王海涛等热处理对聚碳酸醋州境应力开裂性能的影响万方数据热处理对聚碳酸醋环境应力开裂性能的影响王海涛吕磊潘宝荣杜强国李玉泉 (复旦大学高分子科学系. 上海20哄33)〔卜海小系车灯有限公司上海201吕00) 摘要叶聚破酸醋〔P必的耐环境应力开裂性私拉伸性能进行了研究。结果表明,在不同落荆和热处理温度条件下,PC的耐环境应力开裂性差异很大。较大的二甲笨含量容易降低PC发生环境应力开裂的临界拉仲应力及材料的拉伸强度、断裂伸长率。玻璃化转变温度以下的热处理可以提高代的拉伸强度,但是对改善材抖的衬环境应力开裂性不利。关键词 聚破破醋环境应力开裂热处理拉伸性能临界垃伸应力 聚碳酸酪(PC)是一种无定形热塑性工程塑料。转变温度(孔)以下的热处理对Pc耐环境应力开裂它具有极为优良的综合性能,尺寸稳定性好,电性能性的影响。优良,透明性优异,在机械工业、电器及光学器件方1实验部分面均有极为广泛的应用。但由于PC在很多溶剂环1.1原料与设备境中容易发生环境应力开裂,因而大大影响了它的PC: PC14lR,上海小系车灯有限公司;应用[二甲苯、 石油醚:分析纯,上海菲达工贸有限公环境应力开裂指塑料暴露于化学介质中,受到 ‘一〕。司和桥分公司;低于其屈服点的应力或者说低于其短期强度的应力注塑机: wG一80A型,无锡格兰机械有限公司;(包括内、外应力及两种应力的组合)的较长期作电子拉力机:D L一1(0叹)B型,长春第二材料试用,发生开裂而破坏的现象氏,〕。环境应力开裂是验机厂。造成聚合物材料在应用中损坏的主要原因之一。但1,2试样的制备由于环境应力开裂是一个十分复杂的过程,受很多用注塑机注塑75mmx4mmxZom的哑铃型 因素的影响,所以很多研究都未能提出一种比较全试样。若需进行热处理,则把试样在一定温度的烘面的判定方法。目前己经有一系列的方法来判断材箱中放置45min,然后取出,室温放置3卜。料在某种溶剂中的耐环境应力开裂性,用以避免其1.3拉伸实验在使用过程中的破坏〔”4J。临界应变标准无疑是其拉伸实验按照GB/TI 砚州心一1992进行,拉伸速中比较简单而有效的一种〔’一,,‘川。临界应变理论度为1功m/min。认为,在某一应变以下,材料在某种化学环境中是安14临界拉伸应力的确定全的,而当应变超过这一临界值时,银纹就会迅速产 在电子拉力机上对试样施加一定的拉伸力,在生,最终导致材料破坏。因此可以用临界应变把塑保持应力的情况下,往试样的受力部位涂抹溶剂,肉料和溶剂一一对应起来,临界应变以下的应变对材眼观察银纹的出现,若2而n内不出现银纹则进一料来说不会发生环境应力开裂。步增大拉伸应力,并重复涂抹溶剂的试验,直至银纹临界应变理论取得了很大的成功, 用它来衡量材料在某一环境中使用的安全性往往是有效的。但出现。此时的拉伸应力即为临界拉伸应力。2结果与讨论是由于聚合物在活泼的化学环境和应力双重作用下2.1溶剂对Pc耐环境应力开裂性的影响才会发生环境应力开裂,而应力对聚合物的作用效果还同聚合物对应力的响应有关,因此,要全面正确此是“柔性”塑料, 如不接触溶剂,即使拉伸到地衡量聚合物的耐环境应力开裂性必须把聚合物、断裂也不会出现银纹,其破坏方式是剪切屈服;如果化学环境和应力三方面综合起来考虑。接触溶剂,当拉伸应力达到临界拉伸应力时便会出笔者用临界拉伸应力标准来衡量P C在二甲苯现银纹。PC在不同比例二甲苯.石油醚作用F的拉/石油醚止元环境中的耐环境应力开裂性,考察不同伸性能见表1。从表1可见,有银纹的试样被拉伸的二甲苯/石油醚比例对其的影响;同时考察玻璃化收稿日期』戒翻〕308一0万方数据1程期料应用2003年,第3J卷,第于2期时很快就会破坏,拉伸强度大幅降低;二甲苯/石油量的增加而降低,变化趋势与未经热处理的试样相醚的比例不同对材料拉伸性能的影响也不同,随着同。二甲苯含量的逐渐升高,咒的临界拉伸应力和拉伸表3热处理对代临界拉伸应力的影响强度、断裂仲长率均有较大的降低,当二甲苯的含量达到40%时,PC变得很脆断裂伸长率几乎为。二甲脚石油醚!热处鄂度/热处理时间/临界拉仲应力/场P日 而,二甲苯含量继续增加时,材料的拉伸强度也趋朽无纹45加向于0。黑:!{银加凳45川表!PC在溶剂中的拉伸性能 2045价拉伸强度/2045帅甲笨/石汕醚临界拉伸应力月0/100无银纹黑断裂伸长串了%3结论835!