Wie wirken sich die unterschiedlichen Konzentrationen von PC-Masterbatch auf die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen aus?

Einer der Vorteile der Masterbatch-Fülltechnologie besteht darin, dass sie eine hohe Konzentration an Masterbatch herstellen kann und der Herstellungsprozess leicht zu regulieren und zu kontrollieren ist. Die optischen Diffusionsverbundwerkstoffe wurden mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt, und ihre Auswirkungen auf die optischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe wurden untersucht. In diesem Kapitel wird KMP590 mit einer Partikelgröße von 2,2 um als PC-Füllstoff verwendet, und das Masterbatch in verschiedenen Konzentrationen (20wt%, 30wt%, 50wt%) wird hergestellt und mit dem Masterbatch von 10wt% (Kapitel 2) verglichen. Die Lichtdiffusionsmaterialien mit dem gleichen Gehalt an Lichtdiffusionsmittel werden durch Compoundierung mit PC erhalten, und die optischen Eigenschaften und wiederholten experimentellen Abweichungen der Materialien werden untersucht.

4.1 Experimentelle Rohmaterialien.
Die für den Versuch benötigten chemischen Reagenzien sind in Tabelle 4.1 aufgeführt.

Tabelle4.1 Materialien und Reagenzien

Tabelle 4.2 Instrumente und Ausrüstung

4.3 Verfahren zur Probenvorbereitung.

4.3.1 Herstellung von Photodiffusions-Masterbatch in verschiedenen Konzentrationen.
Die Rohstoffkomponenten wurden entsprechend dem Schlüsselprozentsatz der Formel in Tabelle 4.3 genau abgewogen. Nach gleichmäßigem Mischen wurden die Rohstoffe in einen Doppelschneckenextruder gegeben und nach dem Extrudieren gekühlt und granuliert, um Lichtdiffusions-Masterbatch (MKMP590) herzustellen. Die Temperatur des Extruders wurde wie folgt eingestellt: Zone 1 230 °C, Zone 2 250 °C, Zone 3 250 °C, Zone 4 250 °C, Zone 5 260 °C.
Die Temperatur der sechsten Zone beträgt 260 °C, die Temperatur der siebten Zone beträgt 260 °C, die Temperatur der Matrize beträgt 260 °C, und die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 80-500 U/min.

Tabelle 4.3 MKMP590 Versuchsformel

Herstellung von 4.3.2KMP590-Lichtstreuungs-Verbundproben gemäß der Tabelle.

Die Rohstoffkomponenten werden entsprechend den Gewichtsprozenten der Formel in Tabelle 4.4 gewichtet. Das Polycarbonat wird vollständig mit dem Photodiffusions-Masterbatch gemischt und dann in den Doppelschneckenextruder gegeben, um die Lichtdiffusionsverbundpartikel herzustellen (PC-MYKMP590-X, X ist der Gehalt an Lichtdiffusion, Y ist der Lichtdiffusionsgehalt im Masterbatch). Die Temperatur des Extruders wird wie folgt eingestellt: Zone 1 Temperatur 230C, Zone 2 Temperatur 250°C, Zone 3 Temperatur 250°C, Zone 4 Temperatur 250°C, Zone 5 Temperatur 260C. Die Temperatur der sechsten Zone beträgt 260 °C, die Temperatur der siebten Zone 260 °C, die Temperatur der Düse 260 °C und die Drehgeschwindigkeit 80-500 U/min. Die Partikel werden getrocknet und dann auf der Spritzgießmaschine in eine Testkerbe gespritzt. Die Temperatur der Spritzgießmaschine wird wie folgt eingestellt: die Temperatur der ersten Zone beträgt 335 °C, die Temperatur der zweiten Zone 350 °C, die Temperatur der dritten Zone 350 °C und die Temperatur der vierten Zone 355 °C.

4.4 Prüfung und Charakterisierung.

4.4.1 verschiedene Konzentrationen von Lichtdiffusionsmasterbatch.
1) Bestimmung der Verbrennungsrückstände.
Eine bestimmte Menge Lichtstreuungs-Masterbatch wird genau gewogen, dann in einen Kasten gelegt, bei 600 °C 4 Stunden lang gebrannt und dann das Gewicht entnommen, um den Brennrückstand zu bestimmen.

Tatsächlicher Gehalt = Menge nach der Verbrennung / Menge vor der Verbrennung * 100%

4.4.2KMP590 lichtstreuender Verbundwerkstoff.
1. Optische Prüfung.
Mit dem Lichtdurchlässigkeits-/Haze-Tester (EEL57D), gemäß GB/T0-2008 Test, ist die Probengröße 50mm*50mm*2mm, die Formel ist 2-1. 2-2

2. Prüfung der mechanischen Eigenschaften.
Die Pull-up-Leistung der Probe wird gemäß der Norm ISO527-2 getestet, die Probengröße beträgt 170*10*4mm, die Pull-up-Geschwindigkeit beträgt 50mm Perzentil min; mit dem Schlagprüfgerät (ZWICK Equipment Co., Ltd.) wird die Schlagleistung gemäß der Norm ISO180 durchgeführt, die Probengröße beträgt 80*10*4mm, die Testtemperatur beträgt 23 °C und die relative Luftfeuchtigkeit 50%.

