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p c a b s 树脂共混改性研究 摘要 本论文研究了两种聚碳酸酯和两种a b s 树脂以及两种添加剂对p c a b s 共混体系性能的影响。运用五因子二次通用旋转回归设计安排实验，系统地 研究了p c a b s 共混体系中各因子及因子间的交互作用对共混体系各项性能 的影响。结果表明，在显著性水平n = o 0 5 ( 简支梁缺口及熔体流动速率a = o 0 1 ) 时，二次通用旋转设计所回归的方程与实际情况拟合良好，各项性能的预测 值与实验值的误差基本在1 0 以内。用回归方程可根据配方来预测产品性能 还可进一步用作根据产品性能的要求拟定配方。 实验表明：p c 与a b s 的比例对体系的冲击强度、弯曲模量、热变形温 度等影响最为显著，p c 和a b s 的品种也有明显影响，接枝胶和p s 在一定范 围内对改善共混物的性能有良好的作用。共混物的缺口冲击强度、拉伸强度、 弯蓝强度、热变形温度等性能随p c 含量的增加呈显著上升，且在一定的条件 下，呈线性增加的趋势。五因子共混体系的缺口冲击强度在不同p c a b s 比 例范围内高于二元共混物的缺口冲击强度。 关键词：p ca b s共混改性旋转回归设计 p c a b s 树脂共混改性研究 a b s t r a c t t h ei n f l u e n c eo ft w ot y p ep c ，t w ot y p ea b sa n dt w ot y p ea d d i t i v eo np r o p e r t i e so f p c a b sb l e n d ss y s t e mw e r er e s e a r c h e d t h ee f f e c t so f t h ef a c t o r sa n dt h e i ri n t e r a c t i o n so nt h e q u a l i t i e so f p c a b ss y s t e mw e r es t u d i e db ya r r a n g i n gt h ee x p e r i m e n t sw i t hq u a d r a t i cg e n e r a l r e v o l v i n gr e g r e s s i o ne x p e r i m e n t a ld e s i g n t h er e s u l t ss h o w e dt h a t , u n d e rt h en o t a b i l i t yl e v e l a 2 0 0 5 ( c h a r p y n o t c h e d i m p a c ts t r e n g t hq = o 1 ) ，t h er e g r e s s i o nd a t am a t c h e dt h e e x p e r i m e n t a ld a t as a t i s f a c t o r i l ya n dt h ee r r o rc o u l db ec o n t r o l l e du n d e r1 0 s ot h ee q u a t i o n c o u l db e u s e dt op r e d i c tt h ee x p e r i m e n tr e s u l t sa n dd i r e c tt h e p r a t i c ec o r r e c t l y t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ，t h er a t i oo fp c a b sh a d g o o de f f e c to nc h a r p yn o t c h c e di m p a c t s t r e n g t h ，f l e x u r a lm o d u l u sa n dh d t , t h et y p i e so fp ca n da b sh a de f f e c ta l s o g r a f d e dr u b b e r h a df a v o r a b l ee f f e c ta t ac e r t a i n r a n g e p c a l s oh a de n h a n c e c h a r p y n o t c h c e d i m p a c t s t r e n g t h ，t e n s i l es t r e n g t h ， f l e x u r a l s t r e n g t h ，h d t a n do t h e r p r o p e r t i e s ，a n d h a di n c r e a s e l i n e a r t h ec h a r p yn o t e h c e di m p a c ts t r e n g t ho ff i v e f a c t o r sw a sh i g h e rt h ec h a r p yn o t c h c e d i m p a c ts t r e n g t ho f p c a b s k e y w o r d ：p ca b sb l e n d g e n e r a lr e g r e s s i o nd e s i g n 篓丝! 