〔厂9()打::3.7 代与溶剂接触时,拉伸应力大于一定数值便会40厂6020les0 出现银纹和破坏,这一临界拉伸应力值与溶剂的成70/3010O 0 1加爪m分和试样的受热历史均有关。二甲苯含量的提高会O O 导致PC发生环境应力开裂的临界拉伸应力及拉伸2.2热处理对PC耐环境应力开裂性的影响强度、断裂伸长率的降低。玻璃化转变温度以下的CP 在孔以下受热,一方面可以使内应力松弛,热处理可以使代的拉伸屈服应力和拉伸断裂应力另一方面也会因分子排列趋于紧密,使力学性能发稍有提高,但是对改善材料的耐环境应力开裂性是生一些变化。表2列出热处理温度对代拉伸性能不利的。的影响。从表2可以看出,随着热处理温度的提高,拉伸屈服应力和拉伸断裂应力稍有提高,断裂伸长参考文献 ITay阮JE,An耐dJC勘以朋,n目从、吟k认名涟卿t。山。卜率则有所降低。但是经过热处理的试样再做临界拉毗i n了ni肥d即们娜1刀毗毗。KeyEngM故,19外。118:5,伸应力测试时,可见其临界拉伸应力比未经热处理ZArn。记JC,几y!。rJE.玩脚vedth曰”1以lyn阴icapp六)a【一hlorp阳1,t的试样显著降低,测试结果见表3。如试样经102弋t i鳍侃ES‘卜盛.甲而健Polyc州,m吹in肠1四,阮u记m八比璐J处理45min后,其接触含10%二甲苯溶剂的临界拉彻pl巧l y。发1,J99.71:2155伸应力从近4OMPa降到加MPa。从表3还可以看3Ha刚色nCM‘Envi一目动 ̄c椒去1嗯Of竹FL云nk.听n巴叼卿里 掩即书J段日ti,l2仪;2,刀:43出,在相同热处理条件下,临界拉伸应力随二甲苯含4150肠阅一192P舀saties一d.t巴佃inati明。fe训1刚menllasl理5吕‘删k表2热处理温度对咒拉楠性能的俄响 吨(此C少一B以朋dp认油即e 明绷metho日处理温度/处理时间/5周维样一塑料测试技术,北京:化学〔业出版社,1的6年: 拉伸屈服应力/MPa 拉织黔}幽夔搜长6Arn耐JC一11比u,eofne笼urlat‘,1日jnthe咖dyofenvi比nl.1巴nta卜蝴4551包556吕61 习廿吧‘日 ̄翻雌叮浏”优花h‘卿En侣阳,19孙,抖:肠5504552.555082.47Bi,hOPS,1 ̄DH,川nk。,PEnvl mnl了1巴nt目吕t卫讹55804555。1569803120肠.‘k百。9可口砂(、泣nylchl咐1击)1。目k习默。Iuti助、.氏百歹m土)帐耐619犯1759StaLi里,2月城洲、叩七477OFT日ETHERMALTREAT氏妞NTONI知EPROPERI,YOFT日ESTI 砚ESSC只ACKINGOFPOL、CARBONAllWa ngHai俪,切抉1,PanBaonllg,玩Qian咫日。(氏买旧,men人可Mal助n司书cu加sd切此,价记朋U山花南峥sh明叻成么以M33,Ch玩助口Yu列an(Sh a叩卜心枷fo人川朋」以1枕肠mp肠1记,ShaJ吧卜苗加宜翻润),伪1仙)ABST双ACT仆eESCa”dtensil把p哪e币es砰PC峨studideThere即lts吕卜脚tha盆theeri日a,ea.di价 ̄efxoPCESClntl、.va日edk卫nd3of吕。j犯nl日and日tvarioultern邵花tseruofthethennalt翻mentsTI”,c行企ic吐stre”OfE义皿d之玩len名ilePl刀不州时iesJ代姐玉王阮de〔,姗sed硒t卜,he至nc姗51雌即n挽mof叮le此in义ylelle朋dpet司eunle山er的lulio『Pmved卜ylhelhe朋all卿tmel飞t日It卜etemperatu比玩lowiLs目asstarn3itiontem琳rauter,butteh 叨1把te胎ile时犯ngt卜ofPCc即beim-wf「1石e(了ecl吧as以里_P功penyofthe爬sislanceofE斌。f王,CKEY、州〕Rl】5即lyea]T)0厅leta,eov二田nm叨访lst肥5吕craeking,the溯alt佗atment,tenslieplol知,tries。riticalst花55