摘要：研究了新型增容剂丙烯酸酯与羧基双官能化的乙烯类弹性体RC对PC/PBT(80/20，质量分数)共混体系相容性和力学性能的影响，比较了RC与其他抗冲改性剂的增韧效果。结果表明：RC的加入改善了PC/PBT共混体系两相间的相容性，提高了PC/PBT合金的缺口冲击强度;当其用量在为5份时，合金的缺口冲击强度达到76.3KJ/m2，为纯PC/PBT合金的8倍多，说明丙烯酸酯与羧基双官能化的乙烯类弹性体是PC/PBT优良的增容和抗冲改性剂。

　　关键词：增容剂，增韧，聚碳酸酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯

　　聚碳酸酯(PC)具有良好的机械性能、电绝缘性能、尺寸稳定性以及耐热性等优点，被广泛应用于电子电器、光学、医疗仪器以及汽车工业等诸多领域。但是由于PC存在着熔体粘度高，加工流动性差，易应力开裂以及不耐溶剂性等缺点，从而限制了其进一步的实际应用。

　　聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶速度较快的热塑性工程塑料，熔体流动性好，耐溶剂性优异，将PC和PBT共混改性，可以实现优势互补, 因而PC/PBT合金成为工业应用价值较高的共混物。

　　PC为非结晶聚合物，而PBT为结晶聚合物，PC/PBT属典型的非结晶与结晶聚合物共混体系，其界面粘合不良，冲击强度低。为了得到高性能的PC/PBT共混物，很多学者对PC/PBT共混体系的增容剂进行了大量研究，如采用(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)[1]、“核-壳”结构的丙烯酸酯类(ACR) [2]和PE接枝马来酸酐[3]等作为共混体系的相容剂(或抗冲改性剂)等均有报道，其中以丙烯酸酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯双官能化的乙烯类弹性体[4-5]在PC/PBT合金体系使用效果相对较好(如AX8900)。笔者采用丙烯酸酯与羧基双官能化的新型乙烯类弹性体RC作为相容剂，利用极性官能团之间的相互作用，研究了其对PC/PBT共混体系性能的影响。

　　作者简介：李雄武(1982-)，男，硕士，工程师，主要从事聚合物共混复合材料的研究。

　　E-mail：lixiongwu@teg.cn

　　1 实验部分

　　1.1 主要原料

　　PC：2805，Bayer公司;

　　PBT：L2100，仪化集团;

　　RC：丙烯酸酯与羧基双官能化乙烯弹性体，市售;

　　AX8900：法国阿科玛公司;

　　1.2 设备与仪器

　　双螺杆挤出机：SHJ-35型，南京富亚橡塑机械有限公司;

　　注塑机：T80型，无锡格兰塑机制造有限公司;

　　微机控制电子万能试验机：CM 6104型，深圳新三思材料检测有限公司;

　　摆锤冲击试验机：ZBC-25B型，深圳新三思材料检测有限公司;

　　DSC仪器：821e型，美国Mettler Toledo公司。

　　1.3 试样制备

　　将PC、PBT在120℃下鼓风干燥3～5h，然后将PC：PBT=80：20(质量比)与其他干燥好的增容剂和助剂等混合，用双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒;再于80℃下鼓风干燥12 h后注射成标准试样，注塑温度220～250℃。

　　1.4 性能测试

　　拉伸性能按GB/T 1040-1992测试;

　　弯曲强度按GB/T 9341-2000测试;

　　悬臂梁缺口冲击强度按GB/T 1843-1996测试;

　　差示扫描量热(DSC)分析：在氮气保护下，以升温速率10℃/min和降温速率10℃/min于30～280℃条件下测试。

　　2 结果与讨论

　　2.1 共混物的结晶性能

　　采用DSC测定了PC/PBT共混物的Tg，Tm，TmC和ΔHm，结果见表1。由表1可以看出，在加入RC的PC/PBT共混体系中，PC的Tg有所降低，而PBT的Tg有所提高，两者的玻璃化转变温度之差减小了，表明RC能提高两者的相容性。

