改性ABS/PVC合金材料特性簡(jiǎn)介

作者:   發(fā)布時(shí)間:2015/10/26 14:10:12   瀏覽次數(shù):3502

PVC樹脂是由氯乙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物，屬于無定形聚合物，含結(jié)晶度5%~10%的微晶體。PVC的突出優(yōu)點(diǎn)就是難燃性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、氣體、水汽低泄露性。此外，綜合力學(xué)性能好，是性價(jià)比最為優(yōu)越的通用型材料，缺陷是熱穩(wěn)定性差和抗沖擊性差。

 

用于家用電器類產(chǎn)品的ABS本身不能阻燃，添加無機(jī)阻燃劑是最常用的方法，然而，無機(jī)阻燃劑會(huì)嚴(yán)重降低其力學(xué)性能。PVC與ABS進(jìn)行共混不僅可以實(shí)現(xiàn)ABS阻燃，而且可以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。更有意義的是ABS與具有阻燃性的PVC共混改性后，形成的ABS/PVC合金同時(shí)具有優(yōu)良的阻燃和力學(xué)性能，可用于家用電器、插線板等制品。但ABS/PVC合金熱穩(wěn)定性較差，合金在加工過程中容易降解，從而影響注塑件的外觀和力學(xué)性能。所以，ABS樹脂與PVC的共混改性仍是目前ABS研究領(lǐng)域一個(gè)比較活躍的分支。

 

ABS/PVC的改性研究

 

(1)共混組分的影響

ABS用量是影響ABS/PVC合金性能的主要因素。隨著ABS用量的增加，PVC/ABS合金的沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都有所提高，但拉伸強(qiáng)度和硬度卻會(huì)降低。實(shí)踐證明，ABS的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以不超過40%為佳。另外，ABS生產(chǎn)中使用的原料種類、工藝方法的不同使ABS樹脂的實(shí)際組成千差萬(wàn)別。PVC樹脂用量的增加可使共混體系的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率增加，但體系的熱穩(wěn)定性下降。同時(shí)，PVC樹脂分子量分布寬，有利于提高熔體的剪切敏感性，改善加工性能，但又使沖擊性能下降。因此，共混體系與組分的關(guān)系有兩個(gè)特點(diǎn)：①在一定組成區(qū)域內(nèi)，共混體系性能會(huì)出現(xiàn)極大值；②極值隨ABS, PVC類型不同，出現(xiàn)位置不同。

 

(2)增容改性技術(shù)

ABS/PVC合金的性能受兩種樹脂的相容性的影響是關(guān)鍵所在。根據(jù)溶解度參數(shù)判斷，PVC與SAN相容性很好，而與橡膠相相容性比較差，因而，ABS/PVC屬于半相容體系。PVC與SAN相容性受SAN中丙烯睛( AN)含量的影響，AN含量過多或者過少均容易導(dǎo)致相容性降低，AN含量為12%~26%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)可以與PVC達(dá)到比較好的混合效果。當(dāng)PVC與ABS混合良好時(shí)，PVC與SAN為連續(xù)相，PB為分散相，使共混物的沖擊強(qiáng)度得到較大提高。為降低界面張力、提高兩相的黏合力，氯化聚乙烯(CPE)是ABS/PVC合金加工中最為常用的相容劑。CPE的加人有利于PVC均勻塑化，縮短熔融時(shí)間，增加熔融回彈性，因此可提高PVC/ ABS合金的缺口沖擊強(qiáng)度和加工流動(dòng)性。據(jù)美國(guó)DOW化學(xué)公司專利介紹，在PVC/ABS臺(tái)金中添加CPE可制得一種具有優(yōu)良沖擊性能和加工性能的合金。這種合金適合于擠出管材制品或吹制品等。例如，將100份PVC, 2. 5份硫醇烷基錫穩(wěn)定劑、20份ABS和1. 25份CPE放在摻混機(jī)中進(jìn)行混合，擠出制樣，測(cè)定其力學(xué)性能。結(jié)果表明，該試樣的沖擊強(qiáng)度為587J/m、斷裂伸長(zhǎng)率為159%，熱變形溫度為84℃，外觀光滑。而不用CPE的試樣，其沖擊強(qiáng)度為430J/m，斷裂伸長(zhǎng)率為149%，熱變形溫度為83℃。

 

此外，ABS/PVC常用的增容劑還有MBS, ACR, a-SAN,醋酸乙烯與ABS的接枝共聚物等。對(duì)于MBS而言，ABS與MBS中的連續(xù)相分別能與PVC相容。MBS的加人可提高ABS/PVC合金的拉伸強(qiáng)度，靜彎曲強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度，但隨著MBS的加人，使ABS/PVC合金耐熱性及耐侯性下降，一般以3%一10%為宜。

 

Buna公司的專利提出，用醋酸乙烯與ABS的接枝共聚物作ABS/PVC合金的相容劑，如60份ABS和40份PVC組成的合金在20℃和-20℃時(shí)所具有的懸臂梁沖擊強(qiáng)度分別為48. 51KJ/m2和9KJ/m2，而由54份ABS,  40份PVC和6份上述相容劑組成的合金在20℃和一20℃時(shí)，懸臂梁沖擊強(qiáng)度(缺口)則分別為49. lKJ/m2和9. 6KJ/m2。當(dāng)選用a-SAN用作相容劑時(shí)，由于a-SAN分子量較大，使分子鏈易于纏結(jié)。因此，可以導(dǎo)致形成更穩(wěn)定的銀紋屈服區(qū)，它更有效地在ABS與PVC中分配負(fù)荷。另外，由于a-SAN分子量較大，因而黏度比較高，流動(dòng)性不如SAN，所以，選用豁度1.4~1. 6Pa ?S為宜。還有ACR的加入能有效地改善共混體系的綜合性能和加工性能。在注塑成型過程中ACR能消除PVC易出現(xiàn)的螺旋狀流紋，使制品表面光潔度得到較大的提高，其用量1份左右。

 

(3)加工工藝對(duì)共混物性能的影響

當(dāng)加工溫度為100℃時(shí)，PVC開始分解，170℃左右分解明顯，因此，在PVC共混物中加入性能優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑是進(jìn)行PVC加工不可缺少的技術(shù)措施。目前，比較常用的有3種：①鉛鹽熱穩(wěn)定劑；②稀土熱穩(wěn)定劑；③有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑，其中有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑最有效，應(yīng)用范圍最廣，但是價(jià)格也是最高的。在PVC加工中，特別是，不加入增塑劑時(shí)，需要向PVC共混體系中加入少量可以減少PVC分子鏈之間內(nèi)摩擦力的內(nèi)潤(rùn)滑劑和可降低PVC塑料熔體與加工設(shè)備間粘連的外潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑體系的加入可以改善PVC物料的流動(dòng)性。此外，如果是軟制品，還需要加入增塑劑，它可以明顯改善PVC物料的流動(dòng)性和柔韌性，常用的PVC增塑劑為DOP。

 

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