3. Charakterisierung des Mikrogefüges.
Es ist schwierig, die Dispersion des optischen Differenzdiffusors in der PC-Matrix mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) zu planen. Zunächst wird der Spline etwa 5 Minuten lang in flüssigem Stickstoff eingefroren, dann wird er manuell gebrochen, der Querschnitt wird abgeschnitten und auf den Objektträger geklebt, und das Gold wird zur Beobachtung aufgesprüht.

4.5 ergebnisse und diskussion.
4.5.1 Testergebnisse von Photodiffusionsmasterbatch mit verschiedenen Konzentrationen.
Die Verbrennung Rest experimentellen Daten der vorbereiteten Photodiffusion Masterbatch sind in Tabelle 4.5 gezeigt. Daher kann aus den Daten in der Tabelle zu sehen, dass der Verlust von Licht Diffusor in der hohen Konzentration von Licht diffusiven Masterbatch ist größer, und der Inhalt der Licht Diffusor in M20KMP M30KMP und M50KMP Photodiffusion Masterbatch sind 19.72wt%, 29.68wt% bzw. 48.46wt%, so dass der Lichtdiffusor im PC-Photodiffusionsmaterial einen genaueren Inhalt hat.

4.5.2KMP590 Optische Eigenschaften von lichtstreuenden Verbundwerkstoffen.

Die oben genannten drei Konzentrationen von Masterbatch wurden dem PC zugesetzt, um Lichtdiffusionsverbundwerkstoffe zu erhalten. Der Versuch wurde dreimal wiederholt, und der Anteil des Lichtdiffusors in der Endprobe betrug 1,2 Gew.-%. Abbildung 4.1 zeigt die optischen Testdaten der Lichtdiffusionsverbundwerkstoffe.

 4.1 zeigt die Veränderung der Lichtdurchlässigkeit von mit PC gefüllten Lichtdiffusionskompositen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Lichtdiffusions-Masterbatch. Abbildung 4.2 zeigt die Veränderung der Trübung von mit PC gefüllten Photodiffusionskompositen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Lichtdiffusionsmasterbatch. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, kann die Lichtdurchlässigkeit der Komposite nach Zugabe des Lichtdiffusors mehr als 50% und der Nebel mehr als 85% erreichen. Nach den wiederholten experimentellen Daten ist die Abweichung der wiederholten experimentellen Daten von Verbundwerkstoffen, die mit der Masterbatch-Methode hergestellt wurden, gering, und der Prozess ist relativ stabil, und die Standardabweichung liegt zwischen 0,311% und 2,132%.

Mit zunehmender Masterbatch-Konzentration nimmt die Lichtdurchlässigkeit von Verbundwerkstoffen mit gleichem Lichtstreuungsanteil zu und die Trübung nimmt ab, was mit den restlichen experimentellen Daten der Masterbatch-Verbrennung übereinstimmt. Die Menge des Lichtdiffusors, die bei der Herstellung von Lichtdiffusions-Masterbatch verloren geht, nimmt mit der Erhöhung der Masterbatch-Konzentration zu, und je höher die Masterbatch-Konzentration ist, desto mehr Pulver geht bei der Herstellung verloren, so dass die Menge des Fruchtbeobachtungsmittels bei 50%-Masterbatch am größten ist. Die hergestellten Verbundwerkstoffe haben eine hohe Lichtdurchlässigkeit und eine geringe Trübung, die mit der in der Literatur beschriebenen vergleichbar ist.

4.5.3 Analyse der mechanischen Eigenschaften von KMP590 Optical Diffusion Composites.

1) Analyse der Festigkeitseigenschaften.
Abbildung 4.3 zeigt die Veränderung der Zugfestigkeit von KMP590-Fotodiffusionsverbundwerkstoffen, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, weist die Zugfestigkeit des Verbundwerkstoffs durch die Zugabe des Lichtdiffusors keine offensichtliche Veränderung auf, und es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen dem Verbundwerkstoff und reinem PC, was mit den Angaben in der Literatur vergleichbar ist.

2) Analyse der Auswirkungen auf die Leistung.
Abbildung 4. 4 zeigt die Veränderung der Schlagzähigkeit der Verbundwerkstoffe nach dem Füllen von PC mit unterschiedlichen Konzentrationen von Lichtdiffusions-Masterbatch. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, hat der Lichtdiffusions-Masterbatch nach der Zugabe des Lichtdiffusions-Masterbatch nur einen geringen Einfluss auf die Schlagzähigkeit des Materials, und die Schlagzähigkeit des Komposits mit Photodiffusion ist ähnlich wie die von reinem PC, ähnlich wie in der Literatur.

