ABS 耐热性及耐老化性能研究.pptx

ABS 耐热性及耐老化性能研究目录ABS简介耐热性研究耐老化性研究总结一二三四一、ABS简介1.1 ABS结构ABS结构ABS（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer）：丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成 的三元共聚物通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂ABS为使用最广泛 的通用塑料之一刚性和耐药 品性（ 15~35%）光泽性和加工 流动性（ 40~60%） 抗冲击性能 （5~30%）1.2 ABS的合成掺合法 •分为胶乳掺合法和固体掺合法 •生产工艺简单、成本低廉,但产品性能低下、加工困难联用法 •产品的物理、机械性能和加工性能较好 •需两套工艺设备,生产过程较为复杂接枝法 •分为乳液法、乳液悬浮法、本体悬浮法、乳液本体法和连续本体法 •流程长、能耗高、生产的产品范围较窄，产品性能有一定的局限性接 枝掺合 法•当前主要生产方法•工艺相对简单、产品纯度较高、产品性能较好1.3 ABS的应用1.4 ABS特点优点良好刚性较好韧性较高强度较好加工流动性缺点耐热性差耐候性差阻燃较差二、耐热性的研究2.1 ABS耐热性及改善方法ABS耐 热性提 高化学改性 法添加无机 填料法物理共混 法ABS为无定型的聚合物。

导致ABS热变形温度仅为90℃左右，大大限制了其应 用在使用时常用其他方法进行改性2.2 化学改性法提高ABS热性能化学法提高ABS耐热性，一是增加聚合物分子间的作用力，二是降低熔融熵前者 可在分子结构中引入相互作用力强的极性基，后者主要是提高分子的刚性, 高分子 链上引入庞大侧基和熔化前后形态变化小的结构一般是采用耐热性好的单体进行共聚树脂的玻璃化温度李东海, 李勇. 耐热级 ABS 树脂的研制[J]. 材料 开发与应用, 2009 (5): 49-51.2.2.1 ABS化学改性法探讨提高极性单体的比例可以提高ABS的耐热 性橡胶含量过高时，ABS树脂耐热性能会 变得很差不同耐热剂耐热效果的比较采用α-MS和NPMI进行共聚，可以使 得ABS的耐热性得到提高随着单体 用量增加，耐热温度变高不同混料工艺对耐热ABS的耐热性影响一步共混法的热变形温度要比粉粒共 混法高,这主要得益于粉料混合挤出时 混合均匀 , 材料塑化良好, 熔体能得 到很好的融合耐热性单体共聚可以提高ABS的耐热 温度，目前最常用的改性单体α-MS和 MAH、PMI图1 乳液接枝共混法制备耐热 ABS流程示意图2.2.2 采用α-MS进行共聚将ABS接枝液和α-MS-AN乳液以不同比例混合后进行凝聚，洗涤，脱水和干燥， 制得不同含胶量的耐热ABS。

α-MS-AN共聚物 、ABS接枝物 、 耐热 ABS和通用级ABS的Tg产品中α-MS的含量占了一半耐热ABS 的Tg有了较大的提高说明α-MS的共聚 可以提高ABS耐热性郭秀春. 耐热 ABS 树脂的制备及其应用 [J]. 现代塑料加工应用, 1991, 3(3): 13-13.2.2.3 MAH接枝ABS以二叔丁基过氧化物（DTBP）为引发剂，在反应型双螺杆挤出机中进行ABS接枝 马来酸酐MAH接枝ABS和纯ABS的热变形温度T0号样和2号样的DSC曲线纯ABS纯ABS的热变形温度和玻璃化转变 温度均要大于接枝后的物质，说明 了MAH接枝ABS会降低其热性能可能是ABS分子链上接枝 了MAH短 支链以后导致自由体积的增加，分 子链运 动相对容易，因此分子链可 以在较低的温度下发生单元的运动 和变形 朱兆奇, 刘慧. 马来酸酐接枝 ABS 及其性能研究[J]. 工程塑 料应用, 1996, 24(1): 4-7.2.2.4 采用NPMI进行改性苯乙烯、丙烯腈、N-苯基马来酰亚胺为共聚单体，将N-苯基马来酰亚胺在苯乙烯 和丙烯腈中溶解制成溶液 采用乳液聚合成聚合物PMI含量与维卡软化点关系曲线PMI含量越高，则其维卡软化温度越高，说 明了PMI是一种高效的耐热改性组分 ,在材料 中每增加1份 ,可使维卡软化点提高23℃。

