毕业设计（论文）PPOABS共混改性的研究

1、 本科毕业设计（论文）题目 PPO/ABS共混改性的研究学 院 化学与材料工程 年 级 2008级 专 业 材料科学与工程 班 级 材料081 学 号 150208109 学生姓名 朱建勋 指导教师 李爱英 职 称 副教授 论文提交日期 2012-5-24 常熟理工学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明： 所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本人签名：

2、 日期： 常熟理工学院本科毕业设计(论文)使用授权说明 本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。保密的毕业设计(论文)在解密后遵守此规定。本人签名： 日期： 导师签名： 日期： PPO/ABS共混改性研究摘 要本文主要通过将具有良好的刚性、

3、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）加入到聚苯醚基体中，用熔融共混的方法将它们有机的结合在一起。纯的PPO熔体粘度大，流动性差，但加入ABS后情况有了明显改善，结果表明，虽然加入ABS后共聚物的拉伸强度明显下降，但是弯曲强度和冲击强度皆有一定的提升，耐热性也大大增加。控制好PPO中ABS的含量，则可以调配出一种最佳的组合来提升聚合物的性能。关键词：PPO ABS 共混改性 Study on the modified blends of PPO/ABSAbstractIn this paper, by good rigidity, hardness and

4、 processing mobility, but also has high toughness characteristics of acrylonitrile - butadiene - styrene copolymer (ABS) is added to the poly phenylene oxide matrix by melt blending combination. Pure PPO melt viscosity and poor mobility, but to join the ABS has been significantly improved, results s

5、how that, although joined ABS copolymer tensile strength decreased, but the flexural strength and impact strength there is a definite upgrade. The heat resistance also increased significantly. Control the ABS content in the PPO, you can deploy the best combination to enhance the performance of the p

6、olymer.Key Words: PPO; ABS; blended modification目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc25418 1.前言 PAGEREF _Toc25418 1 HYPERLINK l _Toc15023 共混改性 PAGEREF _Toc15023 1 HYPERLINK l _Toc16201 聚苯醚 PAGEREF _Toc16201 3 HYPERLINK l _Toc17292 聚苯醚的简介 PAGEREF _Toc17292 3 HYPERLINK l _Toc10557 聚苯醚的性能 PAGEREF _Toc10557

7、 3 HYPERLINK l _Toc26287 聚苯醚的加工性 PAGEREF _Toc26287 4 HYPERLINK l _Toc8111 聚苯醚的改性 PAGEREF _Toc8111 4 HYPERLINK l _Toc27265 1.3丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） PAGEREF _Toc27265 7 HYPERLINK l _Toc1568 1.3.1概述 PAGEREF _Toc1568 7 HYPERLINK l _Toc7217 1.3.2 ABS的具体性能 PAGEREF _Toc7217 8 HYPERLINK l _Toc18335 1.3.3 ABS产

8、品用途 PAGEREF _Toc18335 8 HYPERLINK l _Toc17183 1.3.4 ABS的加工方法 PAGEREF _Toc17183 9 HYPERLINK l _Toc17201 1.3.5 ABS的市场现状及发展趋势 PAGEREF _Toc17201 9 HYPERLINK l _Toc26489 1.4本论文的设计思想和主要研究内容 PAGEREF _Toc26489 10 HYPERLINK l _Toc22684 2.实验部分 PAGEREF _Toc22684 11 HYPERLINK l _Toc18671 主要原料 PAGEREF _Toc18671

9、11 HYPERLINK l _Toc21424 主要设备 PAGEREF _Toc21424 11 HYPERLINK l _Toc27505 原料配比 PAGEREF _Toc27505 12 HYPERLINK l _Toc23183 实验流程 PAGEREF _Toc23183 12 HYPERLINK l _Toc3779 样品混合和干燥 PAGEREF _Toc3779 13 HYPERLINK l _Toc16242 试样挤出造粒 PAGEREF _Toc16242 13 HYPERLINK l _Toc4014 注塑机拉伸冲击样条的制备 PAGEREF _Toc4014 13

