ABS共混改性

／ABS共混物3PBT／ABS共混物结语树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚合物共混物之一。它将聚苯乙烯(Ps)、聚丁二烯(PB)和聚丙烯腈(PAN)的各种性能有机地结合起来，不仅具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能，而且具有较好的耐化学药品性、尺寸稳定性、表面光泽度、耐低温特性、着色性能和加工流动性能等优点。ABS树脂自1947年实现工业化以来，发展极其迅速在世界范围内，ABS树脂的年需求量以5％～8％的速度增长；在我国，年需求量更是以15％的速度持续增长。树脂具有卓越的综合性能，因此其应用非常广泛。在机械、家电、汽车行业中，ABS树脂可以制造齿轮、轴承、仪表盘、电视机外壳、汽车车身等。ABS树脂还大量用于轻工产品，如代替木材制造桌椅等日用家具。ABS树脂也可制造泡沫塑料，用作保温、防震材料。用ABS树脂生产各种规格、各种用途的管材也是其重要应用领域。由于ABS树脂含有侧苯基、氰基和不饱和双键，它与许多聚合物都有比较好的相容性，这为ABS树脂的共混改性创造了有利条件。通过共混，可提高ABS树脂的冲击强度、耐热性、耐化学药品性，并赋予阻燃性和抗静电性，还能降低成本。年代。60年代中期，美国的BorgWarner公司率先成功开发出第一个具有工业价值的ABS共混物，随后日本、西欧等国家和地区的公司也纷纷开发出各种用途的ABS共混物。目前，ABS共混物的种类已达几十种，并且由二元向三元、多元发展。笔者现主要介绍三种重要的ABS共混物：PVC／ABS共混物、PBT／ABS共混物、PA／ABS共混物。／ABS共混物2．1概述PVC是较早T业化的一个大品种塑料，由于其加工性能、力学性能及耐候性能等方面不尽如人意，在实际应用上受到了限制，多年来人们采用各种改性剂对其进行改性。将PVC与ABS共混，意在使PVC从通用塑料过渡为工程塑料，并获得一类可在某些应用领域代替ABS的较为廉价的新型材料。实践证明，PVC／ABS共混物综合了ABS耐冲击、耐低温、易于成型加T以及PVC的阻燃、刚性强、耐腐蚀、价格低等优点，因而在机械零件、纺织器材、汽车仪表、器元件、箱包制造等方面显示出极大的发展潜力。、影响PVC／ABS共混物的因素ABS用量是影响PVC／ABS共混物的主要因素。随着ABS用量的增加，PVC／ABS共混物的韧性得到了提高。这是由于ABS粒子作为应力集中体，引发银纹和剪切带，消耗了大量能量，而且其中的橡胶粒子产生变形会消耗能量，弹性体能有效地控制银纹发展，使其不会成为裂纹，综合效果使共混物的韧性得到提高。随着ABS用量的增加，PVC／ABS共混物的冲击强度和断裂伸长率都有所提高，但拉伸强度和硬度却会降低。实践证明，ABS的含量(质量分数)以不超过40％为佳。否则，会引起共混物的综合性能下降。、PVC／ABS共混物的增容改性PVC与ABS中的塑料相(丙烯腈／苯乙烯)共聚物(SAN)的相容性较好，形成连续相，而与橡胶相(PB)相容性较差，因而ABS中的橡胶粒子构成分散相。ABS的溶解度参数一般为9．6～10．0(J／cm)，这与PVC的溶解度参数9．6(J／em)比较接近，因而两者有一定的相容性，且相容性随着ABS中丙烯腈含量的增加而提高，这是由于氰基为极性基团，可与PVC形成质子授一受体之故。不相容，因此，PVC／ABS共混物是一种“半相容”体系，具有一般共混物的“海岛”结构。但与众不同的是，共混物相界面的表面张力低，存在较强的粘附力，因而具有理想的工程相容性。尽管如此，为了得到更优良的综合性能，对PVC／ABS共混物进行增容改性还是非常必要的。具体方法是：加入增容剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、增韧剂和润滑剂等。而且在保证性能的前提下，尽量增加ABS中丙烯腈的含量可以提高体系的相容性。／ABS共混物3、1概述聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)是由美国于20世纪70年代首先开发并工业化生产的一类结晶型热塑性工程塑料。它有优良的综合性能，良好的力学性能、耐热性和耐化学药品性能及优异的自润滑性能。PBT结晶速度快，在较低温度下可迅速结晶，所以成型加工性良好，成型周期短，近年来在电子电气等领域中得到了广泛的应用。但是，PBT也有一些缺点，如缺口冲击强度低，高载荷下热变形温度低，高温下刚性差。