{"id":1113,"date":"2021-10-16T14:46:39","date_gmt":"2021-10-16T06:46:39","guid":{"rendered":"https:\/\/wanda-chemical.com\/?p=1113"},"modified":"2021-10-16T15:06:58","modified_gmt":"2021-10-16T07:06:58","slug":"howre-the-different-concentrations-of-pc-masterbatch-affect-the-properties-of-composites","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wanda-chemical.com\/de\/howre-the-different-concentrations-of-pc-masterbatch-affect-the-properties-of-composites\/","title":{"rendered":"Wie wirken sich die unterschiedlichen Konzentrationen von PC-Masterbatch auf die Eigenschaften von Verbundwerkstoffen aus?"},"content":{"rendered":"

Einer der Vorteile der Masterbatch-F\u00fclltechnologie 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 Partikelgr\u00f6\u00dfe von 2,2 um als PC-F\u00fcllstoff 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.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4.1 Experimentelle Rohmaterialien.<\/span><\/strong>
Die f\u00fcr den Versuch ben\u00f6tigten chemischen Reagenzien sind in Tabelle 4.1 aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Tabelle4.1 Materialien und Reagenzien<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Materialien<\/td>Einheiten<\/td><\/tr>
Polycarbone<\/td>\/<\/td><\/tr>
KM590<\/td>um<\/td><\/tr>
Tio2<\/td>nm<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Tabelle 4.2 Instrumente und Ausr\u00fcstung<\/strong><\/p>\n\n\n\n

  Ins<\/strong>tr<\/strong>Ger\u00e4te und Ausr\u00fcstungen<\/strong><\/strong><\/td>       M<\/strong>o<\/strong>de<\/strong>l<\/strong> C<\/strong>o<\/strong>de<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Elektrischer Trockenkasten mit horizontalem Gebl\u00e4se<\/td>       DHG-9203A<\/td><\/tr>
Doppelschneckenextruder <\/td>       SHJ-20<\/td><\/tr>
Kunststoff-Granulator <\/td> LQ-60<\/td><\/tr>
Kunststoff-Spritzgie\u00dfmaschine  <\/td> SA-600<\/td><\/tr>
Durchl\u00e4ssigkeits-\/Beschlagspr\u00fcfer <\/td>       EEL57D<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n


4.3 Verfahren zur Probenvorbereitung.<\/strong><\/p>\n\n\n\n


4.3.1 Herstellung von Photodiffusions-Masterbatch in verschiedenen Konzentrationen.<\/span><\/strong>
Die Rohstoffkomponenten wurden entsprechend dem Schl\u00fcsselprozentsatz der Formel in Tabelle 4.3 genau abgewogen. Nach gleichm\u00e4\u00dfigem Mischen wurden die Rohstoffe in einen Doppelschneckenextruder gegeben und nach dem Extrudieren gek\u00fchlt und granuliert, um Lichtdiffusions-Masterbatch (MKMP590) herzustellen. Die Temperatur des Extruders wurde wie folgt eingestellt: Zone 1 230 \u00b0C, Zone 2 250 \u00b0C, Zone 3 250 \u00b0C, Zone 4 250 \u00b0C, Zone 5 260 \u00b0C.
Die Temperatur der sechsten Zone betr\u00e4gt 260 \u00b0C, die Temperatur der siebten Zone betr\u00e4gt 260 \u00b0C, die Temperatur der Matrize betr\u00e4gt 260 \u00b0C, und die Rotationsgeschwindigkeit betr\u00e4gt 80-500 U\/min.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Tabelle 4.3 MKMP590 Versuchsformel<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Name<\/td>PC\uff08g)<\/td>Lichtstreumittel(g)<\/td>Dosierungsverh\u00e4ltnis des Lichtdiffusionsmittels(wt%)<\/td><\/tr>
1<\/td>800<\/td>200<\/td>20<\/td><\/tr>
2<\/td>700<\/td>300<\/td>30<\/td><\/tr>
3<\/td>500<\/td>500<\/td>50<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Herstellung von 4.3.2KMP590-Lichtstreuungs-Verbundproben gem\u00e4\u00df der Tabelle.<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Rohstoffkomponenten werden entsprechend den Gewichtsprozenten der Formel in Tabelle 4.4 gewichtet. Das Polycarbonat wird vollst\u00e4ndig 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\u00b0C, Zone 3 Temperatur 250\u00b0C, Zone 4 Temperatur 250\u00b0C, Zone 5 Temperatur 260C. Die Temperatur der sechsten Zone betr\u00e4gt 260 \u00b0C, die Temperatur der siebten Zone 260 \u00b0C, die Temperatur der D\u00fcse 260 \u00b0C und die Drehgeschwindigkeit 80-500 U\/min. Die Partikel werden getrocknet und dann auf der Spritzgie\u00dfmaschine in eine Testkerbe gespritzt. Die Temperatur der Spritzgie\u00dfmaschine wird wie folgt eingestellt: die Temperatur der ersten Zone betr\u00e4gt 335 \u00b0C, die Temperatur der zweiten Zone 350 \u00b0C, die Temperatur der dritten Zone 350 \u00b0C und die Temperatur der vierten Zone 355 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

