【正文】 當(dāng)共混物受到外力沖擊時(shí)，PC/AB。存在大量的空隙和表面粗糙現(xiàn)象表明，充分分散的EVA彈性核與PC/ABS基體樹脂形成了宏觀相相容，微觀相分離的體系。PC、ABS與EVA形成了核殼結(jié)構(gòu)。EVA與PC、ABS共混，由于基體樹脂的黏度大于EVA的黏度，EVA在剪切力作用下，被分割成若干獨(dú)立相，分散在樹脂基體中，形成彈性核。由于低溫條件下合金中PC分子鏈在斷裂時(shí)沒有發(fā)生取向，而是以無規(guī)線團(tuán)的形式存在，所以可以認(rèn)為合金的SEM照片是彈性體EVA和ABS微團(tuán)在PC相中的真實(shí)分布情況。綜合性能對比顯示，EVA適合于增韌PC/ABS合金。彈性體EVA自身在發(fā)生較大的形變后才能使分子鏈斷裂，由于EVA與PC/ABS分子鏈相互纏結(jié)，使得復(fù)合材料具有較大的應(yīng)變能力，因而彈性體EVA顯著提高了PC/ABS的拉伸斷裂伸長率。在拉伸力作用下，復(fù)合材料由均勻的彈性變形逐漸變?yōu)樗苄宰冃?。部分相互連接的彈性體吸收沖擊能量的能力有限，同時(shí)其機(jī)械強(qiáng)度比較低，使復(fù)合材料的韌性降低。EVA添加量較少時(shí)，彈性體含量較少，對合金韌性的改善程度有限；隨著增韌劑添加量的增大，吸收沖擊能量的能力增強(qiáng)，PC/ABS合金的缺口沖擊強(qiáng)度逐漸增大。當(dāng)添加5份EVA增韌PC/ABS合金時(shí)，%；合金中EVA含量大于5份時(shí)，隨著EVA含量的增加，PC/ABS合金體系的缺口沖擊強(qiáng)度逐漸降低。 EVA對PC/ABS合金力學(xué)性能的影響圖41為EVA添加到PC/ABS合金中其添加量對合金缺口沖擊強(qiáng)度的影響曲線。研究發(fā)現(xiàn)EVA協(xié)同ABS起到良好的增韌作用，EVA的添加使PC/ABS合金的力學(xué)性能略受影響。EVA作為一種常用的熱塑性彈性塑料，可分別作為PC[35]、ABS[36]的增韌劑。助劑與合金中各微團(tuán)相互作用，一方面可通過化學(xué)方法，即其端基與共混高聚物基團(tuán)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，從而提高界面粘結(jié)力。PC/ABS合金具有復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)，其微觀結(jié)構(gòu)的改善能夠顯著提高合金的機(jī)械性能。第四章 EVA對PC/ABS合金性能的影響 引言PC/ABS合金是一種性能優(yōu)良、價(jià)格低廉的工程塑料，在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用。相容劑ABSgMAH作用的PC/ABS復(fù)合材料的低溫脆斷面光滑，共混合金的相容程度增強(qiáng)。接枝物含有的酸酐基團(tuán)與PC端羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的PCgABS增強(qiáng)了PC、ABS微團(tuán)間結(jié)合強(qiáng)度，原位產(chǎn)生增容作用。綜合PC/ABS合金的力學(xué)性能，ABSgMAH適合增容PC/ABS合金，合適添加量為4份。相容劑的添加顯著提高了PC/ABS合金的力學(xué)性能。通過化學(xué)反應(yīng)，合金中部分有機(jī)聚合物分子鏈增長，提高了單一組分的玻璃轉(zhuǎn)化溫度。相容劑作用的PC/℃℃出現(xiàn)放熱峰。將ABS接枝物作用后的復(fù)合材料用DSC法測定Tg，結(jié)果如圖36所示。添加4份ABSgMAH共混的PC/ABS復(fù)合材料的低溫橫斷面比較平滑，且層狀斷面邊緣比較模糊不清，說明相容劑的添加提高了PC/ABS合金微團(tuán)間的相容性，從而使共混物結(jié)合成完整的整體。 ABSgMAH增容的PC/ABS合金微觀結(jié)構(gòu)圖35為合金樣條在液氮中充分冷凍后脆斷面的SEM照片。力學(xué)性能指標(biāo)對比顯示，%，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的增長幅度達(dá)到4%左右，彎曲彈性模量增大了110MPa。 