10、HYPERLINK l _Toc22927 2.8试样的拉伸、弯曲强度的测定 PAGEREF _Toc22927 14 HYPERLINK l _Toc26594 2.9试样的冲击强度的测定 PAGEREF _Toc26594 14 HYPERLINK l _Toc26102 0试样的TGA测定 PAGEREF _Toc26102 15 HYPERLINK l _Toc27076 1试样维卡软化点测定 PAGEREF _Toc27076 15 HYPERLINK l _Toc14505 2试样热变形温度测定 PAGEREF _Toc14505 15 HYPERLINK l _Toc32696

11、3.实验结果与讨论 PAGEREF _Toc32696 16 HYPERLINK l _Toc1861 3.1拉伸强度 PAGEREF _Toc1861 16 HYPERLINK l _Toc12964 3.2弯曲强度 PAGEREF _Toc12964 17 HYPERLINK l _Toc8673 3.3冲击强度 PAGEREF _Toc8673 19 HYPERLINK l _Toc6603 3.4维卡软化点 PAGEREF _Toc6603 20 HYPERLINK l _Toc21532 3.5热变形温度 PAGEREF _Toc21532 21 HYPERLINK l _Toc97

12、69 3.6 TGA PAGEREF _Toc9769 22 HYPERLINK l _Toc3569 4.结论 PAGEREF _Toc3569 24 HYPERLINK l _Toc18765 参考文献 PAGEREF _Toc18765 25 HYPERLINK l _Toc237 致 谢 PAGEREF _Toc237 261.前言共混改性当今合成聚合物已经成为工、农业生产和人民生活不可缺少的一类重要材料。但是，随着现代科学技术的日新月异，对聚合物材料提出了日益广泛和苛刻的要求。如，期望聚合物材料既能耐高温又易于加工成型，既有卓越的韧性又有较高的硬度，不仅性能良好而且价格低廉。对于多种

13、多样的要求，单一的均聚物往往是难以满足要求的。为获得综合性能优异的聚合物材料，除了继续研制合成新型聚合物外，已有聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径，近年来日益引起广泛的兴趣和重视。据国外统计，一种工业化的新型聚合物，从研制（约需1千5百万美元）到中试（约需1.5亿美元）需近两亿美元的投资，而研制并工业生产一种新型聚合物共混物只需要数百万美元的投资。并且一些工程聚合物共混物的力学性能可与合金铝竞争，远非均聚物可比拟。因此聚合物共混物的发展十分迅速。1986年，工程聚合物共混物世界年消耗量为1400Kt，1990年达到1900Kt。至1987年，70%的聚烯烃和23%的其他聚

14、合物是以共混物的形式出售的。80年代，塑料工业的年增长速率约为24%,而聚合物共混物的年增长速率为911%，工程聚合物共混物的年增长速率则达1317%。共混改性是塑料改性最常用的方法之一。塑料的共混改性是在主体塑料中添加其它高聚物(塑料或橡胶)，在物料的熔融状态，通过机械混合的方法形成均匀的共混物。添加的高聚物可以称为共混改性剂。共混改性的效果主要决定于共混改性剂的性能及用量、改性剂在主体塑料中的分散情况，以及改性剂与主体塑料的相溶性等。其中，共混改性剂在主体塑料中的分散情况通常为“海一岛”形式的两相结构，即主体塑料为连续相，改性剂为分散相，改性剂粒子分散在主体塑料中，就象岛屿分散在海洋中一样

15、。分散在主体塑料中的改性剂粒子应细小而均匀，其粒径通常控制在1m的数量级。改善共混改性剂在主体塑料中分散性的方法，主要是控制共混工艺条件。改性剂与主体塑料的相容性，是指两者之间互相容纳的能力。相容性好的共混体系，改性剂粒子与主体塑料之间有良好的界面结合，改性剂的作用能够得到充分发挥。因此，塑料的共混改性中常常要采取措施提高改性剂与主体塑料之间的相容性。较为常用的方法是在共混体系中添加第三组分(称为界面剂或相容剂、增容剂)。为了获得综合性能优异的聚合物材料，除了继续研制合成新型聚合物外，对已有聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径，近年来日益引起科学界的兴趣和重视。据国外统计，