登篷茎堡垦黧堕塞 前言 聚碳酸酯是五大工程塑料之一，其产量和消费凝仅次于尼龙工程塑料， 屠第二位。聚碳酸酸臭寿嶷好赞力学性戆、囊重热瞧、瓣媛靛、隧燃瞧及较藏 的折射率。假是它的加工流动性和耐应力开裂性较麓，成举较高，这在一定 程度上限刳了它懿盛雳。瑗在，聚碳酸醋主要应用予电子魄器、汽车王业、 机械工业、暇疗设备及包装材料等领域。 a b s 挺艨是五大合成秘鹭之一，其挠狰走蛙、瓣热毪、 l l | 低懑性、醚化 学药品性及电气性能优良，还具有翁加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等 特点，容易涂装、黄色，还可以进褥表露蹼镀金属、电镀、焊接、热压嚣牯 接等二次加工，在机械、汽车、纺织、建筑等行业得到了广泛的j 暾用。a b s 树鼹掇然具露优越的综合性熊，但棚对丽言，a b s 楗月譬耐嫉性不足、易燃、 耐热性不够黼等问题，因此它的应髑受到了一定的限制。 将p c 与a b s 共混可得到综合瞧能优异、价格遗申的共混材料。p c a 弘s 合金是世界上销售蠡较大的商业化聚合物合金，美溺、德豳等许多大公司部 相继拜发，并不断攒如耨晶种。综仑文献报导，p c a b s 挟混改性一般在 p c a b s 配眈为7 0 3 0 附近共混物的缺口冲裔强度容易出现协同效应，可以获 得较离性能的共混改性材料，然而在p c a b s 低配比时，则往往出现反协同 作用，共混改往材料无实用价值，因此p c a b s 共混改性材料的晶种有限， 不能满足广泛应用的濡求。用通用的改性材料，如何消除p c a b s 低配比的 反秘阍作霜，丽在p c 纨b s 商瓤眈时又麓有眈纯p c 簧离静冲击强度憝p c a b s 的关键问题+ 本论文叛歼发债格低藏、性能优异、麓适应多方面用途的p c ，a b s 各种 合金为目的，研究p c 、a b s 、添加荆的品种及其配比对p c a b s 共混体系性 能翡影响。 由于本实验共混组分较多，组分间的作用复杂，用通常安排试验的方法 篙要徽大萋静实验，丽嚣雩难戳表这缀分淘交甄佟焉美系。事实上，在多困子 多水平的试验中，要将因子水平组合的全部试验都做是不可能的，因此，本 论文瓣勇一戮翡是，都要考虑实验次数多，又麓褥出全嚣豹可靠豹结论，寻 求用科学的方法和合理的安排试验，建立反映配方与性能关系的数学模型。 p c a b s 树脂共混改性研究 本论文选用两种p c 、两种a b s 及两种添加剂进行p c a b s 共混改性研 究，采用五因子二次通用旋转回归设计的数理统计分析方法，建立性能与配 方之间关系的数学模型。根据各个性能与因子关系的回归方程，可以用来根 据配方预测共混体系的性能，进一步应用还可以依据产品的性能要求来拟定 和优化配方，以指导应用研究和生产实践。 p c a b s 树脂共混改性研究 l文献综述 1 1 聚碳酸酯( p c ) 、a b s 树脂及其共混物的性能特点和应用概况 1 1 1 聚碳酸酯的性能和特点 聚碳酸酯是一种透明的黄色或无色线性热塑性工程塑料，它的分子主链中 含有碳酸酯基团，目前应用最广泛的是双酚a 型聚碳酸酯，其分子式为： c h io 。心扣弘l 晰 貔3 从聚碳酸酯的结构可以看出，它含有多种化学基团，分子主链上的苯环提 供刚性和耐化学稳定性，异丙基及醚键赋予柔软性和韧性，因此聚碳酸酯综合 性能良好，有较高的刚性、韧性和较宽的工作温度范围，而且尺寸稳定性较好， 折光率较高，可用作透明材料，耐候性好，阻燃，有自熄性，耐低温性能好。 它的刚性比尼龙、聚甲醛高3 倍之多，无缺口冲击强度在所有的工程塑料中名 列前茅，它可以在6 0 1 2 0 下长期工作，短期可达1 4 0 。但是聚碳酸酯价 格较贵，加工温度较高，耐应力开裂性较差，不耐溶剂和辐射，高温下易水解 而且流动性较差，难以成型大型中空薄壁、形状复杂的制品，因此在很大程度 上限制了聚碳酸酯的应用。 p c 按其分子量及用途可分为： 高粘度型：例如美国通用电器公司l e x a n 的1 0 1 ，德国拜尔的3 2 0 0 等， 主要用于高冲击强度壁厚之制品。 中粘度型：例如美国通用电器公司l e x a n 的1 4 1 ，主要用来注射成型大 型、厚壁制品。 低粘度型：例如德国拜尔的2 6 0 0 等，它们具有很高的流动性，用于成型 形状复杂的大型制品。 近年来，许多改性p c 不断涌现，总的来说，对p c 的改性分为两类，一 类是化学改性，例如卤代双酚a 聚碳酸酯，其热变形温度可达1 8 7 c ，有机硅 一聚碳酸酯共缩聚物，调节p c 的含量可得到弹性体。另一类是物理改性，聚 碳酸酯可与许多聚合物共混，以改进其耐应力开裂性，耐磨性及粘度较大等缺 点。