说 明PMI的共聚可以提高ABS的耐热温度一般来说，化学改性方法成本较低；其缺点是潜力不大，耐热温度提高不多，而 且实践起来难度较大 实际生产中应用较少赵新刚, 于振环, 李树丰, 等. 耐热型 ABS 共聚物 的研制 [J]. 化工新型材料, 2004, 32(5): 33-35.2.3 添加无机填料的方法进行改性用玻纤、无机颗粒等填料进行增强，其优点是在耐热温度提高的同时，弯曲强度和 模量大幅提高，其缺点是降低了冲击性能并造成表面光洁度的下降2.3.1 采用玻纤进行改性玻璃纤维增强ABS复合材料是以ABS树脂为主体，加入适量经过偶联剂处理的玻璃 纤维并采用双螺杆挤出机而制得的一种新型复合材料 ABS/GF合金性质加入玻纤能起到增强作用，但会很大程度下减小其 冲击强度耐热性能提高不大电镜显示两者两者 的相容性不好，所以由此导致了界面粘合力不够田明, 李齐方, 张立群,等. 共混型高 耐热ABS合金的研制[J]. 高分子材料 科学与工程, 2001, 17(03):157-159.ABS/GF/SMA混合体系性能加入SMA前后电镜对比图加入极性的SMA后，体系的相容性 得到了明显的改善，冲击强度有较 大的提高，耐热性基本不变。

加入玻纤对其耐热性提高不是很大 ，但可以提高拉伸强度，在实际共 混时，需要加入相容剂改善性能2.3.2 采用蒙脱土进行改性经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料 行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气 体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性 能在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加蒙脱土含量与力学损耗关系曲线对比加入蒙脱土和未加入的体系，发现加入蒙脱 土后其耐热性能下降，随着其含量增加，耐热性 能越来越差，同时，其拉伸性能越来越差，但强 度和刚度有一定提升SEM显示两者断面有明显 相分离蔡长庚, 郭宝春, 贾德民. 蒙脱土填充改性 ABS 塑料的性能研究[J]. 塑料工业, 2004, 32(2): 15- 17.2.4.1 采用PVC和ABS进行共混改性ABS用量是影响ABS/PVC共混物的主要因 素随着ABS用量的增加，ABS/PVC共混 物的耐热性得到了较大程度的提高这是因为PVC与AN能够较好的相容，形成 一相2.4 物理共混法提高ABS热性能与耐热性高的树脂共混制成塑料合金，共混改性不仅可以赋予这些材料新的性能， 而且工艺和设备都比较简单，投资少、见效快 。

PVC/ABS 合金维卡耐热点与 ABS 用量的关系陈弦, 李雪梅. PVC/ABS 共混合金的热性能研究[J]. 塑 料工业, 2003, 31(4): 22-24.增塑剂用量对 PVC/ABS 合金维卡软化点的影响加工助剂 863 用量对 PVC/ABS 合金维卡软化点的影响增塑剂和加工助剂对ABS/PVC共混物耐热性能基本没有提高，增塑剂会降低耐热 性实际上，ABS用量的增加，PVC/ABS共混物的冲击强度和断裂伸长率都有所 提高，但拉伸强度和硬度却会降低实践证明，ABS的含量以不超过40%为佳 否则，会引起共混物的综合性能下降2.4.2 采用PC和ABS进行共混改性将ABS树脂与PC树脂共混，所制得的ABS/PC混合金价格和性能介于PC、ABS树 脂之间，既具有较高的冲击强度、挠曲性、刚性和耐热性，同时又具有良好的加工 性能并改善了耐化学品性及低温韧性 ,其中热变形温度可比ABS树脂提高10-30℃ PC和ABS有一定相容性，其相容性与ABS结构 相关，当其结构中橡胶组分较多时，相容性差 ，反之则相容性好在PC和ABS共混时，通常 要加入相容剂进行增容加入PC后，混合物的维卡软化温度有了明显的 提高，说明PC增加了ABS耐热性能。