PC/ABS復(fù)合材料力學(xué)性能的變化表31 ABSgMAH作用的PC/ABS復(fù)合材料力學(xué)性能Tab 31 Effect on mechanical properties of PC/ABS posite material of ABSgMAH復(fù)合材料組成缺口沖擊強(qiáng)度/KJ*m2拉伸強(qiáng)度/MPa彎曲強(qiáng)度/MPa彎曲模量/MPaPC/ABS(60/40)PC/ABS/ABSgMAH(60/40/4)由表31可知，4份ABSgMAH作用后PC/ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能得到明顯的增強(qiáng)。當(dāng)相容劑添加量較少時(shí)，對合金的力學(xué)性能改善不明顯，這是由于相容劑增強(qiáng)作用有限，添加適量的相容劑，將對合金不同方面的力學(xué)性能有不同程度的提高。圖34 相容劑ABSgMAH用量對PC/ABS合金彎曲強(qiáng)度的影響Fig 34 Effect on flexural strength of PC/ABS blend of the ABSgMAH content綜上所述，添加相容劑ABSgMAH顯著提高了PC/ABS合金的力學(xué)性能。由圖可知，隨相容劑添加量的逐漸增大，PC/ABS合金的缺口沖擊強(qiáng)度逐漸增大，當(dāng)添加量大于4份時(shí)，合金的缺口沖擊強(qiáng)度增加程度趨緩。添加2份ABSgMAH對合金拉伸斷裂伸長率的影響顯著；同樣，添加10份相容劑時(shí)PC/ABS合金的拉伸斷裂伸長率增大較為明顯。合金拉伸斷裂伸長率受共混物中彈性組分含量、ABS分散相粒徑尺寸以及PC、ABS微團(tuán)間相容程度的影響。當(dāng)添加量大于6份時(shí)，隨相容劑添加量的增大，PC/ABS合金的拉伸強(qiáng)度出現(xiàn)降低趨勢。相容劑添加量較少時(shí)，PC/ABS合金的相容程度改善有限。添加量達(dá)到10份時(shí)，相容劑對PC/ABS合金缺口沖擊強(qiáng)度的改善情況不明顯。添加量達(dá)到4份時(shí)，PC/，%。 相容劑對PC/ABS合金力學(xué)性能的影響 對PC/ABS合金缺口沖擊強(qiáng)度的影響圖31 相容劑用量對PC/ABS合金的缺口沖擊強(qiáng)度的影響Fig 31 Effect on notched impacted strength of PC/ABS blend of patibilizers content由圖31可以看出，相容劑ABSgMAH的添加顯著改善了PC/ABS合金的缺口沖擊強(qiáng)度。相容劑的添加量為0、10份[35]。采用STEREOSCAN 250MK3型掃描電鏡觀察試樣液氮冷凍低溫橫斷面的形貌結(jié)構(gòu)。采用美國Mettler Toledo公司的DSC821e型差示量熱掃描儀（DSC）測定合金中各組分的玻璃轉(zhuǎn)化溫度的變化，測試條件為：升溫范圍40~250℃，升溫速率10℃/min，N2氣靜態(tài)保護(hù)?？疾炝讼嗳輨┑奶砑恿繉辖鹄鞆?qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和斷裂伸長率的影響，以及對合金缺口沖擊強(qiáng)度的改善情況。Balakrishnan S[11]和賈娟花[24] 分別用ABSgMAH與不同型號的PC、ABS共混，利用接枝的酸酐基團(tuán)與PC末端的羥基發(fā)生酯化反應(yīng),原位產(chǎn)生增容作用，提高了合金中微團(tuán)間的相容性。由于ABS與PC力學(xué)性能有一定的差距，同時(shí)PC、ABS微團(tuán)間相容性有限，與PC樹脂相比合金的力學(xué)性能有一定程度的下降。第三章 ABSgMAH增容PC/ABS合金的研究 引言開發(fā)PC/ABS合金是為了改進(jìn)聚碳酸酯的耐沖擊疲勞、耐沸水、耐應(yīng)力開裂以及加工流動(dòng)性能。此時(shí)可以使用動(dòng)態(tài)力學(xué)測試，例如動(dòng)態(tài)粘彈譜儀，在較小的振幅下測定樣品的儲存模量、損耗模量和損耗正切tgδ隨溫度變化的情況。這種方法所需式樣量少，測量速度快。