ABS_PP合金材料的研制

1、文章编号:100523360(200320320012204ABS /PP 合金材料的研制冯绍华,刘忠杰,左建东,陈桂兰(青岛科技大学新材料重点实验室,山东青岛266042摘要:利用Brabender 挤出机和密炼机分别制备了熔融接枝物PP 2g 2M AH ,研究了ABS/PP 、ABS/PP 2g 2M AH 、ABS/PP/PP 2g 2M AH 三种共混物的性能,且作了对比。实验结果表明:PP 2g 2M AH 的加入,能在一定程度上改善共混物的冲击性能、加工流动性能和耐热性能。关键词:聚丙烯;ABS;熔融接枝;合金;相容剂中图分类号:T Q325文献标识码:A收稿日期:2003201

2、216近年来,利用现有聚合物制造聚合物合金是开发高性能高分子材料的一个新途径,已经研究合成了PP/PA 、PA/PC 、PS/PC 、PA/聚酯等具有使用价值的多种合金。ABS 树脂是二十世纪四十年代发展起来的通用热塑性工程塑料,兼具聚丙烯的刚性和耐化学药品性、耐油性,聚苯乙烯的光泽性和加工流动性,以及聚丁二烯的抗冲击性能、耐寒性,具有良好的综合性能,广泛用于电子、电器、建材、汽车工业、工业结构材料等领域。但ABS 的耐候性差,长期在室外暴露易变色,冲击强度下降,耐热性也差,急待改进。ABS 合金的开发方兴未艾,大部分研究集中在PA 、PC 、P BT 、PVC 等与ABS 的合金上1,而关于

3、PP 与ABS 合金的研究不多2,日本一公司专利提出,用PP 2g 2MAH 作ABS/PP 合金的相容剂,可改善其冲击强度,德国Arakawa 化学工业有限公司专利提出,用PP 2g 2MAH 及其它共聚物作相容剂可以改善ABS/PP 合金的相容性。本文采用熔融接枝物PP 2g 2MAH ,将其加入PP/ABS (或直接与ABS 共混,考察共混物的性能。1实验部分1.1主要原料及试剂聚丙烯:EPS 30R ,齐鲁石化;ABS :9715A ,工业级;过氧化二异丙苯(DCP :工业级;马来酸酐(MAH :化学级;抗氧剂1010:工业级。1.2主要仪器及设备单螺杆挤出机:P LE 331型,德国

4、Brabender 公司;密炼机:P LE 331型,德国Brabender 公司;注射机:JM128MK 0型,香港震雄有限公司;双辊塑炼机:SK 160B 型,上海橡胶机械厂;维卡耐热仪:RW 3型,承德实验机厂;冲击实验机:XC J 50型,承德材料实验机厂;电子拉力实验机:W DS 10型,济南实验机厂。1.3熔融接枝制备PP 2g 2MAHPP 完全塑化后,加入DCP 、MAH 、抗氧剂,在35r/min 的转速下,密炼15分钟,温度为180。1.4PP/ABS 共混物的制备及性能测试将干燥后的ABS 与PP 及PP 2g 2MAH 按一定比例在双辊开炼机上混合均匀,然后用破碎机破碎

5、,再用注塑机注射样条。21塑料科技P LASTICS SCI.&TECH NO LOGY 3(Sum.155June 2003G B104092测定;弯曲强度按G B934188测定;维卡软化点按G B163379测试。2结果与讨论2.1ABS/PP 、ABS/PP 2g 2MAH 两种共混物性能的对比研究分别以PP 和PP 2g 2MAH 各为10、20、30、40、50份,与90、80、70、60、50份的ABS 共混。由图1可看出,ABS/PP 体系的曲线先下降,在PP 用量为30份时达最低值,超过30份有所回升。整体来说,PP 的加入降低了ABS 的冲击强度。最重要的原因是PP 与AB

6、S 是不相容的体系,PP 的加入破坏了ABS 的均相结构,且PP 不能很好的均匀微细分散在ABS 中,也就不能有效的传递应力,从而导致了共混物的冲击强度下降。ABS/PP 2g 2MAH 共混物中,PP 2g 2MAH 份数越多,冲击性能下降的越厉害。通过对比,可以发现在PP 2g 2MAH 15份之前,ABS/PP 2g 2MAH 的冲击性能要比ABS/PP 好,即相容剂PP 2g 2MAH 在ABS 基体中的分散状况要好于PP 在ABS 中的分散状况。这是因为相容剂的作用,但它的使用量有一定的范围,过多的相容剂也会使共混物的力学性能下降 。图1ABS/PP 体系与ABS/PP 2g 2M