16、一种工业化的新型聚合物，从研制到中试需要近两亿美元的投资，而研制并工业投产一种新型聚合物共混物只需数百万美元的投资。并且一些工程聚合物共混物的力学性能可与合金铝竞争。远非均聚物可比拟。因此聚合物共混物的发展十分迅速。1986年，工程聚合物共混物世界年消耗量为1400Kt，1990年达到1900Kt。至1987年，70%的聚烯烃和23%的其他聚合物是以共混物的形式出售的。80年代，塑料工业的年增长速率为2%-4%，而聚合物共混物的年增长速率为9-11%，工程聚合物共混物的年增长速率则达13-17%。将不同种类聚合物采用物理或化学的方法共混，以改进原聚合物的性能或形成具有崭新性能的聚合物体系，已成

17、为高分子材料科学与工程领域的一个新的重要的分支。这个分支引起了广大高分子科学工作者和高分子材料、加工成型企业的极大兴趣和高度重视。一般而言，聚合物共混改性包括两大类，一类是以一种树脂为基体，在其中掺混其它种类树脂或橡胶；另一类是以一种橡胶为基体，在其中掺混其它种类橡胶或树脂。但是，习惯上，聚合物共混是指第一类情况，第二类情况常称为橡胶的并用以及橡胶与树脂的并用。聚合物共混物(Polymer blends)是指两种或两种以上均聚物或共聚物的混合物。聚合物共混改性是将性质不同的聚合物材料通过人为的方法，经混合、分散操作，使材料在力学、热学、流变学及其它方面的性能得以改变，从而制得与原组分性能不同的

18、聚合物共混物。聚合物共混改性不仅能满足生产实践中对材料多层次的需求，而且丰富了高分子材料科学的研究内容，推动了高分子材料研究领域在深度和广度方向的不断发展。大多数聚合物之间的相容性较差，这往往使共混体系难以达到所要求的分散程度。即使借助外界条件，使两种聚合物在共混过程中实现分散均匀，也会在使用过程中出现分层现象，导致共混物不稳定和性能下降。解决这一问题的办法可以用所谓的“增容”措施。增容作用有两方面的含义：一是使聚合物之间易于相互分散以得到宏观上均匀的共混产物；二是改善聚合物间的相界面性能，增加相间粘合力，从而使共混物具有长期稳定的优良性能。共混改性的理论研究和生产应用是相互促进、协同发展的。

19、理论研究成果和共混改性新方法的应用，为制备具有超韧性、高强度等优异或独特性能的新材料提供了保证。共混新材料在电子电器、信息产业、航空航天、医疗器械及建筑行业等领域得以广泛应用，大大拓展了高分子材料的应用领域。应用领域的不断拓展必然对材料提出更高更多的要求，生产应用中出现的新问题，促使人们对共混改性理论不断深入研究和探索，从而推动理论研究不断向前发展。总之，聚合物共混改性为高分子材料科学的研究和应用提供了更广泛的空间和新的发展机会，新的研究方法和研究手段的出现、多学科的互相渗透和交叉，必将进一步推动高分子材料科学的深入发展。制备聚合物共混物的主要方法有：(1)机械共混法。(2)溶液共混法。 (3

20、)乳液共混法。(4)共聚-共混法。(5)各种互穿网络聚合物(IPN)。聚苯醚聚苯醚的简介聚苯醚（PPO）是美国通用电器公司（GE公司）于本世纪60年代中期推出的新型热塑性工程塑料，其代表品种是聚（2.6-二甲基对苯氧），商品名为Noryl。聚苯醚的化学名称为聚2,6二甲基1,4苯醚，简称PPO（Polyphenylene Oxide）或PPE（Polypheylene ether），又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。PPO是世界五大通用工程塑料之一。白色颗粒，综合性能良好。比重克/立方厘米 成型收缩率:0.3-0.8% 成型温度：260-290 干燥条件：130 4小时。它具有刚性大、耐热性高、

