手机外壳配方设计

手机外壳配方设计

一、实验目的

1、掌握塑料改性配方设计的基本知识；

2、了解聚乙烯塑料加工常用的设备（如高速混合机、双螺杆挤出机、塑料注射

机等）的基本结构原理与操作方法；

3、掌握聚烯烃配方试验的混合、混炼、注射制样等基本操作方法；

4、掌握塑料基本性能的测试方法。

二、改性塑料配方设计实验任务、目标、提示与要求

改性塑料新材料配方设计实验任务、目标、提示与要求见下表所示。

三、设计过程

1.前言

目前，手机常用塑胶材料主要有PC、ABS和PC+ABS三大类.日本手机主要采用PC+ABS，甚至采用ABS做手机外壳；韩国几家制造商最早采用纯PC材料。GE公司原来不推荐采用PC材料做手机外壳，主张采用PC+ABS材料，但最近一两年也推出适合做子机外壳的PC材料。近年来，各大手机厂商采用PC材料做手机壳的比例正在逐渐上升。

表1为几种材料的一般特性表：

2.材料介绍

2.1 PC PC学名聚碳酸酯。材料的性能特点：

①强度高，抗拉伸强度69MPa、抗弯曲强度96MPa。

②耐高温，长期使用可耐130摄氏度温度环境。

②透明性好，无毒。

④原料配色及表面涂覆不如ABs。

⑤Pc应选高流动性牌号。适用于翻盖机和在恶劣环境下使用的手

机。

2.2 ABS ABS(丙烯脂—丁二烯—苯乙烯共聚物)材料的性能特点：

①强度低，抗拉伸强度43MPa，抗弯曲强度79MPa。

②不耐温，长期使用温度不得高于60摄氏度。

③流动性、着色及表面喷涂和电镀性能均好。

2.3 PC+ABS PC与ABS的合成材料，取前面两者之特点，具有优良的成型

加工性能，流动性好，强度较高(抗拉伸强度56MPa，抗弯曲强度86MPa)。PC+ABS

材料主要用于直板机和一般外观、色彩要求高而对环境无特殊要求的翻盖机

3.PC与ABS比例的选择

PC 中加入ABS 制成的PC/ ABS 合金确能改善其性能并保持二者原有的性能优势。查文献得[1]50%ABS 对50% PC 的合金效果最佳, 此时材料的冲击强度呈最高值。在别的文献中又有，当PC/ ABS=75／25时，合金的拉伸强度、热变形温度达到最大值。又，实际生产中常用的配比为60／40。本实验选择选择比例60／40。

4.相容剂的选择

相容剂也称增容剂、高分子偶联剂，是一种新颖的塑料助剂。相容剂是通过嵌段或接枝相容，以改善二种以上高分子之间共混互不相容的聚合物（通常，一种是极性聚合物，另一种是非极性聚合物）而加入的第三组分，这第三组分即系相容剂。而相容剂的作用，是增加两种聚合物的相容性，使之两种聚合物间粘接力增大，形成稳定的结构，使分散相和连续相均匀，即相容化。相容剂起到降低界面张力、增加界面层厚度、降低分散粒子尺寸的作用，使体系最终形成具有宏观均匀微观相分离特征的热力学稳定的相态结构。由于相容剂对高分子合金体系的混合性和稳定性会产生重要的影响，因此，相容剂的合理选择和使用对高分子合金技术的实现是至关重要的根据相容剂的基体高分子之间的作用特征。查文献等得常用的有ABS-g-MAH,PE-g-MAH,SMA树脂，SEBS-g-MAH[2]等等。

ABS-g-MAH: ABS接枝马来酸酐，其ABS部分与PC/ABS合金中ABS具有相似结构，且酸酐基团可以与PC发生酯交换反应，因而可以更好的融入PC相中，提高两相的界面粘结力，从而导致其力学性能提高。

SMA树脂：在众多的增容体系中, 较为有效的是能在熔融共混过程中通过活性基团之间的反应而形成嵌段或接枝共聚物的体系, 即反应型增容剂。苯乙烯- 马来酸酐无规共聚物( R- SMA) 是反应型增容剂中较为重要的一种, 也是人们研究较多的一类增容剂, 特别是在国外有关R- SMA 增容聚合物共混体系的研究报道较多。R- SMA 作为增容剂主要应用于聚酰胺共混物及其它热塑性聚合物共混物体系, 此外在热固性树脂与热塑性树脂的共混物中也有加入R- SMA 作为增容剂的,