4.4 Pr\u00fcfung und Charakterisierung.
<\/strong><\/p>\n\n\n\n

4.4.1 verschiedene Konzentrationen von Lichtdiffusionsmasterbatch.<\/span><\/strong>
1) Bestimmung der Verbrennungsr\u00fcckst\u00e4nde.<\/strong>
Eine bestimmte Menge Lichtstreuungs-Masterbatch wird genau gewogen, dann in einen Kasten gelegt, bei 600 \u00b0C 4 Stunden lang gebrannt und dann das Gewicht entnommen, um den Brennr\u00fcckstand zu bestimmen.<\/p>\n\n\n\n


Tats\u00e4chlicher Gehalt = Menge nach der Verbrennung \/ Menge vor der Verbrennung * 100%<\/strong><\/p>\n\n\n\n

4.4.2KMP590 lichtstreuender Verbundwerkstoff.<\/span><\/strong>
1. Optische Pr\u00fcfung.
Mit dem Lichtdurchl\u00e4ssigkeits-\/Haze-Tester (EEL57D), gem\u00e4\u00df GB\/T0-2008 Test, ist die Probengr\u00f6\u00dfe 50mm*50mm*2mm, die Formel ist 2-1. 2-2<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

2. Pr\u00fcfung der mechanischen Eigenschaften.<\/strong>
Die Pull-up-Leistung der Probe wird gem\u00e4\u00df der Norm ISO527-2 getestet, die Probengr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 170*10*4mm, die Pull-up-Geschwindigkeit betr\u00e4gt 50mm Perzentil min; mit dem Schlagpr\u00fcfger\u00e4t (ZWICK Equipment Co., Ltd.) wird die Schlagleistung gem\u00e4\u00df der Norm ISO180 durchgef\u00fchrt, die Probengr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 80*10*4mm, die Testtemperatur betr\u00e4gt 23 \u00b0C und die relative Luftfeuchtigkeit 50%.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

3. Charakterisierung des Mikrogef\u00fcges.<\/strong>
Es ist schwierig, die Dispersion des optischen Differenzdiffusors in der PC-Matrix mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) zu planen. Zun\u00e4chst wird der Spline etwa 5 Minuten lang in fl\u00fcssigem Stickstoff eingefroren, dann wird er manuell gebrochen, der Querschnitt wird abgeschnitten und auf den Objekttr\u00e4ger geklebt, und das Gold wird zur Beobachtung aufgespr\u00fcht.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4.5 ergebnisse und diskussion.<\/strong>
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 gr\u00f6\u00dfer, 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.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

4.5.2KMP590 Optische Eigenschaften von lichtstreuenden Verbundwerkstoffen.<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n

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.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

 4.1 zeigt die Ver\u00e4nderung der Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von mit PC gef\u00fcllten Lichtdiffusionskompositen mit unterschiedlichen <\/span><\/strong>Konzentrationen von Lichtdiffusions-Masterbatch. Abbildung 4.2 zeigt die Ver\u00e4nderung der Tr\u00fcbung von mit PC gef\u00fcllten Photodiffusionskompositen mit unterschiedlichen Konzentrationen von Lichtdiffusionsmasterbatch. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, kann die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit 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%.<\/p>\n\n\n\n

Mit zunehmender Masterbatch-Konzentration nimmt die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von Verbundwerkstoffen mit gleichem Lichtstreuungsanteil zu und die Tr\u00fcbung nimmt ab, was mit den restlichen experimentellen Daten der Masterbatch-Verbrennung \u00fcbereinstimmt. Die Menge des Lichtdiffusors, die bei der Herstellung von Lichtdiffusions-Masterbatch verloren geht, nimmt mit der Erh\u00f6hung der Masterbatch-Konzentration zu, und je h\u00f6her die Masterbatch-Konzentration ist, desto mehr Pulver geht bei der Herstellung verloren, so dass die Menge des Fruchtbeobachtungsmittels bei 50%-Masterbatch am gr\u00f6\u00dften ist. Die hergestellten Verbundwerkstoffe haben eine hohe Lichtdurchl\u00e4ssigkeit und eine geringe Tr\u00fcbung, die mit der in der Literatur beschriebenen vergleichbar ist.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

