聚甲醛主要以C-O的重復單元鏈接而成,由于C-O鍵不穩(wěn)定,在熱作用下易分解出甲醛而導致聚甲醛的性能下降,本論文主要采用添加各類化學助劑的方式,利用HAAKE流變儀觀察30分鐘內(nèi)聚甲醛熔體的扭矩變化情況,來考察不同顏料對聚甲醛的熱穩(wěn)定性影響,并找出適用于各種聚甲醛染色顏料的合適工業(yè)配方。

通過在聚甲醛中添加紅、黃、藍等幾種顏料,利用HAAKE流變儀考察其對聚甲醛熱穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明,Yellow3RLP對聚甲醛的熱穩(wěn)定性影響最為嚴重,在添加量為5%時,就已嚴重發(fā)泡。為此,選擇此顏料作為熱穩(wěn)定性的主要研究對象,針對此顏料對熱穩(wěn)定性能進行改善,并推廣到其他顏料中進行驗證。

之后通過添加含氮類化合物、抗氧劑類化合物以及雙鍵類化合物等助劑來考察Yellow3RLP體系聚甲醛的穩(wěn)定性,同時考察助劑間協(xié)同效應。

結(jié)果表明,僅添加單組分助劑時,對著色體系熱性能改進無顯著效果,而以CaSt+ABS為基礎(chǔ),添加三組分助劑時,對熱穩(wěn)定性提高起到一定的作用。在基于CaSt+ABS多組分配方的基礎(chǔ)上,通過調(diào)節(jié)組分含量并進行配方組合,發(fā)現(xiàn)以ABS+EBS+COPA+Cast+酰肼的組合可有效保證聚甲醛產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性,同時黃色顏料添加含量可達10%。將組合配方應用于添加Blue4GNP,Red 2030,Red2020顏料的聚甲醛中,穩(wěn)定性較好的紅色顏料添加量最多可達25%,穩(wěn)定性稍差的藍色顏料添加量也可達到15%。

本論文通過對聚甲醛著色母粒熱穩(wěn)定性的考察,得到了不同助劑對熱穩(wěn)定性的影響,為以后更多聚甲醛著色母粒開發(fā)提供了一定的參考價值。此外,研究得到了相應的工業(yè)化生產(chǎn)配方,以該配方制備的各種顏色母粒在投料比低于2%的條件下,所有著色聚甲醛均表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性能,熔體無發(fā)泡等不良跡象。因此,本論文的研究對聚甲醛著色母粒后續(xù)的工業(yè)應用具有重要的科學意義。