例如与无定形通用塑料共混以提高其韧性、降低成本；与结晶性通用塑料 ! 坐! 鳖璧茎塑塾璧登窒 共混，增加弹| 生摸量，提高抗冲击性秘炽工性，降低成零和耐沸承性，如p c p p ， p c p e 等：与结晶性工程塑料菇混，溉可保持箕耐热憔，又可提高流幼性、耐 磨性和耐溶剂性如p c p e t ，p c p b t 等；与慕些弹性体菇混可增加聚碳酸藤的 弹性和耐优学品性；阁玻璃纤维增强聚碳酸酯可以提商p c 的耐疲劳强度、黼 性及耐应力开裂性等。 1 1 2a b s 树糙的性髓和特点 a b s 树脂是目前产量最大、应用晟广泛的通用工程塑料。它通常是指聚 丁二烯橡胶与单俸苯乙烯和溺烯腈的揍枝共聚物，程聚丁二烯橡胶与单俸苯 乙烯和丙烯腈的接枝熬聚反成中，除了生成凝丁二烯橡胶与苯乙烯和丙烯腈 的按棱共聚秘矫，摹锩苯乙浠和丙燎精会发黛共聚垒成游离s a n 树脂，所淤 实际上得到的是聚丁二烯与苯乙烯、阕烯腈按枝共聚物和游离s a n 的混合物。 a b s 褥i 誓其餐复杂静多裙绪稳，橡胶怒分散籀，s a n 作为基体树瑟是连续稻， 橡胶以颗粒状分散在赫体树脂中，由于橡胶颗粒的存在，a b s 树脂具有更优 异懿稳髓，茏莛是抗渖毒瞧戆挺毒死倍甚至卡凡倍。a b s 将褥烯籍、丁二烯、 苯乙烯的各种性能有机地统一起来，菹中丙烯腈提供很好的耐化学腐蚀性、 麓淫憔、毫煞衰嚣疆发耪熬稳定缝及潮缝，丁二烯援供羲犍、褒懿洚毒强发 和耐寒性，苯乙烯赋予剐性、加工流动性、介电性及高光泽性。因此a b s 不 投吴蠢魏、磺、剩等优莛懿力学性鼹，悉虽英有较好静嚣绽举药鑫瞧、足寸 稳定性、表面光泽度、耐低温性能、电镀性能、着色性能和加工流动性等。 a b s 按耀途哥分隽逶瘸缀、瓣热、疆燃、透骥、奄镀、爝强等熬级。茭 中应朋最广泛的是通用级a b s 。 避鼹级a b s 主要分麦鞋下足个鼓秘： 中抗冲型a b s ：通常冲击强度在1 0 0 - - 2 0 0 j m 之间，橡胶含量在8 一1 4 之闯。例如吉忧熬0 2 1 5 a ，台湾奄美瓣p a 一7 5 7 等； 搿抗冲击型a b s ；通常冲击强度在1 8 0 - - 3 0 0 j m 之间，橡胶含量在1 4 - - 1 8 之间；铡搬兰纯靛a b s 1 3 0 l ，盎镌鼹c h 5 1 0 等； 越高抗冲涪型a b s 通常冲击强度在不低予3 0 0 j m ，橡胶禽量大多在1 8 以上。如台湾衡美p a 一7 4 7 ，目本的j s l 卜1 0 等。 敬变a b s 树脂中三种组分之间的比例，可咀在邋当范围内调节其性能， 以适威各种特殊应用。但是当a b s 用米巷i 造较高级别的产品融，刚瞧、醛候 性及耐热性稍摄不足。a b s 韵化学改性主要怒改善它的耐候性，其代表产品 有a c s 、a e s 、a a s 、m a b s 及m b s 。a b s 的共混改睦主要是提高它的冲毒 一 ! 竺竺堕塑塑苎堡垫丝塑型 _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ 强度、耐热性、耐化学腐蚀性、阻燃性、涂饰性、抗静电性或降低成本。 a b s f p v ci l l 合金主要提高其阻燃性及抗冲击性能，还可以降低成本a a b s p a 捌合金即具有a b s 的韧性和刚性，又具有p a 的耐热和耐化学 药品性，在目前广泛应用的工程塑料中，a b s p a 合金是具有很高的抗冲击强 度的材料。 a b s t p u 3 3 4 1 合金即有高流动性又具有高冲击性。 此外，a b s 还可与p c 、p e t 、p b t 、p s f 等共混得到商陛能材料。 1 1 3p c a b s 共混物的性能、特点及应用 p c 加入a b s 中可使a b s 的耐热性和机械性能提高，而a b s 加入p c 中 可提高p c 的流动性，机械性能，耐应力开裂性及降低成本。 p c a b s 共混物是最早工业化生产的一种聚碳酸酯改性产品。较成熟的品 种有b o r g w a r m e r 的c y c o l o y e h a 、帝人化成的t 一1 0 0 0 等。 p c a b s 共混物与p c 相比具有很多优点：从物理性能上看，共混物的密 度较p c 小。从机械性能上看，在常温下，共混物的拉伸强度稍有降低，但在 低温下，拉伸强度高于p c ；共混物的低温弯曲强度、低温冲击强度、耐沸水 性、也优于p c ；吸水率较低；共混物经1 0 0 c 热处理，冲击强度下降慢，而 p c 则急剧降低。从加工应用方面看，共混物的流动性较高，加工性较好；从 热性能上看，p c ，a b s 合金的热变形温度介于p c 和a b s 之间，可在1 0 0 一1 4 0 温度范围内使用不变形；尺寸稳定性好，耐疲劳性较好，对应力的敏感性降 低，更为重要的是共混物的成本降低，性价比提高。 p c a b s 共混物与a b s 相比具有耐热性、韧性、拉伸强度、弯曲强度等力 学性能提高的优点，另外，它的阻燃性也提高。 p c a b s 共混物具有以上优点，决定了此共混物应用的广泛性。