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改性ABS/SMA合金的改性研究

作者:admin    添加時間:2013-07-19 09:31:25    瀏覽量:6009

改性ABS/SMA合金概述

ABS因耐熱性不足,限制了其在汽車以及電子電器方面的應用。通常提高ABS耐熱性主要有三種方法:

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①化學改性法

引入耐熱單體與苯乙烯共聚,如將N-苯基馬來酰亞胺與苯乙烯聚合,再與ABS共混,N-苯基馬來酰亞胺含量達10%時,可制得高耐熱級ABS(熱變形溫度125一130℃)。

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②物理共混法

采用與耐熱性高的樹脂共混制成塑料合金,如將ABS與PC等耐熱工程塑料共混,優點是提高耐熱性的同時提高抗沖擊性。缺點是流動性下降、成本提高。

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③添加無機填料

如用玻纖(GF)、須晶等礦物質增強;優點是彎曲模量,彎曲強度可以大幅度提高;缺點是沖擊強度下降,表面光澤變差。SMA樹脂系苯乙烯與馬來酸酐的無規共聚物,是20世紀70年代開發成功的耐熱性高分子新品種,其優點:具有較強的分子極性,從而具備廣泛的分子相容性??沙洚擲AN,?ABS,?PA,?PC,?PPO,?PVC,?PBT等極性高分子共混合金的相容劑,與GF有良好的親和性。特別是,具有優良的可塑性,可使SMA/ABS在較低的溫度和壓力下注塑或擠出成型,與耐熱ABS(奇美777D)相比,SMA/ABS合金注塑成型溫度低30℃;與MPPO相比低40-60℃,使材料的性能和成本達到優化。因此,將SMA與ABS共混是一種非常有競爭力的改性手段。

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改性ABS/SMA合金的改性研究

SMA含有的馬來酸酐等環狀剛性基團使其具有很好的耐熱性能。SMA在共混物中的比例越高,合金的耐熱性能越好。如表1所示,當ABS/SMA合金中SMA的質量分數為30%時,其共混物的熱變形溫度(HDT)比ABS提高了7℃;當SMA的質量分數增加到50%時,其H?DT比ABS提高13℃。另外,ABS/SMA合金的拉伸斷裂強度、彎曲強度和彎曲彈性模量均隨著SMA質量分數的增加而逐步提高。這說明?ABS與SMA在一定的組成范舊內有較好的相容性。但是,ABS/SMA合金的斷裂伸長率、缺口Izod沖擊強度隨著SMA樹脂質量分數的增加而降低。這是SMA分子鏈的剛性和脆性引起的。對比合金1和合金2的性能可以發現,橡膠質量分數較高的合金1表現出了良好的沖擊性能。因此,體系中SMA質量分數相同的情況下,橡膠的質量分數決定了合金材料的沖擊性能。

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表1?不同組成的ABS/?SMA合金的性能

項目

ABS-1

合金1

合金2

合金3

ABS/SMA質量比

100/0

70/30

70/30

50/50

拉伸斷裂強度/MPa

39.5

30

44

40

斷裂伸長率/%

46

29

9

7

彎曲強度/MPa

63

66

76

72

彎曲彈性模量/MPa

2069

2225

2571

2661

Izod缺口沖擊強度(3.?2mm?)/(?J/m?)

460

100

59

49

熱變形溫度(1.8MPa,?6.4mm)/℃

84

91

93

97

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上述分析表明,SMA樹脂可明顯提高ABS/?SMA合金的耐熱溫度,但同時對ABS/SMA合金的沖擊強度有較大影響,ABS/SMA合金的沖擊強度與合金組成中的橡膠質量分數有較大關系。由于市售的ABS樹脂已是一種各項性能平衡的樹脂共混物((SAN樹脂與ABS樹脂的共混物),所以要制備綜合性能(特別是沖擊強度和耐熱性能)較好的ABS/SMA合金還需重新調整ABS/SMA合金中橡膠組分的質量分數。即采取添加ABS高膠粉的方法對ABS/SMA進行改性,表2表明,ABS高膠粉的加入可顯著提高ABS/SMA合金的沖擊強度,如合金4的沖擊強度為264J/m,達到高沖擊ABS樹脂的水平,而HDT也提高到920C,已適合某些較低耐熱要求的應用。由于ABS高膠粉的加人顯著改進了ABS/SMA合金的沖擊強度,因此可增加ABS/SMA合金中SMA樹一脂的質量分數,進一步提高ABS/SMA合金的耐熱等級,如合金7的HDT達10?9?0C,達到了中等耐熱ABS的水平。

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表2?高抗沖耐熱性ABS/SMA/ABS高膠粉合金性能

項目

ABS-1

合金1

合金2

合金3

ABS-1/SMA/ABS高膠粉的質量比

40/40/20

30/50/20

20/60/20

15/70/15

拉伸斷裂強度/MPa

31.3

36.4

34.9

39.3

斷裂伸長率/%

17

15

13

17

彎曲強度/MPa

64

67

65

74

彎曲彈性模量/MPa

2066

2172

2169

2555

Izod缺口沖擊強度(3.?2mm?)/(?J/m?)

264

214

150

105

熱變形溫度/℃

92

99

103

109

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