ABS塑料配方成分分析,塑料改性技術(shù)

ABS塑料配方成分分析，塑料改性技術(shù)導(dǎo)讀：本文詳細(xì)介紹了ABS塑料的研究背景，理論基礎(chǔ)，參考配方等，本文中的配方數(shù)據(jù)經(jīng)過修改，如需更詳細(xì)資料，可咨詢我們的技術(shù)工程師。 禾川化學(xué)引進(jìn)尖端配方解剖技術(shù)，致力于ABS塑料成分分析，配方還原，研發(fā)外包服務(wù)，為ABS塑料相關(guān)企業(yè)提供一整套配方技術(shù)解決方案。一、ABS樹脂的介紹丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-butadiene-Styrene copolymers，簡稱ABS）是一種應(yīng)用廣泛的工程塑料，在汽車保險(xiǎn)杠、手機(jī)以及電腦外殼等制品上應(yīng)用廣泛。大部分ABS無毒，略透水蒸氣但不透水，吸水率低，抗沖擊性極好，沖擊強(qiáng)度在低溫下也不會(huì)快速下降，大多數(shù)ABS的拉伸性能在35.246.2Mpa，特殊品種可達(dá)63.3Mpa，屈服伸長率為24%，在負(fù)荷為14.1Mpa、溫度為50條件下壓縮24h，其尺寸變化在0.21.7%之內(nèi)，半硬質(zhì)和硬質(zhì)ABS的彎曲強(qiáng)度約為28.1Mpa和63.370Mpa。ABS耐磨性很好，摩擦系數(shù)很低，不能作為自潤滑材料，但可作為中轉(zhuǎn)速軸承材料。因品種不同其抗蠕變性能不同，但總體而言升溫時(shí)抗蠕變應(yīng)力不會(huì)迅速下降。ABS電性能穩(wěn)定，受溫度、濕度影響較?。凰?、無機(jī)鹽、酸、堿類對其性能影響較小，在醛、酮、酯、鹽酸中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇和烴，但在烴中會(huì)軟化或溶脹。在加工中，ABS的加工性由剪切速率調(diào)節(jié)，而并非溫度。成分中的丁二烯橡膠相提供塑料以強(qiáng)韌性，聚苯乙烯相提供塑料以電氣性、成型性和透明性。 禾川化學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)具有豐富的分析研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多年的技術(shù)積累，可以運(yùn)用尖端的科學(xué)儀器、完善的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫、強(qiáng)大原材料庫，徹底解決眾多化工企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)過程中遇到的難題，利用其八大服務(wù)優(yōu)勢，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品性能改進(jìn)及新產(chǎn)品研發(fā)。樣品分析檢測流程：樣品確認(rèn)物理表征前處理大型儀器分析工程師解譜分析結(jié)果驗(yàn)證后續(xù)技術(shù)服務(wù)。有任何配方技術(shù)難題，可即刻聯(lián)系禾川化學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，我們將為企業(yè)提供一站式配方技術(shù)解決方案！二、ABS生產(chǎn)方法介紹ABS塑料的生產(chǎn)方式細(xì)分如圖1.1所示。圖1.1 ABS生產(chǎn)方式種類細(xì)分圖1所示的各種方法中，摻和法、本體懸浮法和本體乳液法由于各種接枝效果不佳等原因，或是逐漸舍棄不在應(yīng)用，或是沒有應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中。時(shí)下應(yīng)用較多的ABS生產(chǎn)方法有乳液接枝法、乳液接枝摻和法和連續(xù)本體法3種。圖1.2和圖1.3分別表示了這3種方法生產(chǎn)的工藝流程。2.1 乳液接枝法乳液接枝法是ABS樹脂合成應(yīng)用最廣，發(fā)展較早的一種方法。