【文章內容簡介】 好的耐熱性能，引入到ABS中使得合金的熱變形溫度(HDT)升高。當體系中引入SMA后，由于SMA分子的柔性小，會使合金的缺口沖擊強度下降，引入的SMA越多，下降程度越嚴重，從而使材料失去使用價值。SMA具有良好的流動性能，SMA與ABS兩者相容性很好，SMA引入到ABS中使得合金的流動性能提高。對于ABS/SMA共混體系而言，合金具有很好的耐熱性能但是其缺口沖擊強度顯著降低。采用加入第三組分PMMA(聚甲基丙烯酸甲聚酷)用以提高材料的韌性，同時使材料的耐熱性提高[16]。 阻燃ABS樹脂阻燃ABS樹脂的制備方法主要有兩種，一種是添加低分子阻燃劑：一種是與阻燃性聚合物共混。常用的低分子阻燃劑是有機鹵化物，特別是溴化物，如四溴雙酚A、十溴聯(lián)苯醚等，并常用三氧化二銻作阻燃劑。添加上述低分子阻燃劑ABS的最大缺點是物理機械強度損失大，通常沖擊強度降低6070%；此外制造成本也十分昂貴。采用阻燃高分子材料(主要有CPE, PVC等)與ABS共混，則不僅能使ABS物理機械強度受損的程度大大減小，甚至以二者的協(xié)同效應使沖擊強度更加提高，使制造成本也相應降低。阻燃ABS的開發(fā)方向包括無機阻燃劑在內的多類型阻燃工藝開發(fā)，改善阻燃劑的均勻分布及其與基體樹脂的混溶性，同時開發(fā)阻燃ABS的多功能化，如抗老化，抗UV的多功能阻燃材料。如ABS使用溴系阻燃劑能使其耐光性變差，引起色變。日本TPC公司開發(fā)的阻燃耐光級ABS SER92可保持制品的不變色。Qceidenral公司開發(fā)的阻燃ABS兼有抗UV的作用，此外阻燃增強級、阻燃低發(fā)泡、阻燃耐侯耐熱等品級也不斷開發(fā)出來[17]。 透明ABS樹脂ABS樹脂是一種不透明的樹脂，其所以不透明，主要是因為所用的橡膠組份和樹脂組份的折光率的不同，因此在其界面上發(fā)生了光折射和光散射現(xiàn)象。為了使產(chǎn)品透明，一定要使橡膠組份和樹脂組份的折光率基本相同或接近。從制造工藝來說，橡膠粒子的大小應以它不至于發(fā)生光散射為宜。乳液法、本體法和本體一懸浮法都可以用來制取透明ABS樹脂。目前許多公司都有透明的ABS產(chǎn)品，如美國BrogWarner公司開發(fā)了透明注射成型的ABS樹脂GTM，其光學性能超過了其它廠家生產(chǎn)的透明級ABS產(chǎn)品，這種材料以極高的透明度與ABS的強度、韌性和加工性結合起來，是聚碳酸酯(PC)的理想替代品，可用于抗沖擊性能要求不高的場合。該產(chǎn)品的透光率為88%。主要的透明ABS品種有MBS, MABS, MCS。 消光ABS樹脂 消光樹脂也稱低光澤型ABS，其消光功能主要是利用制品表面橡膠顆粒的微收縮作用，造成表面糙化，使光線的折射和反射減小到最低限。消光ABS樹脂生產(chǎn)工藝為在AS生產(chǎn)時可以將苯乙烯、丙烯臘和丙烯酸酯類單體共聚，然后將這種特殊的AS樹脂與母體ABS樹脂共混。消光ABS樹脂制品廣泛用于計算機、電器、儀表和音響設備的外殼。 ABS的共混改性[1]使用場合、條件、環(huán)境的不同，都會對材料物理性能、化學性能、加工性能、產(chǎn)品成本等提出不用要求。盡管ABS綜合性能優(yōu)異，但在一些應用領域，它的某些性能還是不能很好地滿足要求。例如，一些電子電器配件、殼體燃燒引起火災時有發(fā)生，許多國家就強制要求這些部件必須由阻燃材料制作。但普通ABS的氧指數(shù)(OI)，盡管其它性能均可滿足要求，其阻燃性必須進行改進。常溫下ABS樹脂有足夠長的壽命，若在戶外使用，其耐老化性又存在一定的問題；類似情況還很多。這些問題的解決，不可能完全依賴合成新材料。除技術能力外，生產(chǎn)成本也是一個重要的制約因素。為此，人們就想到把各種不用性質的高分子材料進行共混。共混改性是實現(xiàn)聚合物高性能化、多功能化、精細化、發(fā)展新品種的重要途徑之一。