PC板材和水相遇,到底会有什么样的结局?

2020-09-11   绿澳新材料

原标题:PC板材和水相遇,到底会有什么样的结局?

聚碳酸酯的突出特性之一就是具有极好的韧性,它是现有热塑性塑料中冲击韧性最高的一种。以其为原材料生产的PC板材,同样拥有极其优异的物理性能。

经研究验证,PC板材在室温时的吸水率约为0.3%,随着温度的升高,吸水率也会增大,100℃约为0.6%,远低于尼龙和共聚丙烯酸酯等极性较强的聚合物的吸水率。那么,PC板材是不是完全不怕水分的侵蚀呢?

其实,即使PC板材拥有极低的吸水率,水分依然会对其力学性能具有强烈的影响。若是将PC板材置于热循环条件下,水的影响就更加剧烈,会在内部形成微裂缝和空穴,并导致性能下降。

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水分同其他化学介质一样,与PC板材表面直接接触时,表面腐蚀相当严重,使透光率减小,雾度增大,光学性能受到损失。

这是因为聚碳酸酯大分子不存在强极性基,也不能像共聚丙烯酸酯那样吸水后水分子与羧基形成氢键,并分散在极性基附近。水进入PC板材中达到饱和后就相互聚集形成第二相。

由于吸水率随温度升高而增加,因此当聚碳酸酯在较高温度下吸水达到饱和后再冷却到室温,就有一部分过饱和的水积存于材料中,这些水分子相互聚集形成水分空穴或内裂缝。

大量实验证明,浸水后的PC板材普遍存在水分空穴和内部裂缝,并成为断裂源。

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水同具有强极性基(如羧基、酰胺基等)聚合物作用时,水分子进入后集中在极性基团周围并进一步破坏聚合物大分子间的氢键,使分子聚集态和物理性能改变。若经干燥,水分又可析出,使分子聚集态和性能恢复,这是物理老化过程。

但水对于PC板材的作用却不同,吸水饱和以前,水分子分散在酯基周围,只是一种小分子增塑作用,可以通过干燥使其析出,性能恢复。

当吸水达到饱和且已在聚碳酸酯中形成水分空穴和内裂缝,这种由于聚合物大分子链破坏而形成的材料内部缺陷,显然已不能用干燥的办法消除。这表明,热水对PC板材的作用,除了物理老化外,还同时存在化学老化作用。

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由此可以知道,水与PC板材表面接触时具有一定的腐蚀作用,使其表面质量和光学性能变劣。水进入PC板后,即使吸水量很少,也会影响其工艺性能。因此,PC板材在实际使用中要考虑要考虑用涂层或与其他材料复合的方法保护,防止水分的侵蚀。