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硅氧烷聚碳酸酯熔融指数测量分析研究

发表时间：2021/5/6 来源：《中国科技信息》2021年6月作者：朱奕臻1李晓艳2 李虎邦3,向玉4吴丹5

[导读] 本文对硅氧烷聚碳酸酯及其用途做了简要概述，主要阐述了硅氧烷聚碳酸酯关键指标熔融指数的分析方法，对理化分析过程进行分析。

甘肃银光聚银化工有限公司朱奕臻1李晓艳2 李虎邦3,向玉4吴丹5

摘要：本文对硅氧烷聚碳酸酯及其用途做了简要概述，主要阐述了硅氧烷聚碳酸酯关键指标熔融指数的分析方法，对理化分析过程进行分析。
关键词：聚碳酸酯；MFR；
        1聚碳酸酯简述
        聚碳酸酯（PC）是一种无味、无毒、透明的无定形热塑型材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，被广泛用于电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性地产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。
        2特种聚碳酸酯
        特种聚碳酸酯是具有功能化、专用化的一类特殊的聚碳酸酯产品，特种PC因分子链中含有特殊单体而具有耐化学性、耐候性、耐高温、高硬度、低温韧性、阻燃特性等优点，应用领域及附加值均具有普通PC无法比拟的优势。特种PC具有生产技术含量高、入行门槛高、生产技术难复制、改性塑料难易模仿、应用领域高端且难以被其他产品取代等特点。其产品的特殊功能化可以通过共聚合成和后处理阶段合金化实现。其中共聚聚碳酸酯包括聚酯聚碳酸酯、三甲基环己烷双酚共聚聚碳酸酯、双酚芴共聚聚碳酸酯和硅氧烷共聚聚碳酸酯、四溴双酚A型聚碳酸酯等类型，合金化产品包括 PC/聚烯烃(PE、PP)、PC/ABS、PC/PS、PC/PBT、PC/PET、PC/PA、PC/LCP 合金产品。
        3硅氧烷聚碳酸酯概述
        特种PC产品中，硅氧烷PC是具有代表性的一类产品。其分子结构中既含有双酚A基团，又含有硅氧烷链段,相对于传统的双酚A型PC而言，它既保留PC的韧性、耐热性同时又加入聚硅氧烷的润滑、稳定、阻燃、耐低温等特性，广泛用于寒冷地区住宅建设设备、冬季运动相关产品、住宅用资材、设置于室外的监测设备及通信设备、太阳能电池的壳体，高端民用领域用于生产挡风玻璃、照明系统、血液充氧器、肾透析器、人工脏器等。
        硅氧烷在军工领域应用极为广泛，属于典型的军民结合的光气化产品，硅氧烷PC已应用于军工领域的士兵单兵装备（防弹头盔、防弹衣、枪械弹夹、夜视仪、防爆盾、枪械外壳等）、战斗机部件（战斗机座舱罩、仪表盘、供氧系统、阻燃电子器件）、探测设备（微型透镜和微型感应器、生物识别虹膜扫描、增强现实技术、三维扫描、拍摄和地形测、无人机）等；在航空、航天领域的用于生产航天飞机、宇宙飞船、宇航员装备、飞行员头盔等。在宇宙飞船的供氧系统、潜艇和水下实验室的呼吸系统、人工心肺机，无机玻璃的耐冲击的防护层，都有重要应用。
        2熔融指数的重要性
        熔融指数可以表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。
        3熔融指数测定原理
        熔融指数是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。首先让塑料粒在一定时间内，一定温度及压力下，融化成塑料流体，然后通过一定直径圆管所流出的克数。其数值越大，表示该塑胶材料的加工流动性越佳，反之越差。
        4MFR(熔体质量流速)
        以MFR(熔体质量流速)进行分析，所谓MFR是指在规定温度，负荷和活塞位置条件下，熔融树脂通过规定长度和内径的口模的挤出速率，以规定时间挤出的质量作为熔体质量流速，单位g/10min。
根据GB/T2682.1塑料MFR和MVR测定标准，硅氧烷聚碳酸酯塑料MFR和MVR测定标准关键参数：
        1.圆孔内径：2.095mm
        2.温度：300℃
        3.预热时间：5min
        4.压力：1.2kg
        5.在等待5min后开启计时器。
        6.不同的MFR范围，对应不同的切断时间间隔
        7.n≥3次，取平均数
        8.完成后，清理仪器。
        从装料到最后一次测量≤25min
        5硅氧烷熔融指数分析步骤
        5.1开启仪器电源，设定温度300℃，等待仪器温度达到设定值。
        5.2将漏斗放置仪器腔体上，用取样槽取约4-6g粉料，缓慢倒入，用挤压杆压紧，放入活塞（加料应在1分钟内完成），4分钟后将1.2kg砝码放置在活塞杆上。
        5.3 5分钟后，立即开启计时器（弃去流下胶体），每60s自动切割一次，称量切下的胶体条，取5次平均值。
        5.4测量完毕后，用干净的抹布清理仪器，以备下次使用。
        6不同预热时间对熔融指数的影响
        由于预热时间过长，会导致树脂产品降解，分析预热5分钟及预热6分钟同批次硅氧烷聚碳酸酯MFR的区别：
预热5分钟MFR 预热6分钟MFR

在熔融指数分析过程中，需严格按照国标预热时间要求进行预热，确保理化分析过程的严谨。
参考文献
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