4.5.4. KMP590 SEM-Bildanalyse von Lichtdiffusionsverbundwerkstoffen.
Abbildung 4.5 zeigt die REM-Bilder von KMP590-Photodiffusionskompositen, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von a _ (bot) 20wt%, bazav 30wt% und CRAV 50wt% Masterbatch hergestellt wurden. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Verbundwerkstoffe mit hoher Masterbatch-Konzentration durch die Masterbatch-Füllmethode hergestellt werden können. Unabhängig davon, ob die Verbundwerkstoffe mit Masterbatch niedriger Konzentration oder mit Masterbatch hoher Konzentration (PC/MkMP590-1.2) hergestellt wurden, sind die Lichtdiffusionspartikel gleichmäßig in den Verbundwerkstoffen verteilt, so dass die Materialien gute optische Eigenschaften aufweisen, die denen in der Literatur entsprechen.

4.5.5KMP590 Analyse der thermischen Eigenschaften von optischen Diffusionsverbundwerkstoffen

Die Thermodynamik der Probe wurde mit dem TA DSC 822 Differential Scanning Calorimeter untersucht. Die Probenmenge von 8-10mg wurde mit einer Heizrate von 10K/min auf 600K erhitzt, die Wärmegeschichte wurde durch eine konstante Temperatur von 5min eliminiert und dann mit einer Geschwindigkeit von 10K/min auf den Raum abgekühlt, und die Enthalpieänderung während des Abkühlungsprozesses wurde aufgezeichnet.

Abb. 4.6 zeigt die nicht-isotherme Kristallisationskurve von Photodiffusionsverbundwerkstoffen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Tg (Glasübergangstemperatur) von Kunststoffen mit der Zugabe von Lichtdiffusionsmittel abnimmt, was mit den Angaben in der Literatur übereinstimmt. Da die Partikel des Lichtdiffusionsmittels zur Bewegung der Molekülkettensegmente der PC-Partikel beitragen, sinkt die Tg.

4.6 Zusammenfassung dieses Kapitels.
In diesem Kapitel wurden die Photodiffusions-Verbundwerkstoffe mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch durch die Doppelschnecken-Masterbatch-Zugabe-Methode hergestellt, und ihre Eigenschaften wurden durch den Vergleich der Eigenschaften der Verbundwerkstoffe, die mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden, untersucht. die Wirkung der Masterbatch-Konzentration auf die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe wurde untersucht. Daraus ergeben sich die folgenden Schlussfolgerungen:

1. Drei Konzentrationen von Lichtdiffusions-Masterbatches (a), hergestellt aus PC und KMP590-Rohstoffen. Die Lichtdiffusionskomposite wurden jeweils hergestellt. Durch die Zugabe des Lichtdiffusors nahm die Lichtdurchlässigkeit der Komposite ab und die Trübung zu. Im Vergleich zu den wiederholten experimentellen Abweichungsdaten von KMP590-Lichtstreuungsmaterialien, die mit 10wt%-Masterbatch hergestellt wurden (Kapitel II), war der Prozess der Lichtstreuungsverbundwerkstoffe, die mit dem Masterbatch dieser Konzentration hergestellt wurden, stabil, und die Standardabweichung lag zwischen 0,311% und 2,132%.

2. Durch das Experiment zum Verbrennen von Masterbatch-Rückständen wurde festgestellt, dass die Menge an Früchten, die während der Herstellung von Photodiffusions-Masterbatch mit einer Konzentration von 50wt% verloren ging, größer war als die von 20wt%, 30wt% und 10wt% (Kapitel 2).

3. Durch die SEM-Bildanalyse von Photodiffusionsverbundwerkstoffen, die mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden (20wt%, 30wt%, 50wt%).
Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen mit der Konzentration von Masterbatch und 10wt%-Masterbatch (Kapitel 2) ist die Dispersion der Lichtdiffusionsmittelteilchen relativ gleichmäßig.

Die Analyse der mechanischen Eigenschaften der Fotodiffusionsverbundwerkstoffe, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden, ergab, dass sich die Zugfestigkeit und die Schlagzähigkeit der Verbundwerkstoffe durch den Zusatz von KMP590 nur geringfügig verändern.

5. Die Analyse der mechanischen Eigenschaften von Photodiffusionsverbundwerkstoffen, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden, zeigt, dass die Tg (Glasübergangstemperatur) von Kunststoffen mit der Zugabe von Lichtdiffusionsmitteln sinkt. Da die Partikel des Lichtdiffusionsmittels zur Bewegung des Molekülkettensegments der PC-Partikel beitragen, was zu einer Verringerung der Tg führt, kann man feststellen, dass das mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch gefüllte PC eine gleichmäßige Lichtdiffusion und Dispersion aufweist, die Leistung des Verbundstoffs gut ist, der Prozess stabil ist und der Fehler bei wiederholten Experimenten gering ist. Die Masterbatch-Methode wird eingesetzt, um Pulverstaub zu vermeiden und den Produktionsprozess umweltfreundlicher zu gestalten.