21、难燃、强度较高、电性能优良等优点。另外，聚苯醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达 190以上，脆化温度为-170。 聚苯醚的性能PPO无毒、相对密度小，具有优良的机械强度、耐应力松弛、抗蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性、尺寸稳定性。在很宽温度、频率范围内电性能好，不水解、成型收缩率小，难燃有自熄性，耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差，易溶胀或应力开裂。聚苯醚的加工性PPO具有优异的力学性能和电性能，但其熔体粘度大，流动性差，使之难以加工成型，可通过注塑

22、、挤出等工艺加工成各种制品：注塑：柱塞式或螺杆式注塑机都能加工PPO。一般采用螺杆式注塑机，要求长径比大于15：1，压缩比1.74.0（一般采用2.53.5）。挤出：PPO能在挤出机上加工成管、片、棒、块等。采用排气式、长径比大的挤出机更好，螺杆长径比为24：1，压缩比为2.53.5，渐变式，等距不等深，计量段有适当的深度。应有较长的口模平直部分，挤出牵引时应考虑其物料凝结温度较高的特点。压模成型：10%18%PPO的苯溶液浸泡溶液的玻璃布，可按热固性塑料的层压工艺条件进行压制。玻璃化布含胶量控制在35%5%，烘干温度为70110。模压工艺：模温升至250时保持温度5min,压力为6MPa,连

23、续升温至300，保温1h，然后自然冷却至180，通冷水冷却至室温，脱模。二次加工：另外，PPO还可以薄膜成型和二次加工。聚苯醚的改性共混改性是PPO最重要的改性措施，其共混物被誉为最典型的聚合物合金，聚合物共混的改性效果在这里得到充分的体现。下面简单介绍几种主要的PPO共混物。 PPO/PS共混物PPO与PS均为非晶聚合物，其相容性非常好，各共混比的PPO/PS共混物均只有相应的一个玻璃化转化温度Tg。 PPO/PA共混物PPO/PA共混物由于具有优异的力学性能、耐热性、耐油性、尺寸稳定性，近年来倍受重视，已成为PPO共混改性的一个重要分支。 PPO与PBT、PPS、及PTFE等的共混物PPO

24、/PBT共混物是为克服PPO/PA共混物吸水性较大的缺点开发出来的，其典型品种是美国GE公司的Noryl GEMAX APT，它的物理性能及制品尺寸在潮湿的环境中仍能保持稳定，所以更适宜制作电器、电子设备零部件。PPO与PBT的相容性也不甚好，更有效的专用于PPO/PBT共混体系的增溶剂还有待不断开发。PPO具有好的耐热性、电绝缘性、耐湿性和阻燃性。这些优异的性能使之成为电子、电器、电线电缆等领域的优选材料，但是这类材料加工性差、性刚而脆。通过独特的合金化技术和阻燃技术，RYD开发出一系列PPO热塑性弹性体材料和柔性材料，具有硬度低，强度高，回弹性好，耐高低温性好，耐湿性好，电性能优越，阻燃达

25、UL94 V0和VW-1水平，无卤环保，完全达到ROHS、WEEE等环保法规的要求。这类材料可广泛地应用于充电器用电线、电器内部配线、USB线、耳机用线、音视频信号线等等，是替代PVC的理想材料。 上个世纪90年代全球对PPE合金的需求量比PBT聚酯树脂还多，在五大工程塑料中名列第四。美国PPE合金应用以机械器具最多，其次是运 输机械、办公设备和电子电器设备。欧洲PPE合金主要用于汽车，约占总需求量的1/3。日本主要用于办公设备，占48%；其次是汽车工业，占28%；电子 电气领域占 20%。由于 PPE合金克服了PPE本身应力开裂的缺点，改善了PPE加工性能，而且其热性能、电性能和机械性能优异

