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PC/ABS合金材料的共混研究

作者:admin    添加時間:2013-07-12 11:08:20    瀏覽量:11672

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ABS與PC的相容性及形態結構

PC,?ABS的分子鏈中均含有苯環,PC的溶解度參數為39.?8-?41.?0(J/cm3)?1/2,?ABS的溶度參數為40.?2-41.?9(J/cm3)?1/2,所以,PC和ABS具有一定的相容性,其相容性與ABS中的AN含錄有關。當SAN質量分數在25%-75%之間變化時,PC與ABS之間的粘接力達到最大。

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ABS/PC中,當PC過量時,PC包圍SAN?,??SAN又包圍接枝橡膠粒子,即PC相與PB相之間由SAN相隔開。PC/SAN的溶解度參數差為0.84(J/cm3)?1/2,而PC/PB的溶解度參數差為7.?45(J/cm3)?1/2?,??PC與SAN為部分相容,而與PB不相容。所以,上述的隔相結構有利于PC與ABS之間的膠接,從而使PC與ABS之間產生部分相容的可能。研究表明,當ABS中的AN含量為25%時與PC的相容性最好。

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當ABS含量進一步提高并超過50%時,共混體系將發生相反轉,ABS成為連續相,PC成為分散相,材料的沖擊強度反而下降。當ABS含量再進一步提高達到75%時,相結構表現為非典型的SAN連續相過渡體系。

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PC/ABS合金的相容改性

由于ABS為兩相結構,其中包括分散相PB和連續相SAN。而PC與PB相容性很差,因此,當ABS中橡膠含量較低時ABS/PC合金的相容性較好,反之則較差。為了提高兩者的相容性,最簡便的方法是在體系中加人增容劑。增容劑一般可分為三大類:聚合物型增容劑,低分子量反應型增容劑以及多組分增容劑。各類增容劑的增容原理、特點及性能簡述如下。

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????(1)采用接枝共聚方法使ABS接上具有一定反應活性的官能團,該活性官能團與PC的端經基或端竣基反應,在共混過程中形成PC-g-ABS接枝物,可起到增容作用。美國專利報道,采用一種丙烯酸烷烴醋接枝ABS(HEMA-g-ABS)為相容劑,基本配方為62.?S份PC,??10份HEMA-g-ABS,??12.?5份SAN,??13份阻燃劑、1份PTFE,制得阻燃達到V-0級別、抗沖擊性能優良的ABS/PC合金。Balakrishnan等以ABS熔融接枝MAH(馬來酸酐)的接枝物mABS代替ABS,則PC/mABS共混體系呈層狀分散結構。

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????PC,?ABS共混材料的橫斷面不平滑,且有凸凹不平清晰的梯槽,表明PC與ABS相容性有限。添加4份ABS-g-MA?H共混的PC/ABS復合材料材料的低溫橫斷面比較平滑,且狀斷面邊緣模糊不清,說明相容劑的添加增加了PC八CBS合金微團間的相容性,從而使共混物結合成完整的整體。

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????(2)采用馬來酸配一苯乙烯共聚物(SMA)作增容劑,其酸配官能團能與PC的端輕基或端梭基反應,形成PC-g-SMA接枝物。此類增容劑可使ABS/PC合金的沖擊強度提高2倍以上,斷裂伸長率增加3倍以上。此外,SMA與ABS由于結構相似,因而兩者有良好的相容性,并且活性較強的酸醉基團能在高溫及剪切場下與PC發生醋交換反應,從而降低了兩相的界面張力,使體系分散相顆粒細化,提高共混物的力學性能。

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????(3)?PE接枝物也可增容ABS/PC共混體系。LLDPE-g-MA?H接枝物增容劑加人共混體系后,明顯提高了ABS/PC共混物的耐熱性,改善了體系的相容性,且沖擊強度、拉伸強度和斷裂伸長率均有明顯的提高。美國專利報道,采用了一種含環氧基的a一烯烴聚合物作為增容劑,提高了ABS/PC共混物流動性能,且低溫韌性和模量幾乎未受到任何影響,適用于制作薄壁板材。

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????(4)甲基丙烯酸甲醋一丁二烯一苯乙烯(MBS>共聚物也可作為第三組分增容ABS/PC合金。ABS/PC/MBS三者的共混比為70/10/20時合金的沖擊強度,遠遠高于PC的沖擊強度,同時三相合金的測試樣條呈象牙白色,質地均勻,而且手感較好。

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? ? (5)雙組分增容劑對ABS/PC共混體系的增容效果比單一增容劑好。MAH-g-PP和一種環氧樹脂NPES-909共同增容ABS/PC?(70/30)共混體系時,含環氧基增容劑體系的屈服強度、拉伸模量和沖擊強度均優于單一MAH-g-PP增容的體系。DSC測試表明,隨著NPES-909含量的增加,ABS和PC的玻璃化溫度逐漸接近,即體系向均相方向發展。說明此類增容劑的加人大大地改善了ABS/PC體系的相容性。

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(6)其他類型相容劑。方少明等采用PP-g-MAH對ABS/PC共混體系進行改性,研究表明,PP-g-MAH用量為2.?5%時,ABS/PC合金缺口沖擊強度達到峰值44幼/m2。用量超過2.?5%時,合金的缺口沖擊強度下降。這是因為,隨著PP-g-MAH的加人,可明顯改善ABS與PC的相容性,在兩相間形成穩定的過渡區,使兩相結合緊密,沖擊強度得以提高;當相容劑用量超過2.?5%時,相容劑從兩相界面處析出,影響了合金的沖擊性能。上海交通大學采用自制的(PP/POE>?-g-MAH改性PC及合金,使改性合金缺口沖擊強度達到了48.?4幼/m2,且加工性和耐沸水性得到了改善。南京聚龍工程塑料公司采用乙烯/丙烯酸醋共聚物和含有甲基丙烯酸縮水甘油醋的乙烯/丙烯酸醋共聚物增容ABS/PC合金。兩種相容劑在總量添加到2%時就有較好的增韌效果,到4%時基本接近最高點,懸臂梁缺口沖擊強度分別達到了66.?8幼/m2和82.?2幼/m2。乙烯/丙烯酸醋共聚物使合金的拉伸強度下降,斷裂伸長率提高。含有甲摧丙烯酸縮水甘油醋的乙烯/丙烯酸醋共聚物使合金的拉伸強度和斷裂伸長率都提高,可能是因為它不但屬柔性材料,而巨還含有相劉一剛性的環氧基團,并月.活性非常高,導致合金分子結合非常緊密,界面豁合力非常強。韓國Pusan國立大學研究了ABS占主要成分的ABS/PC合金,結果表明,PMMA作為合金的相容劑,可以提高Izod缺口沖擊強度和拉伸強度,由PMMA改性的ABS/PC界面可以改變斷裂過程中的能量損耗機理。Wildes等提出了一種新型的胺官能團化的SAN?(?SANa-mine)作為ABS/PC的反應相容劑。他們認為,由于PC鏈端缺乏功能性基團,不能為其共混合金提供一種直接的增容條件,所以合成了一種SAN-a-mme聚合物能與ABS基體相混容,并可與PC相反應,形成新的接枝聚合物SAN-g-PC,可以降低各種共混組成、各種PC分子量、各種加工條件下的SAN分散相的粒子尺寸。




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