( 1) 通過改變PB 和共聚單體的配比，可制備出具有不同接枝率的ABS 接枝共聚物；共聚物的外接枝程度影響橡膠粒子在基體樹脂中的分散，而內(nèi)接枝程度影響橡膠粒子內(nèi)部包容結(jié)構(gòu)的尺寸。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究結(jié)果表明，隨著ABS 接枝共聚物中橡膠含量的增加，橡膠相的( tanD) max先增大后減小，而儲(chǔ)能模量與之相反。( 3) 通過抑制ABS 接枝共聚物的內(nèi)接枝程度, 可提高ABS 樹脂的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度；提高外接枝程度, 可改善ABS 樹脂的斷裂伸長率。2.2 乳液接枝-本體SAN 摻混技術(shù)乳液接枝- 本體SAN 摻混技術(shù)是生產(chǎn)ABS 樹脂較為成熟的技術(shù), 目前在世界ABS 樹脂生產(chǎn)中約70% 左右采用該技術(shù)。盡管該工藝仍存在著生產(chǎn)周期長、能力低, 耗能大, 膠含量低等不足, 但隨著該技術(shù)的不斷完善和發(fā)展, 在一定時(shí)期內(nèi), 其主流技術(shù)的地位不會(huì)有太大的變化。 添加劑的使用通過調(diào)整各種添加劑( 如乳化劑、電解質(zhì)等) 的添加量和添加方式可以實(shí)現(xiàn)增大膠乳粒徑的目的。如日本鐘淵化學(xué)中, 通過在乳液接枝聚合前添加電解質(zhì)的方法, 制得粒徑較大的聚丁二烯膠乳, 即在聚合轉(zhuǎn)化率達(dá)到10% 70% 時(shí), 添加了1% 5%的電解質(zhì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是短時(shí)間內(nèi)可除去未反應(yīng)單體, 抑制膠乳起泡, 在不降低收率條件下, 制備出具有品質(zhì)良好的共聚膠乳。圖1.2 乳液接枝法及乳液接枝摻和法生產(chǎn)ABS的工藝流程2.3 連續(xù)本體法ABS的特點(diǎn)簡介在ABS連續(xù)本體法生產(chǎn)中，溶解橡膠是關(guān)鍵的一步，橡膠含量直接影響到產(chǎn)品的機(jī)械性能，由于丁苯橡膠在苯乙烯中溶解受到溶解度的限制，所以造成了連續(xù)本體法ABS的成分組成的可設(shè)計(jì)性不如傳統(tǒng)乳液法ABS的強(qiáng)。一般的連續(xù)本體法生產(chǎn)工藝很難生產(chǎn)含膠量高于20%的產(chǎn)品，因此高抗沖本體法ABS少之又少。橡膠粒徑及橡膠粒徑分布直接影響了ABS樹脂沖擊強(qiáng)度的大小，橡膠粒徑太小，無法起到誘導(dǎo)引發(fā)并終止銀紋的作用，導(dǎo)致ABS沖擊性能下降；橡膠粒徑過大，雖可以有效引發(fā)并終止銀紋，但橡膠粒子數(shù)減少，相應(yīng)地其比表面積下降，與連續(xù)相的接觸面積減少，從而導(dǎo)致誘導(dǎo)產(chǎn)生的銀紋減少，同樣會(huì)造成沖擊強(qiáng)度下降。小粒徑橡膠微粒對誘發(fā)剪切帶有利，大粒徑的橡膠微粒則對引發(fā)銀紋有利。橡膠微粒在ABS樹脂中的粒徑大小及粒徑大小及分布合適，受外力作用時(shí)，誘發(fā)銀紋和剪切帶的效果最佳，顯示出最優(yōu)的沖擊強(qiáng)度。橡膠含量和橡膠的粒徑的控制在連續(xù)本體法生產(chǎn)工藝中較為不易，這是對本體法ABS影響最大的缺點(diǎn)之一。本體法ABS由于其化學(xué)純度高，高橡膠效率和高流動(dòng)性的特點(diǎn)使得它是制備PC/ABS合金的理想原料，PC/ABS合金的產(chǎn)業(yè)化也是提高本體ABS的附加值的一個(gè)有效手段。橡膠溶解罐聚合反應(yīng)器脫氣裝置擠出造粒單體和溶劑回收添加劑橡膠丙烯腈苯乙烯溶劑產(chǎn)品ABS圖1.3 連續(xù)本體法生產(chǎn)ABS的工藝流程從上面兩幅工藝流程圖對比可以很容易看出，連續(xù)本體法工藝流程比2種基于乳液法的生產(chǎn)工藝流程簡單很多，并且沒有破乳、排放廢水這兩個(gè)環(huán)節(jié)，更加符合環(huán)保和綠色的發(fā)展理念；減少乳化劑的加入，使產(chǎn)品純度更高，后處理更簡單易行。