XPS研究不饱和聚酯人工加速老化行为.pdf

《XPS研究不饱和聚酯人工加速老化行为.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、60工程塑料应用2010年，第38卷，第6期XPS研究不饱和聚酯人工加速老化行为木杜武青赵晴王云英孟江燕(南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌330063)摘要对不饱和聚酯试样进行实验室人工加速老化，利用x射线光电子能谱(xPs)探讨其表面的化学结构变化，分析其老化机理。结果表明，材料经热氧老化，主链受氧气攻击生成烷氧自由基，烷氧自由基进一步形成c—O和c~--O，而C~--o经过再氧化生成o=c-o，热氧老化后不饱和聚酯的表面基团主要为C一0和O—C—O；材料经氙灯老化，前期的老化基团变化与热氧老化相似，后期变化主要以O~C-O基团的降解为主，并生成更多的自由基，引发大分子链的进一步

2、降解；光是不饱和聚酯材料老化降解的主要因素。关键词不饱和聚酯加速老化XPS不饱和聚酯树脂是近代塑料工业发展中的一个美国Thermo公司。重要品种，主要用于玻璃钢的制造，在工业、农业、交1．3试样制备通、建筑以及国防工业等领域有着广泛的应用。试样按GB／T2567—2008制备。按照一定比例191不饱和聚酯树脂由于加工便利、价格便宜，是使将树脂混合均匀，用模具浇注成型，并在室温下固化用最普遍的不饱和聚酯树脂之一_1]。然而，191树1～2d，脱模，然后在室温下放置2周，即未老化试脂固化后在其合成、贮存及其加工和最终应用的各样。个阶段都可能发生变质，即材料的性能变差，这种现1．4性能测试象

3、称为材料的老化J。材料的老化严重影响其性按GB／T19500—2004进行XPS测试。能和使用寿命，会带来较大的经济损失。因此，近些人工加速老化试验：采用自然储存老化、氙灯加年来许多研究人员利用室内加速老化设备对树脂及速老化和热氧加速老化3种方式开展老化试验。时其复合材料进行加速老化试验，探索其老化机理，并间定为240d。进行相关性研究，为合理使用和制定有效的控制措(1)自然储存老化条件：用黑色塑料袋进行避施提供可靠的依据。光保存，储存环境通风干燥。X射线光电子能谱(XPS)对材料老化过程中氧(2)按GB／T16422．2—1999设定氙灯参数：辐原子数量的增加特别敏感，目前利用其研究

4、聚合物射强度为(10004-200)W／m，黑板温度为(364-3)材料老化降解，主要集中于评价材料表面老化程℃，相对湿度65％4-5％，喷水周期为18min／102度L1卜J。笔者对自然储存老化、氙灯加速老化和热min(喷水时间／不喷水时间)。氧加速老化240d的不饱和聚酯试样进行XPS测(3)热氧老化参数设定为：温度(704-1)℃，平试，研究材料表面的氧化降解行为。均风速为(0．54-0．1)m／s，换气率50次／h。1实验部分2结果与讨论1．1原材料2．1XPS测试结果分析191不饱和聚酯树脂、过氧化环己酮、环烷酸对3种老化方式的试样进行XPS测试，宽扫描结果如图1所示。由图1

5、可知，试样表面最强峰为钴：工业级，上海化学试剂公司。C1s(285eV)和O1S(532eV)峰，同时谱图中还有1．2主要仪器、设备氙灯耐气候试验箱：SN—R900型，无锡苏瑞实Si2s(150eV)和Si2p(100eV)光电子信号。根据验设备有限公司；XPS谱图峰面积，利用灵敏度因子(st)归一法计算热氧老化试验箱：A401型，上海精密仪器制造C和O元素原子分数，结果见表1和表2。厂；结合表1、表2可知，在不同老化环境下试榉表x射线光电子能谱仪：ESCALAB250型，X射线光源为单色A1Kct(hv=1486．6eV)，200W功国家自然科学基金重点项目(50533060)率，6

6、50m束斑，能量分析器固定透过能为2OeV，收稿日期：2010．04．19杜武青，等：XPS研究不饱和聚酯人工加速老化行为U200400600800l000l200296294292290288286284282280278结合能／eV结合能／eVR-自然储存；b一热氧老化；(a)c一氙灯老化向阳面；d一氙灯老化背阳面图13种试样老化后的XPS谱图面C和0元素个数比不同，说明不同老化环境下试样的表面老化程度也不相同。氙灯老化试样向阳面的老化最严重，试样表面0原子分数为29．59％；热氧老化试样的表面O原子分数为25．65％；自然老2962942922902882862842822802

7、78化的试样表面0原子分数为23．94％；氙灯老化试结合能／ev样背阳面的试样表面0原子分数为22．39％。因(b)此，光及温度对材料的表面氧化有促进作用，水对材料的表面氧化有一定的抑制作用。表1试样表面C元素相关参数老化方式峰值／eV峰面积／灵敏度原子分CPS·eV因子数／％自然老化284．875079．19O．2568．O8热氧老化284．872099．530．2567．75氙灯老化向阳面284．8784l5．03O．2557．142962