共混體系中組分玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的漂移與組分間形成分子尺度混合的程度有直接關(guān)系，當(dāng)組成共混體系的聚合物各組分之間能夠形成一定程度的分子尺度混合時(shí)（miscibility），兩相之間會發(fā)生一定程度的擴(kuò)散，宏觀上即表現(xiàn)為兩組分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相互接近，接近的程度取決于分子尺度混合的程度，即相容性的大小[54]。利用流變儀測定PC/ABS合金流變行為（粘度—剪切應(yīng)力曲線），能夠確定共混體系在加工過程中的假塑性流動(dòng)性能；共混體系的熔體流動(dòng)速率關(guān)聯(lián)著確定共混體系物料配比。ABS相區(qū)在試樣邊緣上都有不同程度的取向。 共混體系加工性能的研究PC/ABS合金的力學(xué)性能受微觀相形態(tài)的影響，而PC/ABS合金的相結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈地受到加工條件的影響。電子顯微鏡照片可以清晰地表現(xiàn)出共混體系內(nèi)部兩相的分散狀態(tài)以及相界面之間的結(jié)合情況，通過對分散相的基體中分散狀態(tài)、尺寸大小以及相界面結(jié)構(gòu)的表征可以對共混體系中組分的相容程度進(jìn)行定性的評價(jià)。掃描電子顯微鏡現(xiàn)已廣泛用于觀察和分析聚合物共混體系的結(jié)構(gòu)與形態(tài)。PC/ABS合金的力學(xué)性能視分散相顆粒大小、界面粘結(jié)力差異很大。由于兩種聚合物不完全相容，不能形成均相的共混物。每組測試4根樣條，求其平均值，并取兩位有效數(shù)字。bn)103 （24）式中：ain——缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度，KJ/m2。采用懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)對復(fù)合材料試樣進(jìn)行缺口沖擊強(qiáng)度測試，方法按ISO179進(jìn)行。試樣缺口沖擊強(qiáng)度指缺口試驗(yàn)在懸臂梁沖擊破壞過程中所吸收的能量與試樣缺口處原始橫截面積之比，用KJ/m2表示。沖擊強(qiáng)度用于評價(jià)材料抵抗沖擊的能力或判斷材料的脆性或韌性程度，它反映不同材料抵抗高速沖擊而致破壞的能力。每組測試4根樣條，求其平均值。 h——試樣厚度，mm。彎曲彈性模量：Ef= L3/(4bh3) (P/Y) (23)式中 Ef——彎曲彈性模量，MPa； L——跨度，mm。h) (22)式中 δf——彎曲強(qiáng)度，MPa； P——最大負(fù)荷，N； b——試樣寬度，mm。彎曲試驗(yàn)參照GB/T 9341試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，測試速率為10mm/min。 合金彎曲性能的測試彎曲試驗(yàn)主要用來檢驗(yàn)材料在經(jīng)受彎曲負(fù)荷作用時(shí)的性能，生產(chǎn)中常用彎曲試驗(yàn)來評價(jià)材料的彎曲強(qiáng)度和塑性變形的大小。 h——試樣厚度，mm。拉伸強(qiáng)度：δt=P/(b本試驗(yàn)測試試樣為雙鏟型，樣條尺寸為：15010，跨度90mm。拉伸強(qiáng)度是反映試樣在拉伸直至斷裂時(shí)，試樣所承受的最大拉伸應(yīng)力。實(shí)驗(yàn)要求在規(guī)定的溫度下進(jìn)行，本實(shí)驗(yàn)在23℃室溫條件下進(jìn)行測試。 PC/ABS合金制備和檢測常用原料及設(shè)備表22 實(shí)驗(yàn)原材料一覽表 The schedule of experimental material原材料型號生產(chǎn)廠家PC141R111美國GE塑料有限公司產(chǎn)品ABSGP22德國BASF塑料有限公司產(chǎn)品ABSgMAHSWJ2B沈陽四維高聚物塑膠有限公司生產(chǎn)EVA183VA含量為18%，北京有機(jī)化工廠產(chǎn)品EVA142VA含量為14%，北京有機(jī)化工廠產(chǎn)品EVAgMAHGPM340A寧波能之光新材料科技有限公司產(chǎn)品CaCO3納米級濾餅北京納諾泰克納米科技有限公司生產(chǎn)，%丙烯酸丁酯分析純北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司產(chǎn)品甲基丙烯酸甲酯分析純北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司產(chǎn)品苯乙烯分析純北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司產(chǎn)品過硫酸銨分析純北京化工廠產(chǎn)品表23 