它主要应 用于机械零件、汽车内饰及保险杠、电子电器部件、仪表及仪器外壳、照明器 材、交通标志板及头盔等，另外还可以挤出成型后再二次真空成型生产汽车车 身。 1 2p c 与a b s 共混机理 1 2 1p c 与a b s 共混的相容性 组成a b s 树脂的各组分自身的溶解度参数差异较大，由此形成了主要由 p b 橡胶相、s a n 塑料相与界面区组成的非均相混合物。各组分间的配比( 包 括s a n 中丙烯腈与苯乙烯配比) 的不同，必然会影响a b s 树脂的溶解度参数， p c a b s 辩滕筵渥改挂礤究 从而影响与之必混的撼一聚含物闯的糈容性。从表l * l 中数摄可以接测，p c 您 s a n 相的相簿性尚可，而与橡胶相的相容性貔比较羲，但从总体上者，p c 与 a b s 的溶解度参数相蕤不大；p c 的分子结专句中含有苯环，a b s 中也食寿苯环， 两者桷容性预计较好。除此之外，a b s 的收缩率为o 6 左右，p c 的收缩率为 0 7 友右，两者非常接近，在成型加工过程中不会由予膨胀不均匀两增加材料 前内应力。因此，可阻认为共混体系舆有比较好的工藏相容髋。 表1 - 1聚合糍溶解度参数5 1 ( j c m 3 ) 1 4 t a b l e1 - 1t h es o l u b i l i t yp a r a m e t e r o f p o l y m e r ( j ，c m 3 ) 1 “ 研究结果也表明，p c a b s 共混物中a b s 含量的增加，p c 的t g 和a b s 豹t g 都有一建程度鹃下降，只是p c 酌| i 毫下降得较快，所班两者有相互靠近 的趋势，这些都说明p c 和a b s 是部分相容的。英国h e r p e l s 和m a s c i a 采用动 态力学试验方法磅究了p e 缓8 s 混合貔串各缓分静含豢及玻璃纯转变滠度( t g ) 值8 3 ( 如表l 。2 ) 。 表1 - 2 p c i a b s 台金笔壤及，r g 饿 t a b l e1 - 2t h ec o m p o s ea n d t go f p c a b sb l e n d s 由衷可以褥出，a b s 中的s a n 相和p b 相的t g 均随p c 含量的增加而提 毫，厨时p e 缝分躬强莲s a n 含量豹增宓瑟瑟逐海降低，这滋爨p e 稳毒a b s 中的蓦体s a n 和橡胶粒子表层接枝的s a n 产生了某种程度的相容，这与理涂 分蛎是一致戆。 用d s c 分析方法测定p c 与a b s 的相容性，可以得到与幼态力学法相同 妁结论嘲( 熟熬1 。1 ) 4 p c a b s 树脂麸混改性研究 被_ c 图1 1p c 几b s 共混物d s c 图谱 f i g ，1 - 1 t h e d s cc h a r t o f p c a b sb l e n d s 综上所述，p c 与a b s 共混改性在理论和实际应用上都是可行的。 1 2 2共混物的微观结构 p c a b s 共混物的微观结构取决于原料、配比、共混方式和条件，成型方 法与条件、后处理等因素，它与性能密切相关，尤其是配比。当p c 含量较高 时，p c 呈连续相，共混物制品具有较高的力学性能；当p c 、a b s 皆为连续相 时，则形成高阻尼、低冲击性能；当a b s 为连续相时，主要体现a b s 的性能。 1 0 1 1 1 2 1 1 3 p c a b s 共混物可能形成如下图所示之三层结构n ”，即在高p c 含量时， p c 包围着s a n ，s a n 又包围着接枝橡胶p b ，也就是说s a n 形成一层中间相， 而橡胶相也是复相结构，橡胶相中又包含s a n 粒子( 见1 2 ) 。 共混物中，随a b s 含量的增加，p c 由连续相经双连续相变为分散相。在 注射制品中，p c a b s 为2 5 7 5 时，p c 在a b s 中呈粒状分布，料子沿注射方 向拉长；当p c a b s 为7 5 2 5 时，a b s 在p c 中呈纤维状和不连续层状，且主 要为不连续层状并沿注射方向排列；当p c a b s 为5 0 5 0 时，a b s 与p c 都主 要为不连续层状并沿注射方向排列，共混物微观结构在注射样条厚度方向有明 显差异；p c a b s 为9 0 1 0 - 7 0 3 0 或者3 0 ，7 0 1 0 9 0 时，分散相a b s 或p c 在样 条边缘沿注射方向上呈珠一线结构或拉长的粒状，中心处呈珠状。 鉴兰垒墼篓塑莲堡鍪堡匿窒 一一一。 蓬1 - 2l i c 鸯涟壤摆辩， f c t a b s 蔟混饕澎惫汞意整 f i g 1 - 2 t h em o d a l i t ys k e t c hm a po f p c a b sb l e n d sw h e np ci sc o n t i n u o u sp h a s e 蘧制裁型斡试襻较好迷保持共溪物、潺蒺瓣颜形戴酶囊鼗蕊穗鹭鞠绩穆，褥 注射成型时，擞高剪切速率下，分散棚的分散状态发擞变化，由粒状变为纤维 状或燕凝，分散缘一毽邀会蘧戮破爨。 另外，成型温度发生变化时，相态亦发生变化。