26、，故其用途极为广泛，可用作汽车仪表板、电器零 件、内装饰和外装饰零件及机械器具、办公设备和电子电器设备等。预计到2010年，世界对聚苯醚的需求量将以年均4%的速度增长，中国年增速将达 15%-20%，市场前景看好。在 PPO的市场中，GE公司垄断了世界市场，直到1979年日本旭化成工业公司以自己的改性技术，以苯乙烯接枝法生产改性的聚苯醚，商品名为Xyron(采龙)以后，才打破了独家垄断的格局。1983年美国GE公司的有关聚苯醚原始专利期满以后，德国BASF公司和赫尔斯公司均将其改性聚苯醚投入市场。除了以上的公司外其他的现有生产厂商有：日本三菱公司系统及住友化学和GE的其他子公司等。20世纪80

27、年代以来，PPE及其合金市场日趋活跃，巴斯夫公司、旭化成公司、GE塑料公司、三菱瓦斯化学公司、三菱石化公司、日本聚醚公司和住友化学公司纷纷角逐这一市场。旭化成是继 GE塑料公司之后第二位MPPE生产商，世界前5位MPPE生产商分别为：GE塑料公司30.8万吨/年，旭化成公司8.3万吨/年，巴斯夫公司2.6万 吨/年，三菱工程塑料公司公司1万吨/年，德固赛公司0.6万吨/年。旭化成塑料新加坡公司（APS）是旭化成的子公司，该公司在新加坡裕廊岛的4.8万吨/年改性聚苯醚（MPPE）装置 于 2003年初投产，Polyxylenol新加坡公司（APS和三菱瓦斯化学公司的合资企业）在当地的3万吨/年聚

28、苯醚粉末装置也同时开工。据统计，2002年全球MPPE需求量约为39.65万吨，亚洲为12.05万吨，北美为13.5万吨，欧洲为14.1万吨。上述新装置的投产，使全球MPPE供应量达到约43.3万吨/年。我国自60年代初，在上海、天津等地曾有多个单位开展2,6-二甲酚合成及制成聚苯醚的研究工作。上海合成树脂研究所于60年代后期完成了试验室的研究工 作并进行扩大试验，70年代初在上海远东塑料厂建立百吨级装置试产。80年代通过中试技术鉴定。北京市化工研究院较系统地开展了有关聚苯醚的科研工作，已 生产投放多种牌号的产品。我国聚苯醚树脂目前有上海太平洋化工公司合成树脂研究所和北京化工研究院进行中试生产

29、。2002年我国MPPE的需求量约为2万吨，而国内仅能生产100 吨，明显产不足需，只好依靠进口。2003年我国MPPE需求量约达到2.2万吨。国内进口的PPE及其合金主要来自美国和日本，如美国GE塑料公司、 GE塑料日本公司及日本旭化成公司。目前，我国PPE及其合金产品的应用领域主要是家电、办公和通讯设备及汽车工业。在家电方面主要用于机芯支架、彩电输出变压器、空调电控盒等。在办公和通讯设备方面，主要用于复印机支架、底座、中框、底框、翻板等， 机的壳体、支座，复印机墨粉盒，计算机外接插件。在汽车工业方面，主要用于制造一些小的部件，如出风百叶窗、雨刷、车辆饰盖、各种电线夹头等。我国mPPE在这些

30、领域的用量占国内总消费量的80%以上，预计在今后2-3年内其需求量还会以较大幅度增长，估计到2005年其需求量将达到3.5万吨。可以预测，到2010年，我国PPE 合金应用领域将形成家电、办公设备和汽车工业三足鼎立之势。与国外相比，我国的PPE产品质量不够稳定，品种牌号少，装置规模小，化学工程研究和应用推广不够。据报道，我国首座万吨级聚苯醚装置将建在山西芮城福斯特公司（深圳高正新材料公司控股），捷克国家维克斯公司提供技术。该项目将利用山西芮城福斯特公司具有生产聚苯醚原料和改性技术的优势，而捷克方面拥有生产聚苯醚的先进技术，却没有原料和改性技术，做到优势互补，从而填补我国聚苯醚生产产业化的空白。