實(shí)驗(yàn)設(shè)備一覽表 The schedule of experimental equipment設(shè)備名稱型號生產(chǎn)廠家雙螺桿擠出機(jī)TE20系列南京科亞實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品注塑機(jī)JN88E震雄機(jī)械有限公司產(chǎn)品微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)WDTI10深圳凱強(qiáng)利試驗(yàn)儀器有限公司產(chǎn)品懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)XJJ5承德市金建檢測儀器制造廠產(chǎn)品缺口制樣機(jī)XQZ1承德市金建檢測儀器有限公司產(chǎn)品生化培養(yǎng)箱SPX150B上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司電熱鼓風(fēng)干燥箱101A2上海申光儀器儀表有限公司產(chǎn)品掃描電子顯微鏡STEREOSCAN250MK3英國劍橋科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品萬能塑化儀PLV151德國Brabender公司產(chǎn)品差示掃描量熱儀DSC821e美國Mettler Toledo公司產(chǎn)品攪拌砂磨分散多用機(jī)JSF400上海普申化工機(jī)械有限公司產(chǎn)品 PC/ABS合金力學(xué)性能的測試方法PC/ABS合金的力學(xué)性能直接關(guān)系到材料的應(yīng)用價(jià)值，測定方法按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[53]。 PC/ABS復(fù)合材料加工溫度Tab 21 The processing temperature of PC/ABS pound material 溫度/℃雙螺桿擠出機(jī)注塑機(jī)第一段205230第二段230240第三段235240第四段21080（模溫）選取具有代表性的樣條進(jìn)行測試，待測樣條置于23℃條件下的生化培養(yǎng)箱中老化24h以上。充分干燥的PC/ABS合金在注塑機(jī)中制作測試樣條（拉伸、彎曲、缺口沖擊）。在ф20雙螺桿擠出機(jī)上擠出造粒，制備PC/ABS合金材料。 PC/ABS合金制備工藝PC/ABS合金制備工藝流程如圖21所示：混合樹脂攪拌機(jī)雙螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品抽絲冷 卻切粒機(jī)注塑制件分析測試烘 干圖21 PC/ABS合金制備和性能檢測流程圖Fig 21 The process of preparation and QC(Quality Control) for PC/ABS blend由于PC樹脂具有一定的吸水性，擠出加工前首先將PC和ABS分別在120℃和90℃下置于熱風(fēng)循環(huán)干燥箱中干燥5h[51]。當(dāng)PC/ABS合金中ABS含量大于50%時(shí)，ABS形成連續(xù)相，PC成為分散相，由于ABS材料的機(jī)械性能較差，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度將大大下降。 PC/ABS合金的制備 PC/ABS合金體系的確定：PC/ABS合金由PC相、SAN相及接枝的丁二烯橡膠相組成，其微觀結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。對于PC/ABS合金的制備，合金組分之間的相容性以及共混形態(tài)的控制是關(guān)鍵因素。合金體系中的ABS分散在PC的連續(xù)相中形成?！獚u相結(jié)構(gòu)。將PC和ABS共混，制備的PC/ABS共混合金能夠充分利用合金中單一組分的優(yōu)良性能，同時(shí)改善PC組分的不足。