط البولي كربونات والماسترباتش الرئيسي الخفيف القابل للانتشار في آلة البثق أحادية اللولب. تم ضبط درجة حرارة الطارد على 230 درجة مئوية في 41 منطقة، ودرجة حرارة المنطقة الثانية 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الثالثة 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الرابعة 250 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة الخامسة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة السادسة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة المنطقة السابعة 260 درجة مئوية، ودرجة حرارة رأس القالب 260 درجة مئوية، وسرعة الدوران 80-500 دورة/الدقيقة. بعد تجفيف الجسيمات، يتم حقنها في آلة التشكيل بالحقن لتشكيل شريط عينة الاختبار. يتم ضبط درجة حرارة ماكينة القولبة بالحقن على 335 درجة مئوية في المنطقة 1، و350 درجة مئوية في المنطقة 2، و350 درجة مئوية في المنطقة 3، و355 درجة مئوية في المنطقة 4. بعد اكتمال قولبة الحقن، يتم اختبار أداء الشريط المغزلي.

الجدول 3.3 الصيغة التجريبية لمركب PC/KMP590 المركب

3.3 الاختبار والتوصيف.
1. اختبار بصري.
باستخدام جهاز اختبار نفاذية الضوء/الاختبار (EEL57D، شركة شنغهاي للأدوات الدقيقة المحدودة)، الاختبار وفقًا للمعيار GB/T0-2008، حجم العينة 50 مم × 50 مم × 2 مم، انظر الصيغة 2-1 ~ 2-2.

2. توصيف البنية المجهرية.
لوحظ سلوك تشتت عامل الانتشار الضوئي في مصفوفة PC بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح. تم تبريد الشرائح في نيتروجين سائل لمدة 5 دقائق تقريبًا، ثم تم إخمادها يدويًا، وتم قطع المقطع العرضي ولصقه على شرائح زجاجية، ثم لوحظ بعد رش الذهب.

3. اختبار بقايا الحرق

وزن كمية معينة من رقاقة ماستر الانتشار الضوئي بدقة، ثم توضع في فرن المقاومة من النوع الصندوقي، وتحترق عند درجة حرارة 600 درجة مئوية لمدة 4 ساعات بعد أخذ الوزن الخارجي، وبالتالي تحديد بقايا الاحتراق.

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

4. تحليل الانحراف.
يمكن تقسيم انحراف البيانات العامة إلى انحراف متوسط وانحراف معياري. ويُعرف الانحراف المتوسط أيضاً باسم انحراف المتوسط الحسابي، ويكون تعبيره على النحو التالي:

في الصيغة، D هي متوسط الانحراف، و x هي قيمة أي نتائج مقيسة، و x هي متوسط قيمة N نتائج مقيسة. من السهل استخدام متوسط الانحراف للتعبير عن الدقة، لكن الانحراف الكبير لا يمكن أن يحصل على استجابة مناسبة.

يعتبر الانحراف المعياري أكثر حساسية من متوسط الانحراف ليعكس وجود انحراف كبير، لذلك يمكن أن يعكس دقة القياس بشكل أفضل:

في المعادلة، S هي الانحراف المعياري، و x هي قيمة أي نتائج قياس، و x هي متوسط قيمة N للقياسات.

3.4 النتائج والمناقشة

3.4.1 الجدول 3.4 البيانات التجريبية للبقايا المكلسة الرئيسية

الجدول 3-4 البيانات التجريبية من بقايا الاشتعال من ماسترباتش الناشر الضوئي المحضرة بواسطة الخلاط الداخلي. كما يتبين من الرسم البياني، فإن النسبة الفعلية لناشر الضوء في رقاقة ماستر ناشر الضوء قريبة من النسبة النظرية (نطاق الخطأ أقل من 0.6%). يبلغ محتوى الناشر الضوئي في الدُفعة الرئيسية MKMP590 9.51 بالوزن %، مما يجعل محتوى الناشر الضوئي في ناشر الضوء في ناشر الضوء في ناشر الضوء في الكمبيوتر الشخصي أكثر دقة.

تحليل الخواص البصرية لمركبات الانتشار الضوئي 3.4.2

الشكل 3.1 والشكل 3.2 والشكل 3.3 والشكل 3.3 والشكل 3.4 هي تحليل النفاذية والضباب لمركب الانتشار الضوئي KMP590، KMP590/Tio2 المحضر بطريقة الإضافة المباشرة.

يوضح الشكل 3.3 أن تنخفض نفاذية المركب مع زيادة محتوى KMP590. عندما يكون المحتوى من KMP590 2.0%، تكون النفاذية 55.4%. يتراوح متوسط الانحراف للتجارب المتكررة بين 2.467% و3.789%، ويتراوح الانحراف المعياري من 3.504% إلى 4.526%. كما يتضح من الشكل 3.4، مع زيادة محتوى KMP590، يزداد ضباب المركب. عندما يصل محتوى KMP590 إلى 2.0%، يكون الضباب 90.8%، ويتراوح متوسط الانحراف للتجارب المتكررة بين 2.072% و3.453%، ويتراوح الانحراف المعياري من 3.204% إلى 4.532. أظهرت البيانات التجريبية المتكررة أن عملية الإضافة المباشرة كانت غير مستقرة، وكان انحراف عدد التكرار كبيرًا، وكان متوسط الانحراف والانحراف المعياري أكبر بكثير من عملية الماسترباتش المزدوجة اللولب اللولبية، والذي كان حوالي 2.00% أكثر.