31、1.3丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）1.3.1概述ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene（简称ABS），ABS塑胶原料为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，是大宗通用树脂，经过改性（加添加剂或合金等方法）提高性能后的ABS属工程塑料，ABS合金产量大，种类多，应用广，是主要改性塑料。 ABS树脂是五大和成树脂之一，起抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺度稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等第二次加工，广泛用于机械汽车、电子电器、仪器仪表

32、、防止和建筑等工业领域，是一种用途级极广的热说形成塑料。它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来，兼有韧，硬，刚想均衡的优良力学性能。 ABS的生产方法很多，可分为搀和法和接枝法、联合法和接枝-搀和法四大类，约十种制备工艺。目前采用的是乳液法，当前最有发展前途的是乳液接枝搀和法。ABS通过改变三种单体的比例和采用不同聚合方法，可制得各种规格的产品，其结构由以弹性体为主连接的接枝共聚物和树枝为主链的接枝共聚物，一般三种单体的比例范围较大致为丙烯腈25%-35%、丁二烯25%-30%和苯乙烯40%-50%。现有世界主要生厂商大多采用先接枝在掺混的方法，此法有分为乳液接枝悬乎SAN掺混法何如乳

33、液接枝本体SAN掺混法。新兴的本体接枝法无论从生产成本和多环境的影响度有很大的优势，是今后研究的重点。 ABS 根据冲击强度可分为：超高抗冲型、高抗冲击型、中抗冲击型等品种：根据成型加工工艺的差异，又可分为:注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；根据用途和性能的特点，还可分为：通过级、耐热级、电镀级、阻燃级、透明级、抗静电、挤出板材级、管材级等品种。 ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1，3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为（C8H8C4H6C3H3N）x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合

34、物，其中，丙烯腈占15%35%，丁二烯占5%30%，苯乙烯占40%60%，乳液法ABS最常见的比例是A:B:S=22:17:61，而本体法ABS中B的比例往往较低，约为13%。ABS塑料的成型温度为180-250，但是最好不要超过240，此时树脂会有分解。随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化： 1，3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性； 丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质； 苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。1.3.2 ABS的具体性能ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧

35、性，密度约为1.041.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例

36、如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 1.3.3 ABS产品用途ABS用途非常广泛，在机电、交通工业中，ABS树脂可以用以制造齿轮、泵叶轮、轴承、仪表外壳、仪表盘、电机外壳、 机、蓄电池槽、电子设备零件、电视机和收音机外壳、汽车车身、挡泥板、扶手、机器罩、热空气导管等。用ABS树脂制造的上述制品强度大，重量轻，可以节约大量金属材料，且成本较低。ABS树脂的低温抗冲性能较好，又无毒，因而常用以制造冷藏库和冰箱的内衬，冰箱中的食品盘等耐寒制品。用ABS树脂生产各种规格，各种用途的管材也是

37、ABS的重要应用领域。例如用于气体（包括天然气）管、油管、化工物料管、电线套管道。ABS管道加工容易且具有较好的韧性、硬度、耐腐蚀性、不渗透性，往往是其他塑料所不具备的优点。1.3.4 ABS的加工方法ABS有两种主要的工业生产方法： 将丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）与聚丁二烯（B）混合，或这将两种胶乳混合后再共聚； 在聚丁二烯胶乳中加入丙烯腈及苯乙烯单体进行接枝共聚。 生产1公斤ABS树脂需要的原料和能源大约相当于生产2公斤石油。 奇美实业是世界上最大的ABS树脂生产商，其在台南及镇江的工厂每年大约生产170万吨ABS树脂。其他主要的ABS树脂生产厂商包括：拜耳化工、LG化学、GE塑料、巴斯夫

38、及陶氏化工等。1.3.5 ABS的市场现状及发展趋势ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优秀的塑料品种，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点，可以注塑、挤出或热成型。 大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性，耐热性更好，比PP更美观，特别在横向抗冲性和使用温度较为严格的部件。ABS树脂是汽车中使用仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂。ABS树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。ABS树脂容易加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，