它的品種千變萬化、性能易于調變、生產(chǎn)周期短，特別是對批量不大的品種更具明顯的成本優(yōu)勢，已經(jīng)成為目前材料科學研究和發(fā)展的一個重要領域。ABS樹脂與其它聚合物共混實現(xiàn)ABS樹脂的高性能化和多功能化就是共混改性領域特別活躍的一個分支。由于ABS樹脂含有側苯基、氰基和不飽和雙鍵，這為ABS的共混改性創(chuàng)造了有利的條件。通過共混，可提高ABS的沖擊強度、耐熱性、耐化學腐蝕性，賦予阻燃性和抗靜電性，或增加流動性、降低成本。因此，ABS共混物的開發(fā)生產(chǎn)是高分子共混物領域非?；钴S的一個分支。到目前為止，人們已經(jīng)開發(fā)或者研究了幾乎所有品種的熱塑性聚合物與ABS的共混物，相當多的品種已經(jīng)被工業(yè)化。在美國，ABS樹脂的共混合金材料已經(jīng)形成很大的規(guī)模，用于共混合金的ABS樹脂在20世紀80年代中期為一萬余噸，%。80年代后期和90年代，ABS共混物發(fā)展很快，1995年和1996年用于共混合金的ABS樹脂均為4%左右。最主要的是ABS/PC(聚碳酸酯)合金，占各類ABS共混合金材料的75%80%；其次是ABS/PVC(聚氯乙烯)占大約15%；其它如ABS/PA(聚酰胺)、ABS/PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)、ABS/TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)等共占約5%10%。生產(chǎn)ABS共混合金材料的另一重點地區(qū)是歐洲，特別是德國BAYER公司、BASF公司、DSM公司都生產(chǎn)幾個品種的共混合金材料。亞洲的日本是生產(chǎn)各種ABS共混合金材料的主要國家。 ABS與PC(聚碳酸酯)的共混[1820]PC與ABS樹脂的溶解度參數(shù)之差小于PC與PB的溶解度參數(shù)之差。可以推測，PC與SAN樹脂的相容性比較好，而與橡膠相的相容性比較差。研究也表明，ABS/PC共混體系中各原料組分的玻璃化轉變溫度都有一定程度的下降，且兩者有相互靠近的趨勢，故選擇適當?shù)腁BS進行共混，共混物可能只有一個Tg。因此，ABS/PC共混物大體上是兩相體系，一個是相容的PC/SAN相，另一個為橡膠相。兩相之間的粘合力較強，共混體系具有比較好的相容性。通過性能側試發(fā)現(xiàn)，%，%，兩者非常接近，因此共混物在加工過程中不會由熱脹冷縮不均而增加內應力。所以，共混物可能有效的吸取ABS與PC的優(yōu)點，表現(xiàn)出良好的沖擊強度、撓曲性、剛性、耐熱性和較寬的加工溫度范圍，尤其能明顯改善ABS的耐化學藥品性和低溫韌性。由于綜合性能優(yōu)越，ABS/PC共混物適于制作汽車、衛(wèi)生及船用設備的零部件、電器連接件、防護用品和泵的葉輪等。原料的性質、配比和共混條件等對共混物的結構、性能有重要的影響。當ABS/PC為25/75時，ABS為分散相，PC為連續(xù)相，ABS在PC中的分散狀態(tài)為纖維狀和不連續(xù)的層狀，且主要為纖維狀結構，并沿注射方向取向；當ABS/PC為50/50時，ABS與PC主要為不連續(xù)的層狀結構(使用Brabender塑化儀共混時，可以形成雙連續(xù)相)，這些層也基本沿注射方向排列；當ABS/PC為75/25時，ABS為連續(xù)相，PC為分散相，PC在ABS基體上呈粒狀分布，并沿注射方向拉長。ABS與PC配比近似時，若混煉時間短，由于PC的粘度高于ABS, PC容易形成分散相。共混物的密度、拉伸屈服強度、撕裂強度、彎曲強度、彎曲彈性模量、剪切強度、壓縮強度、硬度、熱變形溫度、維卡軟化點與共混物中的ABS含量呈良好的線性關系，符合共混組分的疊加效應。