يوضح الشكلان 3-5 و3-6 ما يلي تحليل النفاذية والضبابية للمركب المنتشر ضوئيًا المحضر بطريقة اللولب الرئيسي الأحادي اللولب

كما هو موضح في الشكل 3.5مع زيادة محتوى KMP590، تنخفض نفاذية الضوء للمركب مع زيادة محتوى KMP590. عندما يصل محتوى KMP590 إلى 2.0%، تكون نفاذية الضوء 54.9%. متوسط الانحراف للتجارب المتكررة هو 0.817%-2.789%، والانحراف المعياري هو 0.992%-3.542%. كما يتضح من الشكل 3.6، مع زيادة محتوى KMP590، يزداد ضباب المركب. عندما يصل محتوى KMP590 إلى 2.0%، يكون الضباب 91.8%. يبلغ متوسط الانحراف للتجارب المتكررة 0.887% 1.241%، والانحراف المعياري 1.064% 1.741%. تُظهر البيانات التجريبية المتكررة أن ثبات العملية لطريقة المعالجة بالرقعة الرئيسية أحادية اللولب اللولبي جيدة، ومتوسط الانحراف والانحراف المعياري للبيانات المتكررة أسوأ قليلاً من طريقة معالجة الرقعة الرئيسية ثنائية اللولب اللولبي المزدوج، والتي تزيد بنحو 1.00% عن طريقة معالجة الرقعة الرئيسية ثنائية اللولب اللولب.

3.4.3 تحليل صور SEM لمركبات الانتشار الضوئي.
يعد تشتت الناشر الضوئي بشكل موحد في مصفوفة الكمبيوتر الشخصي أحد العوامل المهمة التي تؤثر على الخواص البصرية لمركبات الكمبيوتر الشخصي. تم تحليل صور SEM لمركبات الانتشار الضوئي المحضرة بعمليات معالجة مختلفة.

يظهر المقطع العرضي للمقطع العرضي للمركبات المحضرة بعمليات معالجة مختلفة في الشكل 3.6. يمكن أن نرى من الشكل أن عامل الانتشار الضوئي مشتت بشكل موحد في مصفوفة PC وشكل عامل الانتشار الضوئي يبقى سليماً عندما يتم تركيب المادة الرئيسية المحضرة بآلية الخلط الكثيف مع PC، بينما تُظهر صورة SEM للمركب المحضر بطريقة الإضافة المباشرة أن عامل الانتشار الضوئي غير مشتت بشكل جيد في مصفوفة PC، وأن عامل الانتشار الضوئي لديه ظاهرة تكتل، وهو ما يشبه ما هو موجود في الأدبيات.

3.5 ملخص هذا الفصل.
في هذا الفصل، تمت مناقشة تأثيرات عمليات المعالجة المختلفة على خواص المركبات، حيث تمت دراسة الخواص البصرية واستقرار العملية للأنواع الثلاثة من المركبات بطريقة الإضافة المباشرة، وطريقة اللولب الرئيسي الأحادي اللولب، وطريقة اللولب الرئيسي المزدوج.

1. بالنسبة لمركبات الانتشار الضوئي المحضرة بطريقة الإضافة المباشرةمع زيادة جرعة الانتشار الضوئي، انخفضت نفاذية الضوء للمركبات إلى 56.5%، وزاد الضباب إلى 90.2%. من البيانات التجريبية المتكررة، فإن عملية الإضافة المباشرة غير مستقرة للغاية، وانحراف البيانات كبير. يتراوح الانحراف المعياري بين 2.509% و4.532%. من خلال تحليل SEM للمركبات، وجد أن عامل الانتشار الضوئي ليس مشتتًا جيدًا في مصفوفة PC، وهناك ظاهرة تكتل.

2. وانخفضت نفاذية الضوء للمركبات إلى 54.9% وزاد الضباب إلى 91.8% مع زيادة جرعة انتشار الضوء، وكان استقرار العملية للمركبات بطريقة الماسترباتش أحادية اللولب جيدًا، وكان الانحراف المعياري بين 0.922% و3.542%. من خلال تحليل SEM للمركبات، وجد أن تشتت ناشر الضوء في مصفوفة PC كان جيدًا، وكان شكل ناشر الضوء جيدًا، ولم يكن هناك تكتل.

بالمقارنة مع المادة المركبة المحضرة بطريقة الدُفعة الرئيسية ثنائية اللولب اللولبي المزدوج، يتراوح الانحراف المعياري للتجربة المتكررة لطريقة الملء بالدُفعة الرئيسية ثنائية اللولب بين 0.265% و2.469%، والانحراف المعياري لطريقة الملء بالدُفعة الرئيسية أحادية اللولب بين 0.992% و3.542%، والانحراف المعياري للطريقة المباشرة بين 2.509% و4.532%. وأخيرًا، يُستنتج أنه من بين عمليات المعالجة الثلاث، فإن انحراف طريقة التعبئة بالدُفعة الرئيسية ثنائية اللولب هو الأصغر والعملية هي الأكثر استقرارًا.