ABS共混改性.ppt

1、,4,目錄,1,前言,2,PVCABS共混物,3,PBTABS共混物,結(jié)語,1.前言,ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的聚合物共混物之一。它將聚苯 乙烯(Ps)、聚丁二烯 (PB)和 聚丙烯腈(PAN)的各種性能有機地結(jié)合起來 ，不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學性能，而且具有較好的耐化學藥品性、尺寸穩(wěn)定性、表面光澤度、耐低溫特性、著色性能和加工流動性能等優(yōu)點。ABS樹脂 自1947年實現(xiàn)工業(yè)化以來，發(fā)展極其迅速在世界范圍內(nèi)，ABS樹脂的年需求量 以 5 8的速度增長；在我國，年需求量更是以15的速度持續(xù)增長。,ABS樹脂具有卓越的綜合性能 ，因此其應(yīng)用非常廣泛。 在機械 、家電、汽車行業(yè)

2、中，ABS樹脂可以制造齒輪、軸承、儀 表盤、電視機外殼、汽車車身等。ABS樹脂還大量用于輕工 產(chǎn)品，如代替木材制造桌椅等 日用家具。ABS樹脂也可制造 泡沫塑料，用作保溫、防震材料。用 ABS樹脂生產(chǎn)各種 規(guī) 格、各種用途的管材也是其重要應(yīng)用領(lǐng)域。,由于 ABS樹脂含有側(cè)苯基、氰基和不飽和雙鍵，它與許多聚合物都有比較好的相容性，這為 ABS樹脂的共混改性創(chuàng)造了有利條件。通過共混，可提高 ABS樹脂的沖擊強度 、 耐熱性 、耐化學藥品性，并賦予阻燃性和抗靜電性 ，還能降低成本。,國外對 ABS共混物的研究始于 20世紀 50年代。60 年代中期，美國的 Borg Warner公司率先成功開發(fā)出第

3、一個 具有工業(yè)價值的 ABS共混物，隨后 日本 、西歐等國家和地區(qū) 的公司也紛紛開發(fā)出各種用途的 ABS共混物。目前，ABS 共混物 的種 類 已達幾 十種，并且 由二 元 向三元、多元 發(fā) 展 。筆者現(xiàn) 主要介紹三種重要 的 ABS共混物 ：PVC ABS共混物 、PBTABS共混物、PAABS共混物。,2. PVCABS共混物 21 概述 PVC是較早T業(yè)化的一個大品種塑料，由于其加工性 能、力學性能及耐候性能等方面不盡如人意，在實際應(yīng)用上 受到了限制，多年來人們采用各種改性劑對其進行改性。將 PVC與 ABS共混，意在使 PVC從通用塑料過渡為工程塑料 ， 并獲得一類可在某些應(yīng)用領(lǐng)域代替

4、 ABS的較為廉價 的新型 材料。實踐證明，PVCABS共混物綜合了ABS耐沖擊 、耐低 溫、易于成型加T以及 PVC的阻燃 、剛性強、耐腐蝕、價格低 等優(yōu)點，因而在機械零件、紡織器材、汽車儀表、器元件、箱 包制造等方面顯示出極大的發(fā)展?jié)摿Α?2.2 、 影響PVCABS共混物的因素 ABS用量是影響 PVCABS共混物的主要因素。隨著 ABS用量的增加，PVCABS共混物 的韌性得到了提高。這 是由于 ABS粒子作為應(yīng)力集中體，引發(fā)銀紋和剪切帶 ，消耗 了大量能量，而且其中的橡膠粒子產(chǎn)生變形會消耗能量，彈 性體能有效地控制銀紋發(fā)展，使其不會成為裂紋 ，綜合效果 使共混物的韌性得 到提高。隨著

5、 ABS用量 的增 加，PVC ABS共混物的沖擊強度和斷裂伸長率都有所提高 ，但拉伸強 度和硬度卻會降低。實踐證 明，ABS的含量 (質(zhì)量分數(shù) )以 不超過40為佳。否則，會引起共混物的綜合性能下降。,2.3 、 PVCABS共混物的增容改性 PVC與ABS中的塑 料相 (丙烯 腈苯 乙烯 )共聚物 (SAN)的相容性較好，形成連續(xù)相，而與橡膠相(PB)相容性 較差，因而 ABS中的橡膠粒子構(gòu)成分散相。ABS的溶解度參數(shù)一般為96100(Jcm ) ，這與 PVC的溶解度參數(shù)96(Jem ) 比較接近，因而兩者有一定的相容性，且相容 性隨著 ABS中丙烯腈含量的增加而提高，這是由于氰基為極性

6、基團，可與 PVC形成質(zhì)子授 一受體之故。,由于 PB與 PVC不相容 ，因此，PVCABS共混物是一種“半相容”體系， 具有一般共混物的“海島”結(jié)構(gòu)。但與眾不同的是 ，共混物 相界面的表面張力低 ，存在較強的粘附力，因而具有理想的 工程相容性。盡管如此，為了得到更優(yōu) 良的綜合性能，對 PVCABS共混物進行增容改性還是非常必要的。具體方法 是：加入增容劑 、增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、增韌劑和潤滑劑 等。而且在保證性能的前提下，盡量增加 ABS中丙烯腈的 含量可以提高體系的相容性。,3 PBTABS共混物 3、1 概述 聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)是由美 國于 20世紀 70年代首先開發(fā)并工業(yè)