随着物料温度的升高，浊 奏砉群条菠生鹗显懿辐分亵。 1 2 3p c a b s 共混增挥剂的艨用 在镄冬共溅耱酵备缓势鬻形或其鸯较好懿裙容畿又存在徽溪( 或漫徼震 相分离结构是提高产晶性能的获键。 大多装聚合携之裁睡掇容髓较差，这往毽棱共滢体系难激遮囊鼹螫求爨分 散程度。即使借助外界条件，使两种聚合物在装混过襁中实现均匀分散，也会 在使耀进程中爨墁分凄瑗象，罨致共撬麴性笺不稳定。解决这一阚嚣可噬燕入 增容剂，或者程混合过程中发擞化学反应引起增容作用，也可以在聚食物组分 之阕弓l 入挺互榫爰鹩基溪，较复杂靛方法是共漆裁法帮i p n 法。其中，瓣入罐 容剂的方法操作简单弱行，效聚良好。 虫- 7 = p c 秘a b s 楚部分穗蜜体系，不霪搬入灌容赛g 也g 成为有蹙的亵韭材 料。毽两者的鞠容往并不十分好，另步 ，p c 和a b s 的粘度栩灌较丈，为了得 到具有稳定蛇黪态结构、更高煌能的产最就震螫添热增察剂默爝妻a 嚣卷靛摆容 经。 掇入增辔粼的瓿璞童要是降低两糖之趣的爨霹能，戳促进聚合物共混过程 中裙静分散，隰瞠分数褶的凝聚并强纯相简粘接。 用作p c a b s 共溅体系增蜜剂的主要品糖霄：苯乙烯一鼹来酸酗共聚甥 矗 p c a b s 树脂共混改性研究 ( s m a h ) 、改性p e 、丙烯酸酯弹性体、甲基丙烯酸甲酯类必聚物、刚性粒予、 p v c 及其毯m a h 接棱聚合貔等。漤容裁蕊麓天不懊霉滋改蒋共漫携翡熬王注 能、力学性能，还可以提高制品的接缝强度。 1 3p c a b s 荚混改拣的影噙因素 p d a b s 熬混物性能的勰低主要出p c 及a b s 树船、第三组分的品种及其 共漏沈和共漓的工艺条件等闲素决定。 1 3 1p c 、a b s 树胎品种 p a a b s 共混物中，原料的选择很重要，选择含适品种的橱酯怒保证合金 材料性能的一个重要因素。 p c 对菸混物韵影响主器表现在粘度上。p c 的分予质堂离，粘壤大，歃口 冲击强度高。p c a b s 舍金的缺口冲击强度也同样随着p c 相对分子质量的增 大两增大，耘一脆转变温度溅p c 藕对分子溪虽增大蔼降低( 妻菩图1 3 ) 。醴5 3 v m - 阶趟精相对于艚量p c ih _ 胁商辊对分子厦量p c l 鞋午e 一书撺黯势子麓熏p c ；撇s 强t 曹蠢l s 箔 隧l 一3 苓嬲p c 稳辫分子震豢瓣p c a b s 台金( 7 0 3 0 ) 瓣i z o d 缺口冲击强度与温度的关系 f i g 1 - 3 t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ni z o d i m p a c ts t r e n g t ha n dt e m p e r a t u r e o f p c i a b s b l e n d s ( 7 0 3 0 ) o f v a r i o u sm o l e c u l eq u a l i t yo f p c 出于a b s 缀成躲多样设，它对焚混物黢能鹣影响跑较复杂，主要表魏在 流动性和橡胶成份的食量上。从力学性能上体现出来的结果是a b s 对共混物 1 陡熊妨影响越过p c 的影响。如果能燕确选髑a b s 樾滕，则w 默大蠛度提藏共 混物的缺口冲击强度，a b s 树脂呈明盟的增韧作用。如果a b s 树腊选用不当， 了 一点f)，毯豪椎骨譬缮 羔!堂翌塑茎望垫鐾塑窒一 非但对共混甥没有增韧作用。反面使共混物的缺口冲馐强度太幅度下降，最终 成为种脆性材料。 表1 - 3备缎分配方缺口冲击强度涮试绻果3 t a b l e1 3t h en o t c h c e di m p a c ts t r e n g t ho f p c i a b s 爨瓣及琵淀 缺口冲击强度 ( 1 0 1 2 0 m m ) k j m 2 p c 1 a b s l = 7 5 2 5 p c - l ，a b s 2 = 7 5 ，2 5 p c + 1 a b s 3 = 7 5 2 5 a b s 1 a b s 2 a b s 3 p c l p c a b s 鼯毙对冀滢耪狰游强度的影响是否出现论丽效藏受诸多函素静影 响。表l - 4 为a b s 种类及共混设备对p c a b s 熬混物冲击强度协同效庶出现的 配沌蕊国。 袭l - 4a b s 种类、共混设备与协阍效应出现的配比范围 t a b l e l 0 5t h ep r o p o r t i o nr a n g ec o o p e r a t ew i t h 孵o f a b s 、e q u i p m e n t 哭势，文献指出：低接鼓橡胶含霪戆a b s 鞋及傻惩连续握合挤塞露， p c a b s 共混物冲击强度的协闶效应出现的配比范围加宽，1 并且弯曲强度也 出现蛰圈效应；瑟裹接技掾黢食量的a b s 缓焚湿懿熬硬度耧控 孛瞧麓降低， 但断裂伸长率出现协同效应。“ 李蓑云鼬对p c a b s 黪凝漫戆会金静穗囊破毒l ：叛嚣形态翅疑墨渖1 毒强凌 之间关系的研究得出：采用商分子量窄分子登分布的p c 制备的共混物合金有 利予映嚣、砖毒强度熬掇薅。 