共混法耐热ABS 的开发

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点击量: 204599 来源: 云谱仪器(上海)有限公司
(上海华谊集团技术研究院,上海 200241)
摘要:以丙烯腈– 苯乙烯共聚物、苯乙烯– 马来酸酐–N- 苯基马来酰亚胺(SMN)、ABS 高胶粉(HGP)为原料,采用熔融共混法制备了高耐热ABS 合金。研究了加工温度、剪切强度、SMN 及HGP 含量对产品耐热温度和力学性能的影响,以此为依据对产品配方和工艺条件进行了优化,开发出二个耐热等级的高耐热ABS,其主要性能接近或高于市售主流产品。

随着电子、家电、汽车等行业的发展,对耐热塑料零部件的需求逐渐增大。在高于100℃的情况下,通用型丙烯腈– 丁二烯– 苯乙烯塑料(ABS)难以保持其刚性好和硬度高的特点,若能将ABS 的热变形温度提高15~25℃,就可以大大扩展其应用范围,甚至可以在某些领域替代尼龙、聚碳酸酯和聚苯醚等树脂。获得耐热ABS 的主要途径有三种:(1)化学改性法;(2)添加无机填料法;(3)共混耐热树脂改性法。共混法的优点是工业设备比较简单、投资小、见效快,是制备耐热ABS 的较好方法[1]。笔者以苯乙烯– 马来酸酐–N- 苯基马来酰亚胺(SMN)作为耐热改性剂,采用熔融共混的方法开发了二种高耐热ABS 。研究了机筒温度、螺杆转速、SMN 及ABS 高胶(HGP)含量对产品耐热温度和力学性能的影响,对所开发的耐热ABS 的理化性能、力学性能、热性能等进行了表征[2–8],结果表明二种高耐热ABS 树脂的各项性能均达到或超过对应市售主流产品的指标。
1 实验部分
1.1 主要原料
AN–St 共聚物(AS):镇江奇美塑料有限公司;
SMN :日本触媒株式会社;
HGP :韩国锦湖石油化学株式会社;
抗氧剂1076 :汽巴精化有限公司;
抗氧剂168 :汽巴精化有限公司。
1.2 主要设备与仪器
高速混合机:GH–10DY 型,北京华新科有限公司;
双螺杆挤出机:ZSK 26 Mc 型,德国科倍隆公司;
注塑机:HTF120W1 型,宁波海天集团股份有限公司;
差示扫描量热仪:Q100 型,美国TA 公司;
熔体流动速率(MFR)仪:RL–Z1B1 型,上海思尔达有限公司;
万能材料试验仪:LR50KPlus 型,英国Lloyd 公司;
摆锤式冲击试验机:JJ–5 型,长春智能有限公司;
热变形维卡温度测定仪:40-197-100型,德国Coesfeld有限公司。
1.3 样品制备
将ABS 高胶粉和抗氧剂1076,168 在高速混合机中充分混匀,再与AS,SMN 经三台失重式喂料秤分别加入双螺杆挤出机,通过熔融共混挤出造粒成直径3 mm、高3 mm 的园柱形颗粒产品,即为高耐热ABS。在240℃下注射成型,得到各种标准测试样条。
1.4 性能测试与结构表征
DSC 分析:试样用量5 mg 左右,升温速度为20℃/min ;拉伸性能按ASTM D–638 测试,样条厚度3.18mm,预拉60 N,拉伸速率10 mm/min ;弯曲性能按ASTM D–790 测试,样条厚度6.35mm,预压2 mm/min,弯曲速率2.8 mm/min ;悬臂梁冲击强度按ASTM D–256 测试,样条厚度6.35 mm,IZOD,A 形缺口,缺口余宽10.16 mm ;
MFR 按ASTM D–1238 测试,温度220℃,砝码10 kg ;热变形温度(HDT)按ASTM D–648 测试,样条厚度6.35 mm,压力1.82 MPa,升温速度为120℃/h ;维卡软化点(VST)按ASTM D–1525 测试,样条厚度6.35 mm,砝码5 kg,升温速度为50℃/h。