ABS是丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体的名称缩写。ABS树脂具有两相结构,SAN作为基体树脂是连续相,聚丁二烯橡胶相为分散相,橡胶以颗粒状分散在基体树脂中形成“海-岛”型两相结构。
组成ABS的3种单体具有不同的特性:丙烯腈有高强度、化学稳定性和热稳定性;丁二烯具有高抗冲击特性;苯乙烯具有高强度、易成型加工性,它们赋予了ABS树脂优异的综合性能。同时ABS分子链中有苯基、不饱和双键和腈基这一特点使得ABS材料既具有不稳定性在空气中易发生老化变色,又易于被改性。
虽然ABS树脂具有优良的综合性能,但是它耐热性耐候性差、强度低、可燃限制了它的应用范围。随着电子电气、汽车及轻工等产品的高性能化,对ABS的性能要求日益提高。为了满足用户需求及开拓新的应用领域,许多研究机构对ABS新产品及其合金的研究颇为重视,从而不断有新的ABS及其合金投放市场。
目前,世界上高性能ABS树脂主要有抗冲击级(超高、高、中抗冲击级)、耐热级(超耐热、耐热级)、耐候级、高流动级、电镀级、阻燃级、高光泽级和低光泽级、激光标识级、抗静电、抗电磁屏蔽性、抗振动阻尼性、气体阻隔性等专用树脂品种。接下来我们一起来看看几个对ABS的改性方向。1、耐热性
提高ABS耐热性的方法主要有三种:(1)化学改性法:用部分取代的苯乙烯或者α-甲基苯乙烯制成(α-甲基苯乙烯/丙烯腈)共聚物或(α-甲基苯乙烯/苯乙烯/丙烯腈)共聚物,再与PB接枝生产ABS树脂。(2)共混法:ABS树脂与高耐热性树脂共混制成合金。(3)在ABS树脂中加入玻璃纤维等无机填料。
田明,李齐方等在研究短纤维增强ABS树脂的耐热性时发现当加入相容剂苯乙烯-马来酸酐共聚物(SAM)的含量在7%时,显著地提高了ABS/玻纤体系的耐热性、冲击强度和拉伸强度。再引入30%的丙烯酸酯类聚合物时体系的耐热性、抗冲击性能又有所提高。
张同心,包建军等在制备ABS/St-MAH-NPMI共聚物(SMN)二元合金时发现,添加25%的SMN就能使ABS的热变形温度从70°C提高到86.6°C,材料的刚性增加,冲击性能有所下降。文献报道,ABS中每增加1%的NPMI(N-苯基马来酰亚胺),材料的热变形温度可提高2~3°C。ABS/NPMI共聚物合金性能与加工条件关系密切,随加工温度提高,耐热能力提高。
2、阻燃性
ABS树脂阻燃改性的三种方法是:(1)在合成ABS过程中添加反应型阻燃剂;(2)ABS与含卤阻燃剂等共混;(3)ABS树脂与高阻燃性聚合物共混。
赵书伟,李栓成发明了用阻燃剂—十二烷基二苯基磷酸酯LDPP与30%的水合氧化铝混合物和木质阻燃剂—聚合度为的氯化聚氯乙烯配合的环保型阻燃ABS材料。其阻燃性能不变,冲击强度和热分解温度都得到了提高。
汪可风,杨得志在研究PC/ABS改性时用磷酸酯类无卤阻燃剂搭配极少量磺酸盐阻燃剂,能在保持阻燃性能不变的基础上大大减少阻燃剂用量,使材料力学性能得到了提高。赵劲松合成一种新的ABS树脂与PVC树脂复合,从而制得难燃的、加工性能好、物理机械性能优良的合金材料。
3、耐冲击性
改进ABS树脂耐冲击性的方法有:(1)使用大粒径胶乳;(2)调节主干聚合物粒径分布;(3)调节主干聚合物的分子量分布;(4)与高抗冲击聚合物(如PC)共混。用一种大粒径(0.3~1μm)和另一种小粒径PBL以一定比例混合后与AN、ST接枝,然后再和SAN共混,可以得到抗冲击强度很高的ABS树脂。用小粒径高接枝率的胶乳和大粒径低接枝率的胶乳掺混也可以改善ABS树脂抗冲击、光泽和加工性。
洪在根等利用橡胶/(甲基)丙烯酸酯-芳香族乙烯-不饱和腈接枝共聚物,热塑性树脂基质和流动助剂发明了具有优异的冲击强度和流动性的透明性ABS树脂。
4、透明性
改进ABS透明性的途径是:(1)使用小粒径胶乳;(2)使聚合物折射率相近。通过调节ABS树脂中橡胶粒子的粒径将可见光范围内的漫反射光减少到最小,可以使树脂透明。另一种方法是使分散相与连续相之间的折射率相匹配,进而使连续相与分散相的界面处光的漫反射和折射降到最低。
日本NIPPONAL公司研发的半透明ABS树脂由两种组分组成:将苯乙烯-丁二烯嵌段橡胶、苯乙烯、丙烯腈,经本体聚合获得ABS树脂,其中组分A的橡胶粒径为0.5~1.0μm,组分B的橡胶粒径小于0.3μm,将两种组分混合后可制备半透明的ABS挤出板材。
DOW化学工业公司采用AN、BD、ST比例19.6∶30∶50.4的ABS(接枝率为22%)55份,8:92的丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物45份,两者混合制得透明性ABS树脂,其透光率达到88%,热变形温度为86°C。
5、耐候性
改进ABS树脂耐候性的途径是:(1)加入光稳定剂、抗氧剂等助剂;(2)改变橡胶组成:丙烯酸酯橡胶(ACM);三元乙丙橡胶(EPDM);氯化聚乙烯(CPE)。
美国shelloil公司和phillipsPetrol公司采用加氢PBR和丁苯嵌段共聚物与ST、AN接枝,制得了耐候性ABS树脂。
瑞士汽巴嘉基公司利用在ABS树脂中加入光稳定剂的方法开发了耐候性ABS树脂-Tinunin-癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4呱啶酯)。
刘炫君、何征等利用聚甲基丙烯酸酯、ABS接枝粉料、苯乙烯-丙烯腈共聚物以及相容剂制得PMMA/ABS改性树脂,其具有优异的耐候性、较高的表面硬度、高光泽高亮等性能。
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参考文献
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[5]张同心,包建军,李建军,等.耐热ABS合金制备中的热交联行为.高分子材料科学与工程,,23(3):.◆每年进口需求数百万吨!这些特种工程塑料仍需企业提高产能◆高校最新研究:PET+CO?=HCOOH,废塑料瓶污染有望解决?◆干货!年中国改性塑料行业产业链现状及市场竞争格局分析◆如何对尼龙塑料进行改性?如何在工艺上对改性进行控制?来源:互联网
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