聚碳酸酯及彈性體改質聚碳酸酯機械性質研究

Abstract

聚碳酸酯（Polycarbonate ，以下簡稱PC）具有高的耐衝擊強度，但是會受到溫度、 厚度、凹槽半徑（Notch radius）、分子量及熱處理（Annealing ），而變成脆性斷 裂（Brittle Failure ）。 溫度方面：PC受到溫度的影響很大，通常變溫的Izod耐衝測試時在某一溫度會同時具 有韌性撕裂（Ductile tearing ）及脆性斷裂的現象發生，這時的溫度稱之為韌性- 脆性轉移溫度（Ductile-Beittlr transition temperature，以下簡稱DBTT）。當耐 衝擊測試時的溫度高於DBTT則呈現韌性撕裂，低於DBTT則呈現脆性斷裂。 在厚度方面：１╱８吋的PC在室溫下的Izod耐衝擊測試為韌性撕裂現象，而當厚度增 為１╱４吋，則變成脆性斷裂。 在凹槽半徑方面：３．３mil 及５．７mil 的凹槽半徑在室溫下的Izod耐衝擊測試為 脆性斷裂，而１０．６mil 及２１mil 的凹槽半徑為韌性撕裂。且本實驗發現兩個較 特殊現象，當凹槽半徑為２１mil ，在- ４０℃時，除了常見的韌性撕裂及脆性斷裂 以外，另一種介於韌一脆之間且不甚穩定的破壞也同時出現。且在５．７mil 凹槽半 徑下溫度低於５０℃均為脆性斷裂，而在高於５０℃以上形成不穩定的破壞，從５０ ℃∼１２０℃均為其韌一脆轉移範圍。 在不同分子量方面：熔融指數（Melt flow rate）= ４，１５，２２室溫下的Izod耐 衝擊測試均為韌性撕裂，熔融指數= ８０的PC為脆性斷裂，且較低的熔融指數（分子 量較高）的PC，其DBTT較低。 不同應變速率方面：傳統的Izod耐衝擊測試僅可從刻盤上知道破壞所改裝於萬能拉力 機（Instron ）上，以下壓（Compression ）的方式改變不同的速率，並利用Instr- on上微電腦的裝置讀取負荷（Load）與位移（Displacement）的關係，並利用這個裝 置做週期測試（Cycle test）觀察PC的磁滯（Hysteresis）現象，瞭解PC在尚未到達 破裂前，其塑性變形（Plastic deformation ）及彈性變形（Elastic deformation ）的關係。 熱處理效應：PC在低於其Tg作熱處理（Annealing ）時，導致屈伏強度（Yield str- emgth ）的增加及耐衝擊強度的降低。 本研究加入彈性體（Elastomer ）改善PC的性質：彈性體的加入可降低PC的DBTT、改 善低分量PC的耐衝擊性質及改善熱處理效應。