但沖擊性能變化較為復雜，當ABS含量小于50%時，隨ABS含量的增加，體系中橡膠粒子增多，一方面有利于銀紋產(chǎn)生，吸收沖擊能；另一方面也有利于銀紋終止。SAN混入PC中提高了連續(xù)相的極性，有利于PC連續(xù)相中剪切帶的產(chǎn)生，隨ABS含量增加，銀紋、剪切帶吸收能量不斷增加，銀紋又可及時被終止，并誘發(fā)新的剪切帶，這樣銀紋和剪切帶相互誘發(fā)、支化和終止的協(xié)同效應，使缺口沖擊強度隨ABS含量的增加而急劇上升，在ABS含量50%時達到最大值。繼續(xù)增加ABS含量，銀紋相應有所增加，但PC由于極性低于SAN，有利于在ABS連續(xù)相中產(chǎn)生剪切帶，銀紋、剪切帶的協(xié)同效應有所削弱，缺口沖擊強度隨ABS含量的增加而減小，但還是高于純ABS。共混物的斷裂伸長率、無缺口沖擊強度與缺口沖擊強度變化顯示出一致性。提高ABS分子量或丙烯睛含量，降低橡膠含量，有助于改善共混物的耐熱性，加入苯并噻唑等化合物或聚酞亞胺也可改善耐熱性和熱穩(wěn)定性。用橡膠含量低的ABS，共混物的彎曲強度出現(xiàn)協(xié)同增強效應，硬度和拉伸強度也有所提高。與ABS相比，ABS/PC共混物的加工流動性較低，PC含量越高，流動性能越差。因此，在混煉或加工過程中常加入環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、烯烴/丙烯酞胺共聚物、甲基丙烯酸甲酷/苯乙烯共聚物等加工改性劑。此外，還有在共混物中加入丁基橡膠以提高共混物的低溫沖擊性；加入苯乙烯/馬來酸酐共聚物(SMA)可以提高沖擊強度及熱變形溫度；加入α甲基苯乙烯/丙烯睛/丙烯酸乙酯三元共聚物以提高熱穩(wěn)定性；加入聚乙烯或改性聚乙烯可以改進耐沸水性、加工流動性和降低成本。ABS/PC共混物的發(fā)展方向是提高加工流動性，實現(xiàn)吹塑成型加工，改善制品剛性和開發(fā)低光澤品種等。 ABS與PVC(聚氯乙烯)的共混ABS是一種易燃材料，其氧指數(shù)(OI)，用ABS制造的電子、電器配件、殼體的燃燒引起的火災時有發(fā)生。早在70年代，美國的UL(UnderwriterLaboratory)、加拿大及澳大利亞的AS3195等都對電器的外殼提出了阻燃要求。國內電器配件外殼的阻燃問題也逐漸得到了重視。在ABS中添加適量的滯燃型聚合物PVC，不僅可以降低無機阻燃劑的用量，也可以改善復合體系的力學性能。實踐證明，ABS/PVC(聚氯乙烯)共混物不僅阻燃性能和抗沖擊性能優(yōu)異，而且拉伸性能、彎曲性能、耐化學腐蝕性和抗撕裂性能也比ABS高，其性能/成本指標是其他樹脂無法比擬的。作為ABS系列最主要的共混物品種，其注射成型及擠出成型制品已廣泛應用于建筑、汽車、電子、電器和醫(yī)療器械等領域。PVC與ABS的樹脂相容性較好，而與橡膠相不相容，ABS/PVC屬于“半相容”體系。因而在該體系中，PVC與SAN的界面狀況是影響相容性的重要因素。PVC與SAN界面狀況又受到SAN中丙烯睛(AN)含量的影響。一般認為，ABS/PVC體系具有“海島”結構，PVC與SAN一起構成連續(xù)相，而共混過程中ABS中的橡膠粒子作為分散相，其粒徑基本沒有變化。當材料受到外力沖擊時，橡膠粒子成為應力集中點，使材料誘發(fā)銀紋，同時，橡膠粒子又可支化、終止銀紋或誘發(fā)新的銀紋，從而提高了材料的抗沖擊性能。選用不同牌號的ABS與PVC共混能得出不同的結果。以沖擊強度為例，共混物出現(xiàn)極大值可能在PVC含量為15%30%的范圍內，或在PVC含量40%50%的范圍內，或在PVC含量為70%左右。因此，共混體系與組分的關系有兩個特點：其一，在一定區(qū)域內共混體系性能會出現(xiàn)極大值；其二，極值隨ABS，PVC類型不同，出現(xiàn)的位置亦不同。