7、AH 体系冲击强度的对比由图2可知,PP 的加入,使得ABS 的拉伸强度降低,但没有PP 2g 2MAH 降低的效果更为明显。这是因为PP 分散相粒子嵌入到ABS 的基体中去,接枝物的分子链较短,不仅不能发生有效缠结,而且还对ABS 起着“疏松作用,所以共混物拉伸强度下降3。而且PP 2g 2MAH 在份数较小时(少于10份,其相容作用不明显,体系的拉伸强度下降很多;随着份数的增多,由于相容剂的“桥梁作用,拉伸强度趋于平稳 。图2ABS/PP 体系与ABS/PP 2g 2M AH 体系拉伸强度的对比由图3可看出,随着PP 的加入,ABS/PP 的弯曲性能下降,当PP 份数再增加时,下降趋势越来

8、越缓慢,这是由于PP 的弯曲强度所限。ABS/PP 2g 2MAH 体系的弯曲强度随着PP 2g 2MAH 份数增加而下降,但比同样比例的ABS/PP 体系的弯曲强度略高。综上所述,在ABS/PP 中,当PP 用量小于30份时,随PP 用量的增多,共混物的力学性能都呈明显下降趋势。在ABS/PP 2g 2MAH 体系中,随着PP 2g 2MAH 份数的增多,共混物的力学性能也明显下降,与同样比例ABS/PP 体系相比,弯曲强度略高,冲击强度在一定范围内略高。若要把PP 2g 2MAH 用于ABS 为基体的共混物中,用量应控制在20份以下为好。2.2ABS/PP/PP 2g 2MAH 体系性能的

9、研究由图4可知,PP 2g 2MAH 的用量在4份时,体系的冲击强度有一最大值;在10份左右,取得一最小值,在16份时,又有一极大值。共混物在4份时取得最大值,31冯绍华,等ABS/PP 合金材料的研制 说明此时相容剂PP 2g 2MAH 起到了作用,改善了界面相容性。PP 分散相粒子的嵌入,在垂直于应力方向球粒赤道面上产生了较大的应力集中,使此处的实际应力大于所施加的应力3 。图3ABS/PP 体系与ABS/PP 2g 2M AH 体系弯曲强度的对比 图4ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的冲击强度与PP 2g 2M AH 用量的体系在图5中,体系拉伸强度随PP 2g 2M AH 份

10、数的增多先增加,在10份左右达到最大值后又开始减小,但整体都比A BS/PP (8020的拉伸强度差。这是因为A BS/PP 2g 2M AH 本身的拉伸性能就比A BS/PP (8020的差。当PP 2g 2MAH 的用量在4份时,弯曲强度有一极大值;在8份时有一极小值;但从总体上说体系的弯曲强度随着PP 2g 2MAH 的变化不大,基本维持在ABS/PP (8020的弯曲强度4013MPa 左右 。图5ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的拉伸强度与PP 2g 2M AH 用量的体系 图6ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的断裂伸长率与PP 2g 2M AH 用量的体系 图7

11、ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的弯曲强度与PP 2g 2M AH 用量的体系由图8可知,体系的熔体流动速度随PP 2g 2MAH相对含量的增加而明显上升。因为PP 2g 2MAH 的流动性能好,从而整个共混物的流动性变好。41冯绍华,等ABS/PP 合金材料的研制 图8ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的MFR 与PP 2g 2M AH 用量的体系 图9ABS/PP/PP 2g 2M AH 体系的维卡软化点与PP 2g 2M AH 用量的体系相容作用与PP 的耐热性能综合作用的结果。之后呈上升趋势,符合PP 2g 2MAH 增多时ABS/PP 2g 2MAH 的耐热性规律。

12、3结论(1PP 2g 2MAH 与ABS 有一定的相容性,它的用量应在20份以下。在ABS/PP 2g 2MAH 体系中,随着PP 2g 2MAH 份数的增多,共混物的力学性能明显下降,与同样比ABS/PP 体系相比,弯曲强度略高,冲击强度在一定范围内略高。(2在ABS/PP/PP 2g 2MAH 共混物中相容剂PP 2g 2MAH 的加入,在一定范围内能增加共混物的冲击强度,但弯曲强度变化不大,断裂伸长率下降。(3在ABS/PP/PP 2g 2MAH 共混物中,当PP 2g 2MAH 为4份,PP 为16份时,共混物的冲击性能较好,耐热性也有所提高。参考文献:1陈鑫岳.我国工业塑料的生产及改

13、性研究的进展J .现代塑料加工应用,1993,5(4:41.2彭紫云.相容剂在ABS 合金研制中的应用J .现代塑料加工应用,1993,5(5:37.3邱志勇.PA/ABS 塑料合金的研制J .现代塑料加工应用,1996,8(1:1.R esearch and Preparation on ABS/PP AlloyFE NG Shao 2hua ,LI U Zhong 2jie ,Z UO Jian 2dong ,CHE N G ui 2lan(K ey Lab.of New Material ,Qingdao University of Science &T echnology ,Qingdao 266042,China Abstract :The melting graft material of PP 2g 2MAH was prepared by using Brabender extruder and mixer respectively.The properties of ABS/PP ,ABS/PP 2g 2MAH and ABS/PP/PP 2g 2MAH systems were studied and com pared.The results showed tha