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改性ABS/PVC合金材料特性簡介

作者:admin    添加時間:2013-7-25 11:05:32    瀏覽量:14856

PVC樹脂是由氯乙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物,屬于無定形聚合物,含結晶度5%~10%的微晶體。PVC的突出優點就是難燃性、耐磨性、抗化學腐蝕性、氣體、水汽低泄露性。此外,綜合力學性能好,是性價比最為優越的通用型材料,缺陷是熱穩定性差和抗沖擊性差。

 

用于家用電器類產品的ABS本身不能阻燃,添加無機阻燃劑是最常用的方法,然而,無機阻燃劑會嚴重降低其力學性能。PVC與ABS進行共混不僅可以實現ABS阻燃,而且可以達到降低生產成本的目的。更有意義的是ABS與具有阻燃性的PVC共混改性后,形成的ABS/PVC合金同時具有優良的阻燃和力學性能,可用于家用電器、插線板等制品。但ABS/PVC合金熱穩定性較差,合金在加工過程中容易降解,從而影響注塑件的外觀和力學性能。所以,ABS樹脂與PVC的共混改性仍是目前ABS研究領域一個比較活躍的分支。

 

ABS/PVC的改性研究

 

(1)共混組分的影響

ABS用量是影響ABS/PVC合金性能的主要因素。隨著ABS用量的增加,PVC/ABS合金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(質量分數)以不超過40%為佳。另外,ABS生產中使用的原料種類、工藝方法的不同使ABS樹脂的實際組成千差萬別。PVC樹脂用量的增加可使共混體系的拉伸強度、彎曲強度、伸長率增加,但體系的熱穩定性下降。同時,PVC樹脂分子量分布寬,有利于提高熔體的剪切敏感性,改善加工性能,但又使沖擊性能下降。因此,共混體系與組分的關系有兩個特點:①在一定組成區域內,共混體系性能會出現極大值;②極值隨ABS, PVC類型不同,出現位置不同。

 

(2)增容改性技術

ABS/PVC合金的性能受兩種樹脂的相容性的影響是關鍵所在。根據溶解度參數判斷,PVC與SAN相容性很好,而與橡膠相相容性比較差,因而,ABS/PVC屬于半相容體系。PVC與SAN相容性受SAN中丙烯睛( AN)含量的影響,AN含量過多或者過少均容易導致相容性降低,AN含量為12%~26%(質量分數)時可以與PVC達到比較好的混合效果。當PVC與ABS混合良好時,PVC與SAN為連續相,PB為分散相,使共混物的沖擊強度得到較大提高。為降低界面張力、提高兩相的黏合力,氯化聚乙烯(CPE)是ABS/PVC合金加工中最為常用的相容劑。CPE的加人有利于PVC均勻塑化,縮短熔融時間,增加熔融回彈性,因此可提高PVC/ ABS合金的缺口沖擊強度和加工流動性。據美國DOW化學公司專利介紹,在PVC/ABS臺金中添加CPE可制得一種具有優良沖擊性能和加工性能的合金。這種合金適合于擠出管材制品或吹制品等。例如,將100份PVC, 2. 5份硫醇烷基錫穩定劑、20份ABS和1. 25份CPE放在摻混機中進行混合,擠出制樣,測定其力學性能。結果表明,該試樣的沖擊強度為587J/m、斷裂伸長率為159%,熱變形溫度為84℃,外觀光滑。而不用CPE的試樣,其沖擊強度為430J/m,斷裂伸長率為149%,熱變形溫度為83℃。

 

此外,ABS/PVC常用的增容劑還有MBS, ACR, a-SAN,醋酸乙烯與ABS的接枝共聚物等。對于MBS而言,ABS與MBS中的連續相分別能與PVC相容。MBS的加人可提高ABS/PVC合金的拉伸強度,靜彎曲強度以及沖擊強度,但隨著MBS的加人,使ABS/PVC合金耐熱性及耐侯性下降,一般以3%一10%為宜。

 

Buna公司的專利提出,用醋酸乙烯與ABS的接枝共聚物作ABS/PVC合金的相容劑,如60份ABS和40份PVC組成的合金在20℃和-20℃時所具有的懸臂梁沖擊強度分別為48. 51KJ/m2和9KJ/m2,而由54份ABS,  40份PVC和6份上述相容劑組成的合金在20℃和一20℃時,懸臂梁沖擊強度(缺口)則分別為49. lKJ/m2和9. 6KJ/m2。當選用a-SAN用作相容劑時,由于a-SAN分子量較大,使分子鏈易于纏結。因此,可以導致形成更穩定的銀紋屈服區,它更有效地在ABS與PVC中分配負荷。另外,由于a-SAN分子量較大,因而黏度比較高,流動性不如SAN,所以,選用豁度1.4~1. 6Pa •S為宜。還有ACR的加入能有效地改善共混體系的綜合性能和加工性能。在注塑成型過程中ACR能消除PVC易出現的螺旋狀流紋,使制品表面光潔度得到較大的提高,其用量1份左右。

 

(3)加工工藝對共混物性能的影響

當加工溫度為100℃時,PVC開始分解,170℃左右分解明顯,因此,在PVC共混物中加入性能優良的熱穩定劑是進行PVC加工不可缺少的技術措施。目前,比較常用的有3種:①鉛鹽熱穩定劑;②稀土熱穩定劑;③有機錫熱穩定劑,其中有機錫熱穩定劑最有效,應用范圍最廣,但是價格也是最高的。在PVC加工中,特別是,不加入增塑劑時,需要向PVC共混體系中加入少量可以減少PVC分子鏈之間內摩擦力的內潤滑劑和可降低PVC塑料熔體與加工設備間粘連的外潤滑劑,潤滑體系的加入可以改善PVC物料的流動性。此外,如果是軟制品,還需要加人增塑劑,它可以明顯改善PVC物料的流動性和柔韌性,常用的PVC增塑劑為DOP。

 

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