这类体系目前还较少, 主要应用于环氧树脂( EP) 与聚苯醚( PPO) 的共混物体系中。

5.增韧剂的选择

凡能增加聚合物的塑性，使之易于加工的物质称为增塑剂。增塑剂通常为高沸点、难挥发的液体或低熔点的固体，主要是低相对分子量的酯类。

MBS（Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene）树脂是甲基丙烯酸甲酯（M），丁二烯（B）及苯乙烯（S）的三元共聚物，由甲基丙烯酸甲酯（40%）、丁苯胶乳（30%）、苯乙烯（30%）通过乳液接枝法制得。它具有典型的核-壳结构，浅稻草黄色透明固体颗粒，密度1.09~1.11,制品透光率可达90%。透明和耐紫外光老化是其突出的优点，耐油、耐弱酸、耐弱碱，溶于丙酮、苯、甲苯、二氯乙烷等有机溶剂。可用注射、模压、挤出和吹塑等方法成型，制成电器和机械产品的透明外壳和零件等。也是一种优良的高分子改性剂，能改善高分子透明性和抗冲击性。与纯聚苯乙烯相比，MBS抗冲击强度更好，与纯ABS树脂相比，因丙烯腈组分被甲基丙烯酸甲酯所取代，故可制得透明聚合物。用MBS树脂改性后的PVC可制成各种耐冲击的软硬透明管材、片材制品，另外MBS树脂也用来改性聚苯乙烯和ABS树脂。

6.抗氧剂的选择

抗氧剂1010是大分子型抗氧剂，无污染，不着色，挥发性小，耐水抽低。可用于聚乙烯、聚甲醛、ABS树脂，对聚丙烯特别有效。本品与辅助抗氧剂DLTDP并用于聚丙烯树脂中，可以显著地提高其热稳定性，是目前酚类抗氧剂中性能最为优良的品种之一。本品一般用量为0.1%～0.5%，随着国外发达地区环保法规的限制，原含锡产品将逐渐过度到无锡化产品。它是一种多元受阻酚型抗氧剂，与大多数聚合物具有很好的相容性。有良好的防止光和热引起的变色作用。广泛用于PE、PP、PS、聚酰胺、聚甲醛、ABS树脂、PVC、合成橡胶等高分子材料中。也用来防止油脂和涂料的热氧老化。抗氧剂DLPT是硫代二丙酸二月桂酯，白色粉末或鳞片状，具有分解过氧化物的作用，不污染、不着色、高温加热不分解，可显著改善制品耐热性和抗氧性，适用于PO、ABS、PVC等，与酚类抗氧剂，紫外线吸收剂并用有协同效果，也可用于橡胶。

7.润滑剂的选择

乙撑双硬脂酰胺( EBS) 是塑料润滑剂脂肪双酰胺类化合物中的代表性品种, 在硬质PVC、ABS、AS、PC、POM 等热塑性树脂的加工中具有举足轻重的地位。由于EBS 分子存在极性酰胺基团, 因此它对聚合物树脂具有加工润滑作用和低温防粘作用。EBS 可以插入聚合物树脂内部, 降低树脂分子间的相互作用, 起到内润滑剂的作用; 另一方面, EBS 可以由树脂熔体内部迁移到表面, 减少了树脂粒子之间、树脂熔体与加工设备之间的相互摩擦, 防止其粘附到金属表面, 起到外润滑作用。

8.小组确定的配方

采用PC与ABS混合使用，其中PC作为主要原料，具有较高强度，加入ABS 是为了使之与PC形成高分子合金，可以增加材料的韧性。

配方设计用MBS对PC+ABS进行增韧改性；加入SMA进行填充，对改善PC/ABS 合金的冲击强度有较大的帮助，同时也可以提高耐热性和表面性能；利用EBS

可以降低树脂分子间的相互作用，起到内润滑剂的作用，EBS还可以由树脂熔体