7、化生產(chǎn)的一類結(jié) 晶型熱塑性工程塑料。 它有優(yōu)良的綜合性能，良好的力學性能 、耐熱性和耐化學藥 品性能及優(yōu)異的自潤滑性能。PBT結(jié)晶速度快，在較低溫度 下可迅速結(jié)晶，所以成型加工性良好，成型周期短 ，近年來在 電子電氣等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但是 ，PBT也有一些缺點，如缺口沖擊強度低，高載荷下熱變形溫度低，高溫下剛性差。,通過將 ABS與 PBT共混 ，則能大幅度提高 PBT的 室溫沖擊強度 ，降低其脆韌轉(zhuǎn)變溫度 ，同時使共混物保持良 好的拉伸性能、熱性能和耐化學藥品性能。對 PBTABS共 混物進行反應(yīng)增容后，不僅能進一步改善其力學性能 ，而且 克服了由二元共混物相形態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定帶來的共混

8、物性能對加工條件依賴程度較大的缺點，改善了共混物的加工性能。,32 ABS含量對 PBTABS共混物的影響 ABS能顯著提高 PBT的室溫缺口沖擊強度。純 PBT材 料的缺 口沖擊強度僅為 50 Jm，加入 ABS后共混物的沖擊 強度大幅度提高。當 ABS含量超過 30后，共混物的沖擊 強度提高至 600 Jm，材料表現(xiàn)為韌性斷裂。但隨著 ABS含 量進一步增加 ，共混物的沖擊強度增加不明顯。ABS中橡膠 相含量越高越有利于改善共混物的沖擊強度。,ABS的加人能顯著改善 PBT的低溫沖擊性能。純 PBT 的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在 60度以上才具有較高的沖擊強度，加 入 ABS后共混物的脆韌轉(zhuǎn)變溫度大

9、幅度降低，在 一20甚 至更低溫度下材料仍具有較高的沖擊強度。ABS的含量超 過 30后對共混物 的脆韌轉(zhuǎn)變溫度只有輕微的影響，ABS 中橡膠相含量越高，共混物的脆韌轉(zhuǎn)變溫度下降幅度越大。,從表 1可以看出，ABS加入后使 PBTABS共混物的拉 伸彈性模量和屈服強度降低。隨著 ABS含量的增加 ，共混 物的拉伸彈性模量和屈服強度同時呈下降趨勢；共混物的斷 裂伸長率隨 ABS含量的增加呈先升后降的趨勢，當其含量 為 40時達到最大值。ABS中橡膠相含量越高，共混物的 拉伸彈性模量、屈服強度越低 ，斷裂伸長率上升。,33 加工條件對PBTABS共混物的影響 雖然未經(jīng)增容的PBTABS二元共混物能

10、表現(xiàn)出較好的沖擊性能，但這是在控制好適當?shù)募庸l件，得到的共混物相分散良好的前提下才能達到的。由于PBTABS二元共混物的沖擊性能對加工條件很敏感，相形態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，所以PBTABS共混物在加工成型過程中的剪切和熔融溫度條件都會顯著地影響最終所得共混物的相形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能。,表2是不同加工溫度下PBTABS共混物的脆韌轉(zhuǎn)變溫度。從表2看出，加工溫度升高時共混物的脆韌轉(zhuǎn)變溫度向高溫轉(zhuǎn)移，移動幅度為525C，這使得有些共混物在室溫下的沖擊性能發(fā)生了從韌性向脆性的轉(zhuǎn)變。,34 PBTABS共混物的增容改性” PBTABS二元共混物的加工范圍相當窄，所得共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在較低應(yīng)力加工條件下會出現(xiàn)

11、相合并帶來的相增長現(xiàn)象，這相應(yīng)地會對共混物的性能產(chǎn)生不良的影響。因此，對PBTABS二元共混物進行增容顯得尤為重要。由于環(huán)氧基團能與PBT中的羧端基和羥端基發(fā)生反應(yīng)，因此，含環(huán)氧官能團的聚合物能有效增容PBTABS共混物，不僅使共混物的性能得到大幅度的提高，而且相分散更均勻，共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，加工范圍更寬，更有利于得到性能穩(wěn)定的共混材料。目前，研究報道最多的增容劑是甲基丙烯酸甲酯(MMA)甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)丙烯酸乙酯(EAK)三聚物(MGE)，其中GMA是提高反應(yīng)增容的環(huán)氧官能團，少量的EAK是為了防止開鏈，不影響共聚物與ABS中SAN的相容性。,在PBTABSMGE共混物中，

12、PBT為連續(xù)相，由SAN連續(xù)相和SAN接枝的交聯(lián)丁二烯橡膠粒子組成ABS構(gòu)成了體系的分散相。反應(yīng)增容劑MGE中的MMA與ABS中的SAN相相容，同時增容劑中的環(huán)氧單元與PBT的羧基或羥基發(fā)生反應(yīng)在兩相界面生成了PBTg-MGE。這種接枝共聚物在兩組分問增強了其界面的粘接，更為重要的是它減小了界面張力，起到了空間穩(wěn)定的作用，阻止了ABS分散相粒子的相互碰撞，進而抑制了相合并的發(fā)生，這些作用都使共混物中分散相的破裂和合并兩過程間的平衡向產(chǎn)生更好的相分散和更穩(wěn)定的相形態(tài)結(jié)構(gòu)的方向移動，從而改善了共混物的加工性能，使加工范圍變寬，減小了共混物性能對加工條件的依賴性，并進一步改善了其性能。此外，接枝反應(yīng)增加了共混物的粘度，有助于ABS的分散。,4 結(jié)語 近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對材料的性能提出了更高的要求。因此，國內(nèi)外都非常重視對ABS共混改性的研究。除了上述ABS共混物以外，常見的還有：ABS與聚碳酸酯(PC)共混，ABS與熱塑性聚氨酯(PURT)共混，ABS與親水性聚合物共混，ABS與聚偏氟乙烯(PVOF)共混等。這些共混物在汽車