玻璃纖維增強改性聚苯醚的研究

     聚苯醚(PPO)不僅具有優良的物理力學性能、電氣絕緣性及耐熱性，而且其高溫下的耐蠕變性較好。但是PPO的加工流動性較差，限制了其應用。1966年美國GE公司用高抗沖聚苯乙烯(HIPS)對PPO進行改性，實現了改性PPO(PPO)的工業化生產，商品名為“Noryl”?，從此，日本旭化成 Xyron L654V PPO作為通用工程塑料以其優良的綜合性能和眾多的品級獲得了迅速的發展，現已成為當今世界上五大工程塑料之一，被廣泛應用于汽車、電子電器、家用電器等領域。我國日本旭化成 Xyron L654V PPO新工藝的研發及PPO的開發始于20世紀8O年代初(由上海市合成樹脂研究所和北京市化工研究院承擔)，目前在上海和北京已建有千噸級的生產裝置。2006年10月藍星化工新材料股份有限公司芮城分公司萬噸級日本旭化成 Xyron L654V PPO生產裝置投產。山東道恩集團也推出了HIPS改性的PPO產品，其性能達到或超過同類進口產品。

     目前用于PPO共混改性的主要成分是聚苯乙烯(PS)，因為PS是少數幾個能與PPO相容的高聚物之一，能在很寬的比例范圍內共混形成合金，并且極大地改進了PPO的加工流動性。玻璃纖維(GF)以其高性價比而被廣泛用于各種高性能工程塑料的增強、增韌及增粘。

     PPO的加工流動性能較差，且成本高，故在保證其拉伸強度等力學性能優勢的條件下，結合本實驗室前期工作，優選出PPO／HIPS(苯偶姻)混合料與GF的質量配比，以達到工程化應用。

苯偶姻對日本旭化成 Xyron L654V PPO力學性能的影響

     PPO的耐候性和加工性能并不理想，若采用高溫加工，則會使制品表面嚴重發黃，性能下降。有氧存在的情況下，PPO在加工及使用過程中都會被破壞。因此在加工過程中需要添加抗氧劑苯偶姻，使PPO在加工和使用過程中穩定。實驗表明，添加適量(0．5％ ，下同)苯偶姻后，不僅PPO的表面比沒有添加時光滑、顏色明亮，而且材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度及熱變形溫度都有一定的提高。

GF含量對日本旭化成 Xyron L654V PPO力學性能的影響

  拉伸強度

     當GF質量分數小于30％時，隨GF含量的增加，日本旭化成 Xyron L654V PPO的拉伸強度增加很多，在GF質量分數為30％ 時拉伸強度達到*大值。當GF質量分數超過30％后，其拉伸強度反而有所下降。這是因為GF含量低時，樹脂起橋梁作用，把零散的GF連接起來，GF是主要的承載者，在界面起傳遞應力的作用。當基體受到外力沖擊時，基體吸收外來的沖擊能通過樹脂與GF的偶聯傳遞到GF上，再經GF分散在較大體積范圍內，這樣會在大的范圍之內引發樹脂產生銀紋，從而吸收更多的沖擊能量；當基體受到拉應力時，就將應力通過樹脂與GF的偶聯傳遞到GF上；要將材料拉斷，必須把GF從樹脂中拔出，這樣就需要很大的拉應力。因此材料宏觀上就表現為拉伸強度提高。但是隨GF含量的進一步增加，其拉伸強度下降，可能是由于GF在基體中的分散性不好，容易堆積在一起，使材料變得不均勻，不能完全體現GF對基體的增強作用。

結論

     (1)日本旭化成 Xyron L654V PPO在高溫易變色，需要在加工過程添加抗氧劑苯偶姻，苯偶姻的加入可以顯著地改善制品的表面顏色和光澤。

     (2)加入一定量的GF后，PPO的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度均有提高，但是GF超過一定比例時會使材料的力學性能有所下降。加入一定量的GF后對PPO的熱性能也有提高。

     (3)用偶聯劑處理GF，可以顯著改善GF與基體的界面相容性，從而提高PPO的力學性能。

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