4.5.3 Analyse der mechanischen Eigenschaften von KMP590 Optical Diffusion Composites.<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n

1) Analyse der Festigkeitseigenschaften.<\/span><\/strong>
Abbildung 4.3 zeigt die Ver\u00e4nderung 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 Ver\u00e4nderung auf, und es gibt keinen signifikanten Unterschied zwischen dem Verbundwerkstoff und reinem PC, was mit den Angaben in der Literatur vergleichbar ist.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

2) Analyse der Auswirkungen auf die Leistung.<\/span><\/strong>
Abbildung 4. 4 zeigt die Ver\u00e4nderung der Schlagz\u00e4higkeit der Verbundwerkstoffe nach dem F\u00fcllen 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 Schlagz\u00e4higkeit des Materials, und die Schlagz\u00e4higkeit des Komposits mit Photodiffusion ist \u00e4hnlich wie die von reinem PC, \u00e4hnlich wie in der Literatur.<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

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4.5.4. KMP590 SEM-Bildanalyse von Lichtdiffusionsverbundwerkstoffen.<\/span><\/strong>
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-F\u00fcllmethode hergestellt werden k\u00f6nnen. Unabh\u00e4ngig davon, ob die Verbundwerkstoffe mit Masterbatch niedriger Konzentration oder mit Masterbatch hoher Konzentration (PC\/MkMP590-1.2) hergestellt wurden, sind die Lichtdiffusionspartikel gleichm\u00e4\u00dfig in den Verbundwerkstoffen verteilt, so dass die Materialien gute optische Eigenschaften aufweisen, die denen in der Literatur entsprechen.<\/p>\n\n\n\n

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\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n
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4.5.5KMP590 Analyse der thermischen Eigenschaften von optischen Diffusionsverbundwerkstoffen<\/span><\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

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 W\u00e4rmegeschichte wurde durch eine konstante Temperatur von 5min eliminiert und dann mit einer Geschwindigkeit von 10K\/min auf den Raum abgek\u00fchlt, und die Enthalpie\u00e4nderung w\u00e4hrend des Abk\u00fchlungsprozesses wurde aufgezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

Abb. 4.6 zeigt die nicht-isotherme Kristallisationskurve von Photodiffusionsverbundwerkstoffen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass die Tg (Glas\u00fcbergangstemperatur) von Kunststoffen mit der Zugabe von Lichtdiffusionsmittel abnimmt, was mit den Angaben in der Literatur \u00fcbereinstimmt. Da die Partikel des Lichtdiffusionsmittels zur Bewegung der Molek\u00fclkettensegmente der PC-Partikel beitragen, sinkt die Tg.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

4.6 Zusammenfassung dieses Kapitels.<\/span><\/strong>
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:<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

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 Lichtdurchl\u00e4ssigkeit der Komposite ab und die Tr\u00fcbung 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%.<\/p>\n\n\n\n

2. Durch das Experiment zum Verbrennen von Masterbatch-R\u00fcckst\u00e4nden wurde festgestellt, dass die Menge an Fr\u00fcchten, die w\u00e4hrend der Herstellung von Photodiffusions-Masterbatch mit einer Konzentration von 50wt% verloren ging, gr\u00f6\u00dfer war als die von 20wt%, 30wt% und 10wt% (Kapitel 2).<\/p>\n\n\n\n

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 gleichm\u00e4\u00dfig.<\/p>\n\n\n\n

Die Analyse der mechanischen Eigenschaften der Fotodiffusionsverbundwerkstoffe, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden, ergab, dass sich die Zugfestigkeit und die Schlagz\u00e4higkeit der Verbundwerkstoffe durch den Zusatz von KMP590 nur geringf\u00fcgig ver\u00e4ndern.<\/p>\n\n\n\n

5. Die Analyse der mechanischen Eigenschaften von Photodiffusionsverbundwerkstoffen, die mit unterschiedlichen Konzentrationen von Masterbatch hergestellt wurden, zeigt, dass die Tg (Glas\u00fcbergangstemperatur) von Kunststoffen mit der Zugabe von Lichtdiffusionsmitteln sinkt. Da die Partikel des Lichtdiffusionsmittels zur Bewegung des Molek\u00fclkettensegments der PC-Partikel beitragen, was zu einer Verringerung der Tg f\u00fchrt, kann man feststellen, dass das mit verschiedenen Konzentrationen von Masterbatch gef\u00fcllte PC eine gleichm\u00e4\u00dfige 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.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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