SAN增韌的改性研究

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1、http://www.paper.edu.cn1SAN增韌改性研究楊其，馬倩，胡俊，李光憲，匡俊杰，馮德才四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院，成都（610065）摘要：本文使用彈性體(EPDM),無機(jī)填料(CaCO3)對(duì)SAN進(jìn)行了增韌改性。考察了改性SAN的力學(xué)性能及熱性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：純EPDM不能有效的增韌SAN；EPDM-g-MAH的增韌效果比純EPDM的效果好。關(guān)鍵詞：SAN，增韌，EPDM，CaCO3SAN樹脂（又叫AS樹脂）的全名為丙烯腈－苯乙烯共聚物。SAN樹指具有耐化學(xué)腐蝕性，特別是對(duì)非極性物質(zhì)的較高化學(xué)穩(wěn)定性，并有一定的表面硬度，聚合物具有苯乙烯賦予

2、的剛性和加工流動(dòng)性，基本上保持了聚苯乙烯的透明度，而又比聚苯乙烯的軟化點(diǎn)更高、耐化學(xué)腐蝕性更好、耐應(yīng)力開裂性能更強(qiáng)，其長(zhǎng)期耐光性和對(duì)溫度的穩(wěn)定性均比聚苯乙烯有較大的改善。因此SAN樹脂具有加工性能好，模量高，制品表面光潔，尺寸穩(wěn)定，耐水、稀酸、堿液、洗滌劑等，耐汽油和煤油性能突出，是一種廉價(jià)的工程兼民用塑料。由于SAN性脆，因而其應(yīng)用受到限制，如果將SAN進(jìn)行增韌改性,性能得到提高，勢(shì)必使應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大。目前國內(nèi)外對(duì)其增韌改性作了很多的研究，也取得了一些進(jìn)展[1~3]。本文使用彈性體(EPDM),無機(jī)填料(CaCO3)對(duì)SAN進(jìn)行了增韌改性?？疾炝烁男許AN的力學(xué)性能

3、及熱性能。1.實(shí)驗(yàn)部分1.1主要實(shí)驗(yàn)原料SAN，鎮(zhèn)江奇美塑料有限公司；EPDM，美國杜邦陶氏有限公司；EPDM-g-MAH，市售，化工部晨光塑料機(jī)械研究所；1.2主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備雙輥筒混煉機(jī)，SK-160B，上海橡膠機(jī)械廠；0.5兆牛半自動(dòng)壓力成型機(jī)，YX-50(D)，上海西瑪偉力橡塑機(jī)械有限公司；同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，TSSJ-25，化工部晨光塑料機(jī)械研究所；塑料注塑機(jī)，PS40E5ASE，日本日精樹脂工業(yè)株式會(huì)社；塑料切粒機(jī)，PQ-50，化工部晨光塑料機(jī)械研究所；缺口制樣機(jī)，XQZ-1，承德市金建檢測(cè)儀器有限公司；沖擊試驗(yàn)機(jī)，IZODUJ-40，承德市材料試驗(yàn)

4、機(jī)廠；電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)，AG-10TA，日本島津電子株式會(huì)社；1.3實(shí)驗(yàn)工藝流程①雙輥實(shí)驗(yàn)操作流程（如圖1所示）：1本課題得到教育部高校博士點(diǎn)基金（200404610094）的資助。-1-http://www.paper.edu.cnSAN雙輥各種填料干燥混合混煉拉伸樣條測(cè)拉伸強(qiáng)度鋸樣條壓板沖擊樣條測(cè)沖擊強(qiáng)度圖1雙輥實(shí)驗(yàn)操作流程圖②擠出注塑實(shí)驗(yàn)操作流程(如圖2所示):SAN各種填料干燥共混擠出造粒干燥拉伸樣條測(cè)拉伸強(qiáng)度注射樣條沖擊樣條測(cè)沖擊強(qiáng)度圖2擠出注塑實(shí)驗(yàn)操作流程圖1.4樣品性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度：按國標(biāo)GB/T1040-1992進(jìn)行測(cè)量沖擊強(qiáng)度：按國標(biāo)GB/T1043

5、-1993進(jìn)行測(cè)量2.結(jié)果討論2.1不同EPDM含量對(duì)SAN性能的影響（雙輥混煉工藝）不同EPDM含量對(duì)SAN/EPDM沖擊性能的影響比較見圖3。由圖3可以看出隨著EPDM用量的增加，體系的缺口沖擊強(qiáng)度值具有波動(dòng)性。當(dāng)EPDM用量達(dá)到15%時(shí)，體系的缺口強(qiáng)度達(dá)到最小值。此后隨著EPDM用量的增加，體系的缺口沖擊強(qiáng)度逐漸增大。由圖1還可以看出加入EPDM，對(duì)于SAN的增韌效果并不好，增加值不大，而且還有波動(dòng)。-2-http://www.paper.edu.cn一般認(rèn)為，材料的破壞要經(jīng)歷裂紋的引發(fā)和擴(kuò)展兩個(gè)過程,沖擊破壞的總能量為兩個(gè)過程吸收的能量之和。對(duì)于缺口試樣，表

6、觀裂紋已經(jīng)存在，材料的沖擊破壞只與其抵抗裂紋擴(kuò)展的能力有關(guān)。出現(xiàn)上圖的結(jié)果，其原因可能是：1210864沖擊強(qiáng)度(J/m)200102030EPDM用量(%)圖3EPDM用量對(duì)體系沖擊性能的影響EPDM與SAN相容性不好，EPDM在基體中的分散性太差，不能形成均相體系。因?yàn)镋PDM是一種自黏性跟互黏性都很差的橡膠，需要加入相容劑，才能改善體系。SAN與EPDM的界面粘結(jié)力太差，較弱的界面性能使得橡膠粒子的作用等同于無機(jī)填料,對(duì)韌性的提高沒有明顯效果,應(yīng)力集中很容易引起宏觀剝離。同時(shí)由于使用的是雙輥混煉，混煉效果不是很好，沒有混合均勻，同時(shí)由于橡膠用量高時(shí)還出現(xiàn)粘輥現(xiàn)

7、象,更不容易混合均勻,在一定程度上也影響了沖擊強(qiáng)度。隨著橡膠含量增加，裂縫釋放出的能量就越大，就越不容易將試樣沖斷。在EPDM用量為0～15%時(shí)體系沖擊強(qiáng)度降低，可能是由于分散性不好造成的。2.1.2拉伸性能不同EPDM含量對(duì)SAN/EPDM共混物拉伸強(qiáng)度的影響見圖4。50403020拉伸強(qiáng)度（MPa)10001圖202？？？030EPDM用量（%）圖4EPDM用量對(duì)體系拉伸性能的影響由圖4可以看出隨著EPDM用量的增加，體系的拉伸強(qiáng)度是降低的。其原因可能是EPDM與基體不相容，分散不均勻，使得相界面間的粘接力減小，分子間作用力減小，拉伸時(shí)分子滑移，橡膠本身的拉