溫室用聚碳酸酯中空板輻射透過特性初步研究
聚碳酸酯板(Pc)在中國的發展始于2o世紀9O年代。初期,產品主要從歐美國家進口,價格較高,其應用領域受到一定的限制。90年代末,隨著中國經濟的迅速發展,德國拜耳公司首先進入中國建廠生產 j,隨后許多國內外塑料板生產廠家紛紛加入到這一產品的生產制造行列中來,促使價格下降,并使其應用領域迅速擴展。由于其質量輕、保溫性能好、抗沖擊、使用壽命長等優點,作為溫室透光保溫覆蓋材料也得到了廣泛的應用。
但與玻璃和塑料薄膜等傳統溫室用透光覆蓋材料相比,加纖PC黑色板輻射透過性能卻有較大的差異,主要表現在可見光透光率低、紫外線難以透過、紅外線透過率不高。隨著大量聚碳酸酯板在溫室上的應用,許多生產廠家為此專門研究開發農用聚碳酸酯板,以適應溫室的特殊要求。由于產品在溫室上應用的時間相對較短,許多要求和參數評定還在探索之中。透光性能是溫室覆蓋材料一項*重要的參數。測定這一參數目前主要依賴的檢測方法有GB/T 2410[33和GB/T 2680 ],但由于加纖PC黑色中空板是一種非均質材料,直接采用上述標準檢測方法所測定的數據并不能很好的反映溫室用聚碳酸酯中空板輻射透過特性。為此,針對聚碳酸酯中空板的特點,在對原有檢測方法進行適當修改的基礎上
紫外線與可見光光譜透過特性
玻璃在315~380 12m范圍內的紫外線區域有較大的透過率,而加纖PC黑色板在這一區域基本不透過,這主要是聚碳酸酯中空板在生產過程中為了提高材料的抗老化能力而在其表面或母料中附加了阻隔紫外線的添加劑所致。此外,玻璃在可見光范圍內的透光率較聚碳酸酯中空板高出近10 7/5,這在光照條件比較弱的地區是非常重要的。
這一測定結果給我們的啟示是在選擇聚碳酸酯中空板做溫室透光覆蓋材料時,一方面要考慮溫室建設地區的室外光照度,從總進光量的角度衡量進入室內的光照度能否滿足植物生長發育的要求;另一方面要考慮室內種植作物對紫外線的依賴程度,對種植如茄子等蔬菜和紫羅蘭等紫色花卉的溫室不宜選擇使用這種材料做透光覆蓋材料。此外,在室外光照度比較弱的地區,選用聚碳酸酯中空板做透光覆蓋材料由于沒有紫外線進入,室內育苗容易引起幼苗徒長,影響幼苗的商品質量。北京地區冬季種植果菜,在PC板溫室中明顯暴露出光照度不足的問題,而且由于進光量少,溫室白天的升溫速度和室內溫度也都較同類型玻璃溫室或塑料薄膜溫室低。
以GB/T2680為基礎,針對聚碳酸酯中空板材質不均勻的特點,提出取相鄰兩肋之間中心線左右2 mm的范圍為測試區,并根據溫室對輻射光譜的要求,進一步對輻射透過率的計算公式進行了修正,提出了適合測定聚碳酸酯中空板輻射透過率的測定方法。采用該方法,以4 mm厚玻璃為參比,分別測定了8 mm 和10mm厚聚碳酸酯中空板的紫外、可見光和紅外線透過特性,結果表明:聚碳酸酯中空板對紫外線基本不透過,在可見光范圍內,平均透光率較玻璃低約10 ,在紅外線波段范圍內,加纖PC黑色中空板具有兩個透過率高峰波段,總透過率雖比玻璃稍高,但較其他溫室透光覆蓋用有機塑料材料低2個數量級,具有較好的輻射保溫性能。
超I臨界甲醇降解聚碳酸酯的動力學
聚碳酸酯(PC)是一種性能優良的高分子材主要應用于信息存儲材料、電子、汽車、光學等行業,回收利用廢棄PC材料,不僅保護環境,而且是循環經濟中資源利用的重要內容。
超臨界流體技術在分解廢棄塑料,尤其是聚酯類塑料方面具有獨特的優勢,可不必借助催化劑將塑料快速分解為低聚物和單體,引起了國內外學者的注意
聚合物降解是一個復雜的過程,包括高分子長鏈的隨機斷裂和鏈端的特定斷裂.整個降解過程是一個動態過程,可通過連續分布動力學進行研究.
聚合物出峰時間隨降解時間的延長而后移,且峰寬加大,峰高降低.聚合物中相對分子質量較大的分子隨降解時間而減少,低相對分子質量的分子相應增多,并且在聚合物中的分布范圍增大.在相對分子質量較低區域,低聚物的含量隨降解時間而顯著增加,27 rain后為溶劑出峰.原料PC 的數均相對分子質量(Mn) 為27700,降解2.5 rain后,未降解PC的Mn為8500,降解10 rain和15 min后,Mn分別為2300和1600.未降解PC中不同相對分子質量的質量分率積分曲線,聚合物中達到某一累積質量分率所對應的*大分子的相對分子質量隨降解時間而降低,即隨著降解的進行,聚合物中大相對分子質量的分子減少,小相對分子質量的分子增多.
PC在超臨界甲醇降解過程中,首先是高分子長鏈斷裂,其中包括隨機斷裂和特定斷裂,聚合物數均相對分子質量在降解初期迅速下降,之后聚合物單體和低聚物的含量隨降解時間、溫度而增多,*終PC降解為單體DMC和BPA及其他小分子產物.連續分布動力學模型較好地反映了高分子聚合物的降解歷程,通過瞬態運算得到了PC隨機降解反應活化能為75.72 kJ·mol_
加纖PC黑色交換階段 當體系中水的濃度達一定程度后,便會有水降解反應即酯交換反應發生.在此過程中,PC的熱降解為二級反應,粘均分子量隨時間變化呈線性關系,且線性回歸系數大多在0.95以上(見后文).動力學研究為第2步的降解機理研究提供了有力的證明
自由基反應階段隨著時間的增長和聚合度的減少,繼續反應所需要水的濃度越來越大,而當PC與空氣的過氧化反應所帶來的水分不能滿足酯交換反應的需要時,酯交換反應則不能繼續進行,此時PC只能進行自由基降解反應.由于在自由基降解反應過程中,一旦在鏈的末端有可以使PC鏈進行降解的自由基生成,則在短時間內該鏈完全降解為小分子,而整個PC的粘均分子量則無大的變化,直到聚合物完全降解為止
結論
整個PC熱降解過程可分為吸收氧氣、酯交換、自由基反應三個階段.這三個階段是以PC熱降解產物粘均分子量隨時間的變化趨勢不同而區分的.不同的PC熱降解產物粘均分子量隨時間的變化趨勢說明在這三個階段中的降解機理互不相同.