39、还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器领域，包括各种办公和消费性电子/电器，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。近年来在电子电器市场， ABS树脂在要求阻燃和高耐热的电子/电器市场中将保持其地位，阻燃与耐高热的ABS树脂在与ABS/PC等工程塑料合金的竞争中具有明显的优势。 ABS树脂在日用消费品领域具有广泛的应用，比如建材管材、板材或片材，近年来被价格更为低廉的PVC树脂取代了一部分。ABS树脂用于与建筑有关的领域，其中挤出片材用于卫生器具如澡盒、游泳池衬里等，另外注塑成型的管材和管件，少量生产挤出成型的 电缆管线。1.4本论文的设计思想和主要研究内容设

40、计思想主要是利用有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）加入到聚丙烯基体中，用熔融共混的方法来改善纯的PPO熔体粘度大，流动性差，不易加工的性能特点。主要研究PPO/ABS共聚物的拉伸、冲击强度、维卡软化点、热变形温度、TGA等性能。2.实验部分主要原料表2.1 原材料名称规格厂家PPON120V镇江新长城化工ABSPA-757K镇江奇美化工主要设备表2.2 设备序号仪器规格生产厂家1注塑机CJ150M3V震德塑料机械2悬臂梁式冲击试验机TY-4021 江都市天源试验机3电子式万能试验机WDW-10G 济南恒瑞金试验机4热变形、维卡软化点温度测

41、试仪XWB-300 河北承德塑料机械5热重分析仪TGA/SDTA851e瑞士梅特勒托利多仪器公司原料配比序号PPOABS01000110021005310010410015510020610025710030实验流程 图2.4 实验流程图样品混合和干燥实验步骤：1、按配料表称取ABS料。2.、放入烘箱中干燥。3、称取PPO，按配比混合。试样挤出造粒实验步骤：1、了解挤出原料的熔融指数，设定合适的挤出温度范围。2、检查挤出机各部分，确定设备正常，接通电源，加热，保温10min以上再开始加料。3、开动主机，戴好手套，先加入一些料挤出，对挤出机进行清洗。4、挤出平稳后，继续加料，保持正常操作。5、实

42、验结束后，关闭主机，整理各部分。注塑机拉伸冲击样条的制备实验步骤：1、打开电源，正确开机。2、设定注塑三段的温度为300、290、280，开启油泵加热。3、待温度达到设定值时，加入原料，溶胶，手动射胶，观察射出胶体是否均匀，有无气泡。4、选择半自动模式，开始注塑。5、实验结束后，关闭电源，清洗机器。2.8试样的拉伸、弯曲强度的测定拉伸强度实验步骤：1、准备试件。用游标卡尺在试样中段量取一定合适长度，用油性记号笔画线。 2、调整试验机。开动试验机，使工作台上升10mm左右，以消除工作台系统自重的影响。调整主动指针对准零点，从动指针与主动指针靠拢，调整好自动绘图装置。 3、装夹试件。先将试件装夹在

43、上夹头内，再将下夹头移动到合适的夹持位置，最后夹紧试件下端。 4、检查与试车。请实验指导教师检查以上步骤完成情况。开动试验机，预加少量载荷（载荷对应的应力不能超过材料的比例极限），然后卸载到零，以检查试验机工作是否正常。 5、进行试验。开动试验机，缓慢而均匀地加载，仔细观察测力指针转动和绘图装置绘出图的情况。6、在电脑上保存数据。 弯曲强度实验步骤：1、把试样按要求支撑成横梁。2、以压头使其在跨度中心以恒定速度弯曲，直到试样断裂，或者变形达到预定值。3、测量该过程中对试样施加的压力。4、电脑记录，处理数据。2.9试样的冲击强度的测定冲击强度实验步骤：1、选择合适的摆锤，使试样破断所需要的能量在