共混，则能大幅度提高PBT的室温冲击强度，降低其脆韧转变温度，同时使共混物保持良好的拉伸性能、热性能和耐化学药品性能。对PBT／ABS共混物进行反应增容后，不仅能进一步改善其力学性能，而且克服了由二元共混物相形态结构不稳定带来的共混物性能对加工条件依赖程度较大的缺点，改善了共混物的加工性能。．2ABS含量对PBT／ABS共混物的影响ABS能显著提高PBT的室温缺口冲击强度。纯PBT材料的缺口冲击强度仅为50J／m，加入ABS后共混物的冲击强度大幅度提高。当ABS含量超过30％后，共混物的冲击强度提高至600J／m，材料表现为韧性断裂。但随着ABS含量进一步增加，共混物的冲击强度增加不明显。ABS中橡胶相含量越高越有利于改善共混物的冲击强度。的低温冲击性能。纯PBT的玻璃化转变温度在60度以上才具有较高的冲击强度，加入ABS后共混物的脆韧转变温度大幅度降低，在一20℃甚至更低温度下材料仍具有较高的冲击强度。ABS的含量超过30％后对共混物的脆韧转变温度只有轻微的影响，ABS中橡胶相含量越高，共混物的脆韧转变温度下降幅度越大。可以看出，ABS加入后使PBT／ABS共混物的拉伸弹性模量和屈服强度降低。随着ABS含量的增加，共混物的拉伸弹性模量和屈服强度同时呈下降趋势；共混物的断裂伸长率随ABS含量的增加呈先升后降的趋势，当其含量为40％时达到最大值。ABS中橡胶相含量越高，共混物的拉伸弹性模量、屈服强度越低，断裂伸长率上升。．3加工条件对PBT／ABS共混物的影响虽然未经增容的PBT／ABS二元共混物能表现出较好的冲击性能，但这是在控制好适当的加工条件，得到的共混物相分散良好的前提下才能达到的。由于PBT／ABS二元共混物的冲击性能对加工条件很敏感，相形态结构不稳定，所以PBT／ABS共混物在加工成型过程中的剪切和熔融温度条件都会显著地影响最终所得共混物的相形态结构和性能。／ABS共混物的脆韧转变温度。从表2看出，加工温度升高时共混物的脆韧转变温度向高温转移，移动幅度为5～25~C，这使得有些共混物在室温下的冲击性能发生了从韧性向脆性的转变。．4PBT／ABS共混物的增容改性”PBT／ABS二元共混物的加工范围相当窄，所得共混物的形态结构不稳定，在较低应力加工条件下会出现相合并带来的相增长现象，这相应地会对共混物的性能产生不良的影响。因此，对PBT／ABS二元共混物进行增容显得尤为重要。由于环氧基团能与PBT中的羧端基和羟端基发生反应，因此，含环氧官能团的聚合物能有效增容PBT／ABS共混物，不仅使共混物的性能得到大幅度的提高，而且相分散更均匀，共混物形态结构更稳定，加工范围更宽，更有利于得到性能稳定的共混材料。目前，研究报道最多的增容剂是[甲基丙烯酸甲酯(MMA)／甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)／丙烯酸乙酯(EAK)]三聚物(MGE)，其中GMA是提高反应增容的环氧官能团，少量的EAK是为了防止开链，不影响共聚物与ABS中SAN的相容性。／ABS／MGE共混物中，PBT为连续相，由SAN连续相和SAN接枝的交联丁二烯橡胶粒子组成ABS构成了体系的分散相。反应增容剂MGE中的MMA与ABS中的SAN相相容，同时增容剂中的环氧单元与PBT的羧基或羟基发生反应在两相界面生成了PBT—g-MGE。这种接枝共聚物在两组分问增强了其界面的粘接，更为重要的是它减小了界面张力，起到了空间稳定的作用，阻止了ABS分散相粒子的相互碰撞，进而抑制了相合并的发生，这些作用都使共混物中分散相的破裂和合并两过程间的平衡向产生更好的相分散和更稳定的相形态结构的方向移动，从而改善了共混物的加工性能，使加工范围变宽，减小了共混物性能对加工条件的依赖性，并进一步改善了其性能。此外，接枝反应增加了共混物的粘度，有助于ABS的分散。结语近年来，随着科学技术的发展，对材料的性能提出了更高的要求。因此，国内外都非常重视对ABS共混改性的研究。除了上述ABS共混物以外，常见的还有：ABS与聚碳酸酯(PC)共混，ABS与热塑性聚氨酯(PUR—T)共混，ABS与亲水性聚合物共混，ABS与聚偏氟乙烯(PVOF)共混等。这些共混物在汽车工业、电子电气和家用电器等行业都得到了广泛的应用，具有很好的发展前景。的共混改性研究过程中需要解决两个最主要的问题：一是相容性问题，即通过加入适当的增容剂来提高共混物的相容性，以得到更好的综合性能；二是成本问题，即在保证共混物性能的前提下，尽量降低成本，以获得最佳的性能价格比。只有解决好这两个问题，才能使ABS共混物得到更好的发展，才能满足社会各行业的需求。