ABS树脂形态结构及力学性能的研究

ABS树脂具有优良的抗冲击性、耐热性和耐化学药品性，还具有易加工性、制品尺寸稳定性等特点，广泛应用于工业领域。ABS树脂的制备方法有许多种，目前应用最为广泛的是乳液接枝ABS共聚物一本体SAN掺混法。首先采用乳液聚合方法合成聚丁二烯胶乳，然后将其作为种子进行苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚反应生成ABS接枝共聚物；采用本体法制备SAN树脂；最后将ABS接枝共聚物（冲击改性剂）和SAN树脂共混制得ABS树脂。由此看来，ABS接枝共聚物的合成是控制ABS树脂性能的关键。目前国产ABS树脂普遍存在的问题是ABS接枝共聚物的增韧效率低。影响其增韧效率的因素包括共聚单体的组成、橡胶相的组成及结构、橡胶与树脂之间的界面结合力等。因此为提高ABS冲击改性剂的增韧效率，拓宽ABS树脂的应用领域，应合理地控制ABS冲击改性剂的合成参数。本论文采用种子乳液聚合方法在PB（聚丁二烯）橡胶粒子上接枝共聚苯乙烯和丙烯睛合成ABS接枝共聚物，将其作为冲击改性剂与SAN树脂共混制备ABS树脂，对ABS树脂形态结构及力学性能进行了研究。主要研究内容和结论如下：1、研究ABS接枝共聚物中PB／SAN组成、TDDM（叔十二碳硫醇）链转移剂和CHP（过氧化氢异丙苯）用量、单体加料方式及引发剂类型对SAN在PB橡胶粒子上接枝度的影响。sAN在PB橡胶粒子上的接枝度随PB和TDDM含量的增加而降低；随CHP用量的增加先增加后降低；随单体滴加时间的延长而增加，但过分延长时间则对接枝度影响很小；与AIBN（偶氮二异丁睛）和K25208（过硫酸钾）相比，采用氧化一还原引发体系得到的接枝度较高。2、研究ABS接枝共聚物的力学性能。DMA结果表明，随着PB含量的增加，ABS接枝共聚物的储能模量降低，橡胶相的玻璃化转变温度向低温移动，内耗峰值增加。拉伸试验结果表明，当体系中没有TDDM时，不同橡胶含量的ABS接枝共聚物均没有发生明显的应变软化