ABS/PVC共混體系的流動性較ABS差，且PVC的熱穩(wěn)定性不好，在加工過程中，受熱、受剪切力易發(fā)生降解，故在共混體系中應加入適量的熱穩(wěn)定劑和潤滑劑。常用的熱穩(wěn)定體系為金屬皂類和鉛鹽穩(wěn)定體系，潤滑體系采用石蠟。實驗證明采用金屬皂與鉛鹽混合穩(wěn)定體系，Ba, Cd皂鹽配比為3：1左右，熱穩(wěn)定效果和制品色較佳，石蠟與金屬皂熱穩(wěn)定體系配合使用其潤滑作用遠較與鉛鹽系穩(wěn)定劑配合作用好。同時適當采用低分子量PVC樹脂可使共混體系穩(wěn)定性能明顯提高。因為隨PVC分子量減小，分子間作用力減弱，熔融粘度下降，從而降低分子間摩擦熱，降低摩擦熱效應，使體系熱穩(wěn)定性提高。，但若對阻燃性能要求較高時，還需添加阻燃劑，普遍采用的是Sb2O3及含鹵阻燃劑。阻燃劑對ABS/PVC體系的沖擊強度不利。單獨使用Sb2O3可以起到最大的阻燃效果，但體系沖擊強度下降太大，應用中少加為宜。而含鹵阻燃劑與銻類阻燃劑存在協(xié)同效應，可大大降低樹脂分解反應速率，達到阻燃效果，且對體系加工性能影響不大，因此ABS/PVC體系中應用復合阻燃劑是較好的選擇[21]。ABS與PVC共混可以獲得綜合性能較好的合金，它們的相容性也較好。但ABS與HPVC的相容性卻很差，HPVC與ABS的溶度參數(shù)雖相近，但HPVC與ABS在分子量和分子鏈纏結上的差異性，使得ABS與HPVC的相容性很差，但可以加入ACR增容劑來改善ABS/HPVC的相容性，從而得到性能較好的ABS/HPVC合金。但是HPVC分子量較大，分子鏈纏結嚴重，因此不利于組分間相互擴散，界面粘結不牢固，同時相疇較大，拉伸強度和硬度隨HPVC的增加而降低。隨著ACR用量的增加，ABS/HPVC合金的沖擊強度、拉伸強度、伸長率均先上升，后下降，最后趨于平緩，在ACR存在時，增加NBR的用量，會使合金的沖擊強度迅速上升，當材料的NBR/HPVC 20/80時，合金沖不斷。但也伴隨著其它一些性能的下降[22]。 ABS/PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的共混聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有優(yōu)良的綜合性能，良好的力學性能、耐熱和耐化學藥品性能，優(yōu)異的自潤滑性能。PBT結晶速度快，在較低溫度下可迅速結晶，所以成型加工性能良好，成型周期短，近年來在電子電氣等工業(yè)領域中得到了廣泛的應用。但PBT也有一些缺點，如缺口沖擊強度低，高載荷下熱變形溫度低，高溫下剛性差。在PBT中加入各種沖擊改性劑可以改善它的缺口敏感性。通過將ABS與PBT共混，能大幅度提高PBT的室溫沖擊強度，降低其脆韌轉變溫度，同時使共混物保持良好的拉伸性能和熱性能、耐化學品性能。對PBT/ABS共混物進行反應增容后，不僅能進一步改善其力學性能，而且克服了由二元共混物相形態(tài)結構不穩(wěn)定帶來的共混物性能對加工條件依賴程度較大的缺點，改善了共混物的加工性能。影響PBT/ABS共混體系性能的因素有很多，如ABS的加入量，所用的ABS材料中橡膠相含量、橡膠顆粒的大小及粒徑分布，SAN對橡膠粒子的接枝率，PBT的相對分子質量及共混體系的相形態(tài)結構等。ABS對PBT的室溫及低溫沖擊性能有顯著的改善效果，對拉伸性能和PBT的結晶性能影響較小。影響ABS對PBT各性能改善的因素很復雜，但主要表現(xiàn)在ABS的用量及ABS中橡膠相的含量上。ABS能顯著改善PBT的室溫缺口沖擊性能。純PBT材料缺口沖擊強度僅為50J/m，加入ABS后共混物的沖擊強度大幅度提高。當ABS用量超過30%后，共混物沖擊強度提高至600J/m，材料表現(xiàn)為韌性斷裂。隨著ABS用量進一步增加，共混物的沖擊強度增加不明顯。ABS中橡膠相含量越高越有利于改善共混物的沖擊強度。