PC含量和维卡软化温度关系曲线Zhang X, Chen Y, Zhang Y, et al. Effects of ABS‐g‐MAH on mechanical properties and compatibility of ABS/PC alloy[J]. Journal of applied polymer science, 2001, 81(4): 831-836.几种物质的玻璃化转变温度 SEM图片a：ABS/PC b： ABS-g-MAH/ABS/PCabABS和PC的相容性不好，加入增容剂之后对 其相容性改善了一些加入增容剂之后，Tg 之差变小，使得两个Tg都向中间移动，说明 了相容剂有助于改善耐热性加入增容剂，两 者Tg之差减小增加ABS中极性组分对ABS耐热性能有小部分提升，但极性组分过多会使得力学性 能会有下降较多，采用一步法成型能更好提高ABS的耐热性能采用化学方法改性ABS耐热性操作较为复杂，而且对ABS耐热性能提高有限，加入 的耐热单体一般粘度较大，会增加ABS加工的难度采用无机物质共混能较好改善ABS力学性能，也能降低成本，但基本不能提高ABS 耐热性能。

与其他聚合物共混法操作简便，而且能较高程度上提高ABS耐热性能其中PC是 最常用的共混物，但由于ABS与PC相容性较差，需要加入增容剂来改善相容性2.4 小结三、耐老化性的研究3.1 ABS耐老化性及改善方法ABS分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故经受290- 330nm波长的紫外线照射，氧化作用更甚实际使用结果表明ABS在室外曝露7 天，颜色已经严重变黄，在室外曝露半年后，其冲击强度便下降45％耐 老 化 性 改 善物理共 混改善加入助 剂改善不同粒径纳米 ZnO对 ABS拉伸强度的影响ZnO作为光屏蔽剂，能较好的改善 ABS的耐候性能，粒径为60nm的 ZnO具有最好的提升效果纳米 ZnO提高ABS抗老化性能的根本原 因在于对紫外线的吸收由于ZnO 的半导体特性，使得当激发光子能 量高于半导体带隙能时，半导体就 能吸收该光子的能量3.2.1 光屏蔽剂改善ABS耐候性3.2 加入助剂改善ABS耐候性周长兰, 王旭, 胡燕. 无机纳米粒子对ABS抗紫外线 老化性能的影响[J]. 工程塑料应用, 2005, 33(04):47- 49.ZnO与有机抗氧剂复合对 ABS拉伸强度的影响亚磷酸酯类抗氧剂168与纳米ZnO具有较好的协同效应 ，抗氧剂TNPP与纳米ZnO复合使用的效果不理想，可 能是两者相互发生化学反应而使抗老化效力下降所 致。

ZnO是光稳定剂又是一种光活化剂，ZnO与O2经光照后 产生氧阴离子自由基，这种氧阴离子自由基与水反应 形成过氧化氢自由基和羟基自由基这两种自由基都 会进一步引发聚合物的降解反应因此ZnO作为光稳 定剂使用时，与亚磷酸酯等过氧化物分解剂并用才能 降低过氧化氢自由基和羟基自由基的数量, 发挥优良的 协同作用这是抗氧剂168与ZnO协同使用效果较好的 原因3.2.2 光屏蔽剂与抗氧剂复配改善ABS耐候性抗氧剂光稳定剂光屏蔽剂耐候ABS试验配方杨华军, 桑杰, 严星桓. 耐候 ABS 材料研究 [J]. 环境技术, 2011 (3): 28-31.3.2.3 多种混合助剂复配改善ABS耐候性耐候ABS自然气候老化实验结果(缺口冲击保持率％)耐候ABS UV-B老化实验结果（冲击保持率% ）抗氧剂能较好提高ABS耐候性能光稳定剂可以提高ABS耐候性，复配的光稳定剂较单组份能更好 提高ABS耐候性光屏蔽剂对ABS力学性能保持的作用不明显紫外光下，可以产生相同的老化效果在达到相同老化效果时，紫外光照射所需时间大大较少耐候ABS色差变化耐候ABS UV-B老化实验结果(色差变化)抗氧剂、光稳定剂以及光屏蔽剂都能较好提高ABS抗色变能力。