44、摆锤总能量的10%80%区间内。2、用适宜的夹持力夹住试样，试样在夹持台中不得有扭曲和侧面弯曲。3、将摆锤连同被动指针从预扬角位置释放，冲断试样后，从度盘上读取数值，此值即为冲断所需能量w。4、记录数据，处理。0试样的TGA测定TGA实验步骤：1、依次打开电脑，恒温水槽，氮气和其他仪器，控制气流为30ml/s。2、设置温度从25到600，每分钟升高20度，开机4小时后开始实验。3、先对坩埚进行去皮，然后加入物料，放入微天平中进行测试。（坩埚放入微天平中应该特别轻）4、测完一组后，待温度降到25后再进行下一组测试。1试样维卡软化点测定 维卡软化点实验步骤：1、安装压针2、接通电源，指示灯亮3、安

45、放实验，计算并放上合适负载4、设定升温速率和温度上限5、千分表调零后，打开电机搅拌介质使之均匀加热，开始实验6、实验过程中试样达到合适变形量后，记录数据7、按下复位键，换上另一组试样，重复以上步骤8、记录数据，所有实验结束后关闭电源，整理仪器。2试样热变形温度测定热变形温度实验步骤：基本操作同维卡软化点温度的测定，只需将压针换为压头，并设定合适的升温速率和温度上限即可，在此不多赘述。3.实验结果与讨论3.1拉伸强度图3.1-1 ABS含量增加拉伸强度曲线图图3.1-2 ABS含量增加拉伸模量曲线图由图3.1-1和图3.1-2可见，聚合物的拉伸强度随ABS的加入而以很快的速度下降，在ABS含量在

46、15%20%时下降速率减小。PPO是分子主链中含有链节的热塑性塑料，由于含有苯环的原因，所以刚性大，脆性大，但加入有柔性链的ABS后，拉伸性能大大增强。3.2弯曲强度图3.2-1 ABS含量增加弯曲强度曲线图 图 ABS含量增加弯曲模量曲线图由图3.可以看出在加入ABS的情况下，ABS含量在10%之前的聚合物弯曲强度上升速度较快，之后随ABS含量的继续增加，聚合物的弯曲强度上升逐渐平缓。说明含柔性链的ABS可以提升PPO的弯曲性能，但ABS过多时提升效果也变得不明显。3.3冲击强度图3.3-1 ABS含量增加冲击强度曲线图由图3.3-1，ABS含量增加冲击强度曲线图可以看出，ABS的含量在10

47、%之前，聚合物的冲击强度明显上升，而10%20%之间，冲击强度又急速下降，随着ABS的继续加入又有回升，而25%之后则继续下降。冲击强度越高，材料越软、韧，冲击强度越低，材料越脆。由此可见，ABS的含量百分比在10%20%之间，聚合物硬度较高。3.4维卡软化点图3.4-1 ABS含量增加维卡软化点变化曲线图 由图3.4-1可见，随着ABS含量的增加，维卡软化点在10%之前急速上升，之后则趋于平缓。当ABS含量在10%之前时，维卡软化点上升速度较快，之后则随ABS的加入，维卡软化点上下浮动，变化率较小，说明共聚物的热性能比较稳定。3.5热变形温度图3.5-1 ABS含量增加热变形温度变化曲线图

48、由图3.5-1可知，ABS的含量在2.5%5%之间，热变形温度增加，ABS含量从5%10%又下降，随着ABS的继续加入，热变形温度持续上升，随后稳定在某一温度。含有柔性链的ABS对于PPO的热性能提升有一定的帮助。3.6 TGA 图3.6-1 ABS含量不同时的TGA曲线图3.6-2 纯PPO的TGA曲线图高聚物的热稳定性是指高温下保持其化学结构或组成稳定性的能力，TGA是研究聚合物热稳定性的重要手段。当超过一定温度时，高聚物将出现热分解，高分子主链发生断裂，导致分子量下降，材料化学结构发生变化，物理力学性能变坏，TGA是测定由于挥发性产物的生产所引起的试样的重量损失多少时的温度。实验是从25升温到600，每分钟上升20，氮气流速为30ml/min。高聚物的外推起始分解温度用Td代表，失重5%时的温度用T5代表；失重50%时的温度用T50代表，由图