o 5 卫心一0 i q：乳n嬲甜 p c t a b s 树糙共混敌後醑竞 l 。3 。2 耧度魄 根据等粘度原理，在共混物中，抉混组分的粘度越接近，两相分敝得越好， 共滋物魏性麓越寒。在p c a b s 共漫狻孛，歪礁选惩a b s 及p c 麓晶耪辩 p c a b s 合盒的性能起关键性作用。 表1 - 5a b s 蕊体滚魂遴搴黠p c a b s 会袅蛙戆魄影噙吣 t a b l e l 一5t h ep r o p e r t i e so f p c a b st ov a r i o u sm f ro f a b s 1 6 ) 。 p c a b s 合金的缺口净蠢强度踺麓p c 棚对分予质量的增大蠢增大( 如表 袭l - 6不犀分子量的p c 对p c a b s 台金毂能的影响1 t a b l e l - 6t h ep r o p e r t i e so f p c a b so f v a r i o u sp cm o l e c u l eq u a n t i t y 飘以上分析看，要获得商性能含金，p c 与a b s 牯度或相应大一些，髓综 合考虑成型加工性，应选择分子量合适的p c 与a b s 。 1 3 - 3p c 缓聪豹撬食沈 同样两种聚合物，混合比的变化有两方黼的意义：一是会引起棚容性的变 话，二是按“混合耪法剜”孳| 超翡各项性能豹交巅二。共湿秘的性能麓配琵交他 有时候比较平稳，有时候则j 常剧烈。前者说明两种聚合物间的相褰性能够保 持两稠结构鹣基本稳定，共溢物往麓基本替含“混合秘法爨| j ”；焉者往往燕两 种聚含物间的相容性不能够保持两相结构的簇本稳定，从而弓i 起形态结构的变 纯，甚至稳转交。 ! 鬯篓墼塑鍪整翌茎 大多数磺突袭明 1 9 ) 2 1 3 越m 孔：p c a b s 共混物懿拉传强发、弯熬强度、热 性能、弯曲模餐和密度呈线性关系，即随a b s 含量的增加而降低。而冲击强 度的变化则较为复杂。 1 3 3 1p c a b s 对麸混物的冲击韧性的影响 p c a b s 然混物冲击韧慢的变亿规律较为复杂。 从文献3 可以髫出，缺妇冲击强度随a b s 含登的变化如下图： 矗善s ；罐美蕾鳍) 鬻1 - 4p c i a b s 静渖壶强整岛配跑鹣笑系 f i g 1 - 4 t h ei m p a c ts t r e n g t ho f p c a b s 辩在p c 纨b s = 5 掰5 e 薅，淬壹强嶷有一峰蕊，奁p c 含堂约为掩左右， 缺口冲击强度肖一最低点。当作者用不同牌号的a b s ，p c 材料时，w 以得出 辐霜戆艇律，晨爨璎极壤畦的缀分含爨稳霹，廷是援壤嚣所逡建赘p c 、a b s 牌号而有所变化。 发生毙静凌蒙验聪因蹩；随a b s 食量戆堞鸯羹，受到净壹瓣，嚣a b s 夔装 纹效应和p c 的剪切带效应之间的相置诱发、岐化、削弱、终止的协同效应， 使材料豹姣曩淤壹强度与级分食量之润量瑷出复杂懿荧系。姿在p c 中热入少 量的a b s ( 约3 ) 时，材料中橡胶盘最很低，受冲击时产生的裂纹很少，所 产生数裂纹也褥不至橡胶相粒予匏及瑟尊终止，裂纹缀抉成长成裂缝，毒芎辩快逡 破坏，少量橡胶增加了应力集中点，缺口冲击强度反而有所下降。当a b s 含 量继续增加时，材料中橡胶含爨提裹，一方磋，有利予裂纹兹产生，吸收冲壹 蕾0 ， 。 _暑置v高毓喂量程誊 p c a b s 树糙共灞教性矫究 麓；携一方鬻，也鸯测予裂纹的终止，一定豢药s a n 混入p c 中爨离了连续耀 的极性，其玻璃化温度比纯p c 略有降低，这都有剃于连续相剪切带的产擞。 延藿a b s 鑫量瓣增凝，裂纹彝葵甥潜吸牧熬韪量不辫增鸯鬟，裂纹又可及辩迷 被其它橡胶睾盎子终止，并产生新的剪切带。这样，裂纹和剪切带的相互诱发、 歧他露终止麴辏嗣效应使姣瓣跨毒强度戆a b s 含爨懿壤热覆激戴上长，舞出 现较宽的高峰区，在a b s 含嫩约5 0 时出现最高峰；当a b s 含量超过5 0 时， 虽橡胶含量壤加，共漫体系购裂纹穰应有黪增抽，键这对煮器体瑰a b s 臻系 的性能。由于p c 的极性比a b s 中s a n 低，而t g 比s a n 商，故在a b s 造续 相中搬入p g 不剥予磐切带的产生，这对裂纹和剪切带蛉协阕效应蠢所削弱。 因此，表现出缺口冲击强度随着a b s 含量增加而减小，但还是比a b s 缺口冲 击强度裹；巍a b s 中仅含少i t ( 终l o ) p c 时，会金的橡胶量低于纯a b s 。 a b s 涟续相阑p c 的混入使极性降低，玻璃化温度升高，剪切带效应大为削弱， 而加入p c 慰的硬性皮力集中点不熊终止裂纹，只能增加裂缝，因她，冲卷强 度低于a b s ，在此联域内出现一最低点。这与曹民干等的结论相一致。 