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改性ABS/SMA合金的改性研究

作者:admin    添加时间:2013-7-19 9:36:37    浏览量:3355

改性ABS/SMA合金概述

ABS因耐热性不足,限制了其在汽车以及电子电器方面的应用。通常提高ABS耐热性主要有三种方法:

 

①化学改性法

引入耐热单体与苯乙烯共聚,如将N-苯基马来酰亚胺与苯乙烯聚合,再与ABS共混,N-苯基马来酰亚胺含量达10%时,可制得高耐热级ABS(热变形温度125一130℃)。

 

②物理共混法

采用与耐热性高的树脂共混制成塑料合金,如将ABS与PC等耐热工程塑料共混,优点是提高耐热性的同时提高抗冲击性。缺点是流动性下降、成本提高。

 

③添加无机填料

如用玻纤(GF)、须晶等矿物质增强;优点是弯曲模量,弯曲强度可以大幅度提高;缺点是冲击强度下降,表面光泽变差。SMA树脂系苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物,是20世纪70年代开发成功的耐热性高分子新品种,其优点:具有较强的分子极性,从而具备广泛的分子相容性。可充当SAN, ABS, PA, PC, PPO, PVC, PBT等极性高分子共混合金的相容剂,与GF有良好的亲和性。特别是,具有优良的可塑性,可使SMA/ABS在较低的温度和压力下注塑或挤出成型,与耐热ABS(奇美777D)相比,SMA/ABS合金注塑成型温度低30℃;与MPPO相比低40-60℃,使材料的性能和成本达到优化。因此,将SMA与ABS共混是一种非常有竞争力的改性手段。

 

改性ABS/SMA合金的改性研究

SMA含有的马来酸酐等环状刚性基团使其具有很好的耐热性能。SMA在共混物中的比例越高,合金的耐热性能越好。如表1所示,当ABS/SMA合金中SMA的质量分数为30%时,其共混物的热变形温度(HDT)比ABS提高了7℃;当SMA的质量分数增加到50%时,其H DT比ABS提高13℃。另外,ABS/SMA合金的拉伸断裂强度、弯曲强度和弯曲弹性模量均随着SMA质量分数的增加而逐步提高。这说明 ABS与SMA在一定的组成范旧内有较好的相容性。但是,ABS/SMA合金的断裂伸长率、缺口Izod冲击强度随着SMA树脂质量分数的增加而降低。这是SMA分子链的刚性和脆性引起的。对比合金1和合金2的性能可以发现,橡胶质量分数较高的合金1表现出了良好的冲击性能。因此,体系中SMA质量分数相同的情况下,橡胶的质量分数决定了合金材料的冲击性能。

 

表1 不同组成的ABS/ SMA合金的性能

项目

ABS-1

合金1

合金2

合金3

ABS/SMA质量比

100/0

70/30

70/30

50/50

拉伸断裂强度/MPa

39.5

30

44

40

断裂伸长率/%

46

29

9

7

弯曲强度/MPa

63

66

76

72

弯曲弹性模量/MPa

2069

2225

2571

2661

Izod缺口冲击强度(3. 2mm )/( J/m )

460

100

59

49

热变形温度(1.8MPa, 6.4mm)/℃

84

91

93

97

 

 

上述分析表明,SMA树脂可明显提高ABS/ SMA合金的耐热温度,但同时对ABS/SMA合金的冲击强度有较大影响,ABS/SMA合金的冲击强度与合金组成中的橡胶质量分数有较大关系。由于市售的ABS树脂已是一种各项性能平衡的树脂共混物((SAN树脂与ABS树脂的共混物),所以要制备综合性能(特别是冲击强度和耐热性能)较好的ABS/SMA合金还需重新调整ABS/SMA合金中橡胶组分的质量分数。即采取添加ABS高胶粉的方法对ABS/SMA进行改性,表2表明,ABS高胶粉的加入可显著提高ABS/SMA合金的冲击强度,如合金4的冲击强度为264J/m,达到高冲击ABS树脂的水平,而HDT也提高到920C,已适合某些较低耐热要求的应用。由于ABS高胶粉的加人显著改进了ABS/SMA合金的冲击强度,因此可增加ABS/SMA合金中SMA树一脂的质量分数,进一步提高ABS/SMA合金的耐热等级,如合金7的HDT达10 9 0C,达到了中等耐热ABS的水平。

 

表2 高抗冲耐热性ABS/SMA/ABS高胶粉合金性能

项目

ABS-1

合金1

合金2

合金3

ABS-1/SMA/ABS高胶粉的质量比

40/40/20

30/50/20

20/60/20

15/70/15

拉伸断裂强度/MPa

31.3

36.4

34.9

39.3

断裂伸长率/%

17

15

13

17

弯曲强度/MPa

64

67

65

74

弯曲弹性模量/MPa

2066

2172

2169

2555

Izod缺口冲击强度(3. 2mm )/( J/m )

264

214

150

105

热变形温度/℃

92

99

103

109

 

 

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