ABS合金材料的研究进展

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1、ABS合金材料的研究进展摘要：本文介绍了ABS树脂的基本性能和应用，并对国内市场进行了分析和预测。详细阐述了PVC/ABS、PC/ABS、PA/ABS、PBT/ABS、PMMA/ABS等几种ABS合金的相容性、共混组成与性能的关系，以及制备过程中的影响因素和最新研究进展。关键词：ABS合金；研究进展；共混；相容性1前言ABS树脂通常是指聚丁二烯的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物与苯乙烯一丙烯腈游离共聚物(SAN)的混合物。其中，接枝在聚丁二烯橡胶上的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物为聚丁二烯橡胶和SAN树脂提供了良好的相容化界面，形成了稳定的两相结构。ABS树脂中含有侧苯基、氰基和不饱和双键使

2、ABS与许多聚合物有比较好的相容性，这为ABS树脂的共混改性创造了有利条件。为此，将各种不同材料与ABS共混以期获得满意的性能，于是种类繁多的ABS合金应运而生。目前ABS合金的种类已达几十种，并且由二元向三元、多元化方向发展。另外，近年来全球ABS需求一直保持着5％左右的年均增长率，亚太地区尤其是我国大陆是带动消费增长的主要地区。目前我国ABS制品高度集中在电子电器配件上，约占总消费量的80％；玩具和汽车配件各占10％；受我国居民消费结构升级，出口加工贸易和汽车产业发展的整体拉动，预计2004—2009年我国ABS树脂需求年均增长率将达到9％；到2009年我国ABS树脂市场需

3、求量将达到390万吨左右。截至到2004年，我国ABS产能达110万吨/年，产量约为60万吨，ABS表观消费量达到256万吨，自给率只有23％，我国ABS消费仍然依赖进口。目前国内LG甬兴、奇美、台化、国亨、吉化等公司的ABS已实现了规模化生产，并计划在未来几年大规模提高产能，预计近几年我国新增产能将达到100万吨/年左右。2PVC/ABS合金PVC的突出优点就是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低泄露性好，此外综合机械性能好，是性能性价比最为优越的通用型材料，缺陷是热稳定性差和抗冲击性差。ABS树脂中引入PVC，提高了体系的阻燃性、耐腐蚀性、成本低等优点。如果在向体系中加

4、入合适的阻燃剂，即可成为阻燃性能、力学性能均优良的复合材料；PVC中引入ABS树脂，提高了PVC的加工性、冲击性能。PVC/ABS合金的性能受多种因素的影响，其中两种树脂的相容性及组成是影响性能的关键因素。ABS树脂具有复杂的两相结构，作为连续相的苯乙烯—丙烯腈的共聚物的溶解度参数为19.0～20.1，作为分散相聚丁二烯的溶解度参数为17.3。而PVC的溶解度参数为19.6，它与ABS树脂中的连续相具有良好的相容性，而与分散相不相容，因此PVC/ABS合金属于“半相容”体系。因而在该体系中，PVC与SAN的界面状况是影响相容性的重要因素。PVC与SAN界面状况又受到SAN中丙烯

5、腈(AN)含量的影响，SAN中的AN质量含量在l2％～26％时可与PVC良好混合，超过这一范围，则混合效果不理想。由于ABS产品在生产过程中使用的原料种类、工艺条件、生产方法多种多样，使得ABS树脂的实际组成干差万别。对PVC/ABS共混体系而言，在ABS的三组分中，丙烯腈含量降低能提高流动性和强度，降低热变形温度和相对断裂伸长率；丁二烯含量的降低则能提高硬度和强度，但冲击韧性和耐低温性能也减弱；苯乙烯含量降低则有利于提高热变形温度、相对断裂伸长率和冲击韧性，但同时也降低其加工性能。选择不同牌号的ABS树脂与PVC共混得到的PVC/ABS合金性能各不相同。如在一定范围内PVC/

6、ABS合金的缺口冲击强度随ABS中聚丁二烯用量的增加而增加，这是因为合金中橡胶分散相的增多，在外力作用下，会引发更多的银纹和剪切带，从而吸收了更多的冲击能而提高了韧性。ABS用量也影响着PVC/ABS合金的综合性能。随着ABS用量的增加，合金的冲击强度和断裂伸长率都有所提高。这是因为在共混过程中ABS作为应力集中体，使材料诱发银纹和剪切带，消耗了大量能量，而且其中的橡胶粒子产生变形会消耗能量，弹性体能有效地控制银纹发展，使其不会成为裂纹，综合效果提高了材料的抗冲击性能。随着ABS用量的增加PVC/ABS合金的维卡软化点也升高。在PVC/ABS合金中，PVC的加入能提高ABS的缺

7、口冲击强度，降低ABS的热变形温度及熔融指数，但同时随着PVC树脂用量的增加，体系的热稳定性下降。PVC的加入虽能提高ABS的阻燃性，但若对阻燃性能要求较高时，还需添加阻燃剂。为了提高PVC/ABS合金的阻燃性、热稳定性、加工流动性等，要对PVC/ABS合金进行改性，其方法有两种。(1)通过合成方法生产有特殊性能的ABS树脂，再用来制造PVC/ABS合金。(2)通过机械共混，改变ABS与PVC配比以及调整PVC中增塑剂含量在高温、高剪切等条件下形成三元共混体系。目前，国内外引入第3组分主要有