袭l 一7 为简支粱缺口冲击强度随原料及配比的变化e 1 6 2 该文献搬出，当鼹 低分子量p c ( p c i ) 与低橡胶含量、高流动性a b s ( a b s l 、a b s 2 ) 共混时， 共混物合金的冲击强度在p c a b s = 5 0 5 0 时出现一个几乎接近零的墩低点，这 与d + r p a u l 的研究结果一交 当用离分子量p c ( p c 2 ) 与裔橡胶台爨、低流动 性a b s ( a b s 3 ) 共混时，共濑物的缺口冲击强度呈正弦变化。在p c a b s = 2 5 7 5 对歃翻冲击强度有一最低点；而在p c 含量为7 5 一8 s 时，缺口冲击强度有 一最高点。 雨赵文耢“”簧g 认为当p c 含量在7 0 9 铲嚏o 对冲击强浚出现最大值( 觅图 1 5 ) ，也是因为a b s 中的橡胶相吸收了p c 中大量冲击能的结果。 觚銎孛萄驻看窭，当a b s 含量 筏子4 0 ，邵戳p c 为主体对，体系显示出 一定的协同增韧效果，但只出现在较窄的范围内：当a b s 禽量高于5 0 时， 瑟潋a b s 热主镩对，体系静静击蓊役羹| j 鑫褒了反海秘效应，当a b s 含量为8 0 时，冲击强度晟低。 ! 垡些! 篓鍪茎望整璧鐾茎 表l 。7簿支羧缺口冲海强度簸原料及酝比鼹变化 t a b l e i 一7 c h a r p yn o t c h c e di m p a c ts t r e n g t ho f b l e n d s 藤辩及配比简支粱缺翻冲击强度加2 a b s t p c t a b s i = 2 5 7 5 p c i a b s l = 5 0 5 0 p c ，a b s i = 7 s 忍5 p c , a b s 2 p c i l b s r = 2 5 7 5 p c d a b s 2 = 5 0 5 0 p c i a b s 2 ；7 5 忿5 a b s 3 p c z , a b s 3 = 2 5 力5 p c 2 a b s 3 = 5 0 5 0 p c 2 l a b s 3 = 7 5 2 5 p c 2 1 1 7 l l ，5 1 9 5 。0 4 6 8 1 7 0 4 6 1 7 4 5 2 6 7 1 3 o 6 5 4 1 0 4 0 5 1 7 豹o 6 0 0 簧4 0 0 假 凳2 0 0 o2 0 4 06 0 8 0 a b s 台童 豳1 - 5p c a b s 的冲击强度与配比的燕系 f i g 。1 - 5 t h ei m p a c t s t r e n g t ho f p c a b s 以上介绍的都是p c a b s 熬混物的冲击强度呈曲线的状态。文章另外一种 情形如图i - 6 ：e 1 8 3 2 p c t a b s 树精龚撬蒗褴研究 黧1 - 6p c a b s 熬冲击强度与配眈缒关系 f i g 1 - 6 t h ei m p a c ts t r e n g t ho f p c i a b s 凌室遗下，共渥物静冲卷强度随p c 含擞豹增搬几乎呈嶷线上舞，恧实骏 温度为1 0 时出现协同效应，这种情况比较少见。 必混物的冲击韧性是此共混物性熊中变化最复杂瞧是最鸯争议的一项，综 合上述，有以下几种情况h 踟( 如图1 7 ) ： 蛋 适 器 蔷 辫 挚c ( 豢囊褥效) 塑l 。7p c a b s 戆淬蠢强度尊配阮酶关系 f i g 1 - 7 t h ei m p a c ts t r e n g t h0 f p c a b s 获圈孛哥苏看塞，淬击强疫醚配跑有穆嗣效应霸瓣抗效成，这与蘸耨、黼 p c a b s 擗艨共霪改攫褥究 比及测试遗度蠢关，量极筐点的位置亦不尽樱固。协同效应出现的醚魄范围嘲 原料、菸混设餐和试骏温度有关。笔者认为，如何消除p c i a b s 低配比时的旋 协同效应，蔼糖较高瓣比时又能有比缌p c 受籀的冲磁强度，是p c a b s 共漉 改性的关键问题。 1 3 3 2 混合拢对其他性能的影响 陈鑫岳用不同的p c 和不瀚的a b s 进行比较发珊埔。，不论哪能缎共混物， 当共混物中聚碳酸酸禽量低于5 0 时，其拉伸断裂强度随p c 含量增加而逐濒 增加。当p c 禽量超过5 0 时，萁断裂拉伸强度接近域达到纯p c 的强度。 d r p a d 及l m a i b i t z e f r 认为：p c a b s 的拉伸断裂强度与p c a b s 共滢物中的p c 含量警线瞧增加的关系。 而文献舱0 1 指出，p c a b s 拱混物的拉伸强度在p e 食量为3 0 左农有一最 高点，有协同作用出魏。 而曹民干阻则发现共混物的投伸强度随p c 的增加出现不规则的变化。 综上新述，鞋上瑟静拉誊搴强度静变仡情况，可髓怒由于藤瓣品晕中、生产及 注射工艺的不同造成的。 大多数文激指出，耷整强麓、弯蘧摸薰帮鬻度都符合共混豹翡翻稳效应，n 9 3 2 1 1 2 2 m 3 3 即随a b s 含量的增加而降低，但弯曲强度襁选用搿丙烯腈低橡胶含 量对，爨瑗捺瓣效应。 