　　从表1还可看出，增容剂RC的加入，PC/PBT合金中PBT的熔点、结晶温度和熔融焓比未加RC时的共混物有一定的下降，表明RC可破坏PBT的结晶，这亦说明了RC可使PBT及PC的相容性增加。

　　表1 PC/PBT共混物的DSC数据

　　Tg1

　　Tg2

　　Tm/℃

　　TmC/℃

　　ΔHm/J·g-1

　　PC/PBT

　　135.9

　　49.8

　　223.8

　　181.1

　　27.0

　　PC/PBT/5%RC

　　132.2

　　52.9

　　222.8

　　171.9

　　20.5

　　注：Tg1为PC的玻璃化温度;Tg2为PBT的玻璃化温度;Tm为PBT的熔点;

　　Tmc为降温过程中PBT的结晶温度;ΔHm为PBT的结晶熔融焓。

　　2.2 增容剂RC对共混物冲击强度的影响

　　RC用量对PC/PBT共混物缺口冲击强度的影响见图1所示。由图1可知，加入少量的(2.5份)RC，混合物的冲击强度就得到了显著提高。随着RC用量的增加，共混物的缺口冲击强度先增大后减小，当RC用量为5份时，出现最大值，共混物的缺口冲击强度达到76.3KJ/m2，为纯PC/PBT共混物的8倍多。这是由于RC分子链上既含有能与PC和PBT端羧基或端羟基发生化学反应的羧基，又含有与PC、PBT相同的酯基，从而降低了界面张力，提高了PC/PBT共混物的界面相容性，而其中的乙烯基则起到了很好的增韧作用，乙烯基成份可以吸收冲击时PC受到的剪切力，避免在界面处产生微裂纹，从而大幅提高了PC/PBT共混物的韧性。

　　图1 RC用量对PC/PBT共混物缺口冲击强度的影响

　　2.3 增容剂RC对共混物拉伸强度和弯曲强度的影响

　　图2为增容剂对PC/PBT共混物拉伸强度和弯曲强度的影响。由图2可以看出，随着RC用量的增加，PC/PBT共混体系的拉伸强度和弯曲强度逐渐降低，这是由于增容剂RC本身的弹性模量要比PC和PBT的低。当增容剂RC用量增加到10份时，PC/PBT合金的拉伸强度比未加RC时下降了约20.3%，弯曲强度则下降了15.0%。

　　图2 RC用量对PC/PBT共混物拉伸强度和弯曲强度的影响

　　2.4 不同增容剂使用效果的比较

　　AX8900是目前PC/PBT共混体系广泛使用的增容剂，但价格昂贵。为对比丙烯酸酯与羧基双官能化的乙烯类弹性体RC与AX8900的增韧效果，在RC与AX8900用量均为5份时，考察了PC/PBT共混体系的力学性能，同时将文献[2]使用的“核-壳”结构抗冲改性剂ACR增韧(用量约12.5份)PC/PBT(80/20)的数据，对比列于表2。

　　由表2可知，使用RC增容的PC/PBT共混体系的缺口冲击强度和断裂伸长率稍差于AX8900，但拉伸强度和弯曲强度和弯曲模量下降较小，而整体性能明显高于ACR增韧PC/PBT的合金体系，说明丙烯酸酯与羧基双官能化的乙烯类弹性体RC是PC/PBT优良的增容和抗冲改性剂。

　　表2 不同增容剂对共混物力学性能的影响

　　增容剂种类

　　缺口冲击强度

　　/KJ/m2

　　拉伸强度

　　/MPa

　　断裂伸长率/%

　　弯曲强度

　　/MPa

　　弯曲模量/MPa

　　未加增容剂

　　9.2

　　67.8

　　36.4

　　77.3

　　2339.7

　　RC

　　76.3

　　59.7

　　122.2

　　70.7

　　2162.0

　　AX8900

　　79.2

　　56.0

　　149.4

　　65.6

　　2083.8

　　ACR

　　75.1

　　44.5

　　---

　　---

　　---

　　3 结论

　　(1)加入RC后，PC/PBT共混物中PC和PBT部分的玻璃化转变温度之差明显减小，表明RC能提高共混体系中PC与PBT的相容性。

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