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改性ABS/PVC合金材料特性简介

作者:admin    添加时间:2013-07-25 11:04:23    浏览量:8282

PVC树脂是由氯乙烯单体聚合而成的热塑性聚合物,属于无定形聚合物,含结晶度5%~10%的微晶体。PVC的突出优点就是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体、水汽低泄露性。此外,综合力学性能好,是性价比最为优越的通用型材料,缺陷是热稳定性差和抗冲击性差。

 

用于家用电器类产品的ABS本身不能阻燃,添加无机阻燃剂是最常用的方法,然而,无机阻燃剂会严重降低其力学性能。PVC与ABS进行共混不仅可以实现ABS阻燃,而且可以达到降低生产成本的目的。更有意义的是ABS与具有阻燃性的PVC共混改性后,形成的ABS/PVC合金同时具有优良的阻燃和力学性能,可用于家用电器、插线板等制品。但ABS/PVC合金热稳定性较差,合金在加工过程中容易降解,从而影响注塑件的外观和力学性能。所以,ABS树脂与PVC的共混改性仍是目前ABS研究领域一个比较活跃的分支。

 

ABS/PVC的改性研究

 

(1)共混组分的影响

ABS用量是影响ABS/PVC合金性能的主要因素。随着ABS用量的增加,PVC/ABS合金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(质量分数)以不超过40%为佳。另外,ABS生产中使用的原料种类、工艺方法的不同使ABS树脂的实际组成千差万别。PVC树脂用量的增加可使共混体系的拉伸强度、弯曲强度、伸长率增加,但体系的热稳定性下降。同时,PVC树脂分子量分布宽,有利于提高熔体的剪切敏感性,改善加工性能,但又使冲击性能下降。因此,共混体系与组分的关系有两个特点:①在一定组成区域内,共混体系性能会出现极大值;②极值随ABS, PVC类型不同,出现位置不同。

 

(2)增容改性技术

ABS/PVC合金的性能受两种树脂的相容性的影响是关键所在。根据溶解度参数判断,PVC与SAN相容性很好,而与橡胶相相容性比较差,因而,ABS/PVC属于半相容体系。PVC与SAN相容性受SAN中丙烯睛( AN)含量的影响,AN含量过多或者过少均容易导致相容性降低,AN含量为12%~26%(质量分数)时可以与PVC达到比较好的混合效果。当PVC与ABS混合良好时,PVC与SAN为连续相,PB为分散相,使共混物的冲击强度得到较大提高。为降低界面张力、提高两相的黏合力,氯化聚乙烯(CPE)是ABS/PVC合金加工中最为常用的相容剂。CPE的加人有利于PVC均匀塑化,缩短熔融时间,增加熔融回弹性,因此可提高PVC/ ABS合金的缺口冲击强度和加工流动性。据美国DOW化学公司专利介绍,在PVC/ABS台金中添加CPE可制得一种具有优良冲击性能和加工性能的合金。这种合金适合于挤出管材制品或吹制品等。例如,将100份PVC, 2. 5份硫醇烷基锡稳定剂、20份ABS和1. 25份CPE放在掺混机中进行混合,挤出制样,测定其力学性能。结果表明,该试样的冲击强度为587J/m、断裂伸长率为159%,热变形温度为84℃,外观光滑。而不用CPE的试样,其冲击强度为430J/m,断裂伸长率为149%,热变形温度为83℃。

 

此外,ABS/PVC常用的增容剂还有MBS, ACR, a-SAN,醋酸乙烯与ABS的接枝共聚物等。对于MBS而言,ABS与MBS中的连续相分别能与PVC相容。MBS的加人可提高ABS/PVC合金的拉伸强度,静弯曲强度以及冲击强度,但随着MBS的加人,使ABS/PVC合金耐热性及耐侯性下降,一般以3%一10%为宜。

 

Buna公司的专利提出,用醋酸乙烯与ABS的接枝共聚物作ABS/PVC合金的相容剂,如60份ABS和40份PVC组成的合金在20℃和-20℃时所具有的悬臂梁冲击强度分别为48. 51KJ/m2和9KJ/m2,而由54份ABS,  40份PVC和6份上述相容剂组成的合金在20℃和一20℃时,悬臂梁冲击强度(缺口)则分别为49. lKJ/m2和9. 6KJ/m2。当选用a-SAN用作相容剂时,由于a-SAN分子量较大,使分子链易于缠结。因此,可以导致形成更稳定的银纹屈服区,它更有效地在ABS与PVC中分配负荷。另外,由于a-SAN分子量较大,因而黏度比较高,流动性不如SAN,所以,选用豁度1.4~1. 6Pa •S为宜。还有ACR的加入能有效地改善共混体系的综合性能和加工性能。在注塑成型过程中ACR能消除PVC易出现的螺旋状流纹,使制品表面光洁度得到较大的提高,其用量1份左右。

 

(3)加工工艺对共混物性能的影响

当加工温度为100℃时,PVC开始分解,170℃左右分解明显,因此,在PVC共混物中加入性能优良的热稳定剂是进行PVC加工不可缺少的技术措施。目前,比较常用的有3种:①铅盐热稳定剂;②稀土热稳定剂;③有机锡热稳定剂,其中有机锡热稳定剂最有效,应用范围最广,但是价格也是最高的。在PVC加工中,特别是,不加入增塑剂时,需要向PVC共混体系中加入少量可以减少PVC分子链之间内摩擦力的内润滑剂和可降低PVC塑料熔体与加工设备间粘连的外润滑剂,润滑体系的加入可以改善PVC物料的流动性。此外,如果是软制品,还需要加人增塑剂,它可以明显改善PVC物料的流动性和柔韧性,常用的PVC增塑剂为DOP。