而p c a b s 共混物的耐热性随p c 含量的增加呈遴增关系( 如表1 7 ) ，并 量a b s 中橡胶含量懿壤翔，笑潺凌豹瓣熬犍降绦 1 6 2 , 表1 - 8热燮形温度随p c a i i s 配比的变化 t a b l e l 8t h eh d t o f p c a b sb l e n d s 原料及配比 热变形温度( 1 8 2 m p a ) a b s 3 p c z a b s 3 = 2 5 7 5 p c 2 t a b s 3 = 5 0 5 0 p c 2 a b s 3 = 7 5 2 5 p c 2 8 6 7 9 1 6 l 既。o 1 1 6 o 1 2 9 。o 原料对共混物的热性能影响较大，高丙烯腈、低接枝橡胶和搿分子徵 静a b s 傻凝漫物数瓣热热提裹。 1 3 4 第三组分对共混物性能的影响 魏了提舞p c m 3 s 共混物的性熊，可鞋教入第三缓分。攀震鳇第三缓分 鉴竺墅墼塑茎望嫠堡坚茎 一一一一一 。 有p e 、m p e 、p s 、s m a h 、学基瓣爝酸攀翡类无麓共聚戆等e 1 3 4 1p e 及改性p e 对p c a b s 熬混体系的影响 在p c 孛热入p e 可潋大棰度提高p c 兹缺翻诤老蘧发淄3 ，竣善魏王滚 动憾及耐沸水性。 o 差 善 鹾 紧 懵 是 匹 p e 含爆( 质量分数) 鬻1 - 8p c p e 的性能与配比黪荚系 f i g 1 - 8 t h e p r o p e r t i e so f p c p e 另铃一类较受关注蛉增容赛为改性p ee 2 5 o 耀l l d p e 通过化学改憷剑 备的聚乙烯接枝共聚物改谶p e 是制备a b s p c 合众的良好相容剂，当加入改 性p e 后，w 使两棚界厦张力降低，促使两相分数更加微绷均匀，形成均棚缝 构，并保持稳定的藏微形态，僵a b s 与p c 的相释性得到提高，也有利予合 金材料力学性能的改善。测试结果农明，当改性p e 加入1 5 时，材料的缺 口冲击强魔扶4 3 0k j m 2 掇高到5 5 5k j m 2 ( 见表1 - 9 ) 表1 - 9 改性p e 对枞b s 越混体系性能的影响 t a b l e l - 9t h ei n f l u e n c eo f m o d i f i e dp eo np c 琏b sb l e n d s 震l，糕骤廷辙 p c a b s 树脂共耀改性研究 从表中可以看出：在改性p e 含量为1 5 时共混物的拉伸强度、弯曲强 度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度有最大值；断裂伸长率呈上升趋势，而收缩 率几乎不变：而h d t 随改性p e 用量的增加明显降低。 1 3 4 2s m a h 对p c a b s 共混体系的影响“ 由于s m a h 是高刚性、高耐热性、低冲击的树脂，所以共混物的热变形温 度随s m a h 含堂的增加而大幅度提高。当s m a h 含量从1 5 提高到6 0 时， 热变形温度( 1 8 m p a ) 从8 5 提高到1 1 1 ，在这里s m a h 不但是第三组分， 而且起到了相容剂的作用。但随着s m a h 含量的增加，韧性大幅度下落，使 材料变脆，失去实用价值，文献认为最佳的填充量为3 0 。 s m a h 的加入还可提高共混物的弯曲模量，而弯曲强度在2 0 以内随 s m a h 的增加逐渐升高，超过2 0 时迅速降低( 见表1 1 0 ) 。 表l 一1 0s m a 含量对a b s p c s m a i - i 合金性能的影响 t a b l e l - 1 0t h ei n f l u e n c eo f t h ec o n t e n to f s m a ho nt h ep r o p e r t i e so f p c a b s s m a h 1 3 4 3 增容剂c c 对p c a b s 共混体系的影响啦3 增容剂c c 主要是用来改善a b s 、p c 的相容性。c c 是a b s 的同系物， 分子量较低，共混时，它可以分散到共物混物两相之间的界面区域形成过渡层 而降低界面的张力提高两相间的粘合力，从而提高共混物的机械性能。 1 6 ! ! 塑! 塑塑銎遇整丝堕蕉 3 04 0 8 01 0 0 a b s 古擞 一矗l 笺；，r ：i 。一一 8 s ，i 毽，e 0 圈1 - 9p c a b s 、p c a b s c c 共游物的缺翻冲击强度与配比的关系 f i g 1 - 9 t h ei m p a c ts t r e n g t ho f p c a b s 、p c a b s t c c 1 3 4 4加入甲然丙烯酸甲酯类无规共聚物聚合物的影响 文献靼3 撂警，甲基嚣爆酸擎蘸类燹矮共聚物q 佟海罐容裁对p c a b s 共 濑物性能的影响做了较为详细的研究。他们发现在p c a b s 中加入q ，材料结 梭孛提区足寸明髭交小，攘入q 爨，弯魏强度撼瓷到嚣寒匏l 。7 傣，嗣对，其 它力学性能有所撮高或不受损失。 室滠孵，在q 含量低予1 0 融，茺论是曝分子量p c 还是藏分羹p c ，；孛 街强度郡无明显影响，强q 含擞高于1 0 时冲击强度才逐渐降低。但出于q 的耐热燃不如p e ，麸恧使材料鲍维卡软化温度绫性降低。 赵文聘等发现，在其宦条件不变的情况下，加入增密剂能提商冲击强度，