綜合以上各點(diǎn)來看，連續(xù)本體法更加適合于生產(chǎn)發(fā)展的主流，并且有更加廣闊的發(fā)展空間。三、ABS合金3.1 PC-ABS合金概述ABS的性能介于通用塑料與工程塑料之間，其抗沖擊性能良好，基本不具有缺口敏感性，流動(dòng)性優(yōu)良，價(jià)格較便宜，因此應(yīng)用廣泛。但其耐熱性和耐候性差，力學(xué)性能不夠理想，故導(dǎo)致其應(yīng)用受限。ABS可以通過乳液接枝法、乳液摻混法、乳液本體聚合法和連續(xù)本體聚合法等多種聚合方法獲得。PC和ABS的合金可以克服兩種原料自身的缺點(diǎn)，發(fā)揚(yáng)對方的優(yōu)點(diǎn)，將兩者共混后，其一可以提高ABS的耐熱性、沖擊和拉伸強(qiáng)度，其二可以降低聚碳酸酯熔體粘度，改善加工性能，降低了PC缺口敏感性，改善了PC應(yīng)力開裂狀況，降低了生產(chǎn)成本。特別是由于PC/ABS合金提供了更好的總體成本和優(yōu)良的低溫缺口沖擊強(qiáng)度（見下圖）使得PC/ABS合金得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，其發(fā)展速度超過了PC、ABS本身和PC的其它合金的發(fā)展速度。整體優(yōu)越的耐熱性、強(qiáng)度和加工性是PC/ABS合金得以迅速發(fā)展的原因，因此PC為連續(xù)相的PC/ABS合金具有更加廣闊的應(yīng)用市場。PC/ABS合金的微觀結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其中兼有PC、SAN和接枝丁二烯橡膠三相。若PC含量較高，PC就成為連續(xù)相包圍著SAN，SAN又包圍接枝橡膠相，而接枝橡膠中又有可能包含SAN相。橡膠粒子在合金中作為應(yīng)力集中中心而存在，受外力作用時(shí)它能誘發(fā)銀紋和剪切帶，而銀紋和剪切帶的產(chǎn)生與發(fā)展需要吸收能量，這兩者產(chǎn)生越多，能量吸收越多，同時(shí)，橡膠粒子可抑制銀紋增長并阻止銀紋發(fā)展成為破壞性裂紋，故橡膠相的存在能提高材料的沖擊強(qiáng)度。隨合金中ABS含量增加，橡膠相含量也增加，合金的沖擊強(qiáng)度也會(huì)因?yàn)榍懊媸黾暗脑蚨仙划?dāng)ABS含量繼續(xù)增加并超過50%時(shí)，共混體系的連續(xù)變成ABS，這一點(diǎn)不利于誘發(fā)剪切帶，故導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度的下降。3.2PET-ABS合金選擇PET為基體材料，ABS為增強(qiáng)材料，添加第三組分作為相容劑，以雙螺桿擠出共混法或注塑成型法，制備出PET/ABS合金材料，ABS/PET 合金，能更廣泛滿足市場的需求。PET與ABS是部分相容體系，對于不相容的合金獲得優(yōu)良綜合性能的有效手段是改善界面相容性，已經(jīng)有許多報(bào)道提出一些均聚物、嵌段共聚物或接枝聚合物都可以有效地用作高聚物相容劑。目前對PC/ABS合金相容劑及相容技術(shù)的研究主要基于MAH接枝物、第三組分（如PMMA等）、反應(yīng)型相容劑、多元相容劑等，具體介紹如下。也有研究者用熔融接枝方法制備了ABS-g-MMA反應(yīng)型相容劑。用帶有活性基團(tuán)（羧基、酸酐和酯等）的乙烯基單體與ABS反應(yīng)制備接枝共聚物，共混時(shí)活性基團(tuán)能與PC所帶的酯基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵，達(dá)到增容目的。為保證共混合金的品質(zhì)，實(shí)驗(yàn)中以甲基丙烯酸甲酯（MMA）為接枝單體制備出ABS-g-MMA相容劑，此相容劑應(yīng)用到PET/ABS合金體系以后能使合金性能顯著提高。4. ABS塑料配方參考：ABS塑料配方1：成分質(zhì)量百分比成分說明ABS50-70%PET20-30%ABS-g-MAH2-8%相容劑TPEE2-8%抗氧化劑0-1%ABS塑料配方2：成分質(zhì)量百分比成分說明ABS40-60%PC25-35%ABS-g-MMA2-10%相容劑PE-g-MAH2-10%增韌