ABS树脂的共混改性.docVIP

?ABS树脂的共混改性前言〔1、2〕　　ABS树脂是本世纪40年代发展起来的热塑性工程塑料，是丙烯腈 A ，丁二烯 B 和苯乙烯 S 三种单体的接枝共聚物，根据制造方法的不同有B型和G型两种树脂，它保持了聚苯乙烯 PS 的光泽和加工流动性，并具有橡胶的耐冲击性，丙烯腈的引入又增加了刚性和耐药品性，可以说它具有十分优异的综合性能。因而在机械、电气、纺织、化学工业及日用商品等方面得到了广泛应用。　　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的共混改性创造了有利条件。通过共混，可提高ABS的冲击强度、耐热性、耐化学腐蚀性，赋予阻燃性和抗静电性，或降低成本〔3〕。　　2　ABS与PVC的共混　　ABS是一种易燃材料，其氧指数 OI 为19.0左右，用ABS制造的电子、电器配件、壳体的燃烧引起的火灾时有发生。早在70年代，美国的UL Underwriter?Laboratory 、加拿大及澳大利亚的AS-3195等都对电器外壳提出了阻燃要求。国内电器配件外壳的阻燃问题也逐渐得到了重视。　　获得阻燃ABS最常用的方法是在ABS中添加无机阻燃剂。但无机阻燃剂会严重降低ABS的力学性能，影响使用。而在ABS中添加适量的滞燃型聚合物PVC，不仅可以降低无机阻燃剂的用量，也可以改善复合体系的力学性能〔4〕。实践证明，ABS/PVC共混物不仅阻燃性能和抗冲击性能优异，而且拉伸性能、弯曲性能和铰接性能、耐化学腐蚀性和抗撕裂性能也比ABS有所提高，其性能/成本指标是其它树脂无法比拟的。作为ABS系列最主要的共混品种，其注射成型及挤出成型制品已广泛应用于建筑、汽车、电子、电器和医疗器械等领域。　　从ABS与PVC的相容性来看。ABS中存在两相结构，苯乙烯、丙烯腈共聚物 SAN 作为连续相，即树脂相；聚丁二烯作为分散相，即橡胶相。PVC与ABS的树脂相相容性较好，而与橡胶相不相容，ABS/PVC共混物属“半相容”体系〔3〕。因而在该体系中，PVC与SAN的界面状况是影响最佳相容性的重要因素。PVC与SAN界面状况又受到SAN中丙烯腈 AN 含量的影响。据报道，SAN中的AN含量在12%～26% 质量比 时可与PVC达到良好混合，超过这一范围，则混合效果不理想〔5〕。一般认为，ABS/PVC体系具有“海岛”结构，PVC与SAN一起构成连续相，而共混过程中ABS中的橡胶粒子作为分散相，其粒径基本没有变化。当材料受到外力冲击时，橡胶粒子成为应力集中点，使材料诱发银纹，同时，橡胶粒子又可歧化、终止银纹或诱发新的银纹，从而提高了材料的抗冲性能〔3〕。　　再从ABS与PVC各自组成情况来看。ABS树脂是一类复杂的聚合物共混体系，而且ABS生产中使用的原料种类、工艺条件、生产方法的多样化，使ABS树脂的实际组成千差万别，变动极大。对ABS/PVC共混体系而言，在ABS三组分中，丙烯腈含量降低能提高流动性和强度，降低热变形温度和相对断裂伸长率；丁二烯含量的降低则能提高硬度和强度，但冲击韧性和耐低温性能也减弱；苯乙烯含量降低则有利于提高热变形温度、相对断裂伸长率和冲击韧性，但同时也降低其加工性能。PVC树脂的用量增加可使共混体系的拉伸强度、弯曲强度、伸长率增加〔6〕，但体系的热稳定性下降。同时PVC树脂的分子量分布宽，有利于提高熔体的剪切敏感性，改善加工性能，但又使冲击性能下降〔7〕。选用不同牌号的ABS与PVC共混可能得出不同的结果。以冲击强度为例，共混物出现极大值可能在PVC含量为15%～30%的范围内〔3〕或在PVC含量40％～50%的范围内〔7〕，或在PVC含量为70%左右时〔3，6〕。因此，共混体系与组分的关系有两个特点：其一，在一定区域内共混体系性能会出现极大值；其二，极值随ABS、PVC类型不同，出现位置亦不同。　　ABS/PVC共混体系的流动性较ABS差，且PVC的热稳定性不好，在加工过程中，受热受剪切力易发生降解，故在共混体系中应加入适量的热稳定剂和润滑剂。常用的热稳定体系为金属皂类和铅盐稳定体系，润滑体系采用石蜡。实验证明采用金属皂与铅盐混合稳定体系，Ba、Cd皂盐配比为3∶1左右，热稳定效果和制品颜色较佳，石蜡与金属皂热稳定体系配合使用的润滑作用远比铅盐系稳定剂配合作用好。同时适当采用低分子量PVC树脂可使共混体系稳定性能明显提高。因为随PVC分子量减小，分子间作用力减弱，熔融粘度下降，从而降低分子间摩擦热，降低摩擦热效应，使体系热稳定性提高〔8〕。　　PVC可将ABS的氧指数提高到28.5〔4〕，但若对阻燃性能要求较高时，还需添加阻燃剂。普遍采用的是Sb2O3和卤素阻燃剂〔9〕。阻燃剂对ABS/PVC体系的冲击强度不利。单独使用Sb2O3可以起到最大阻燃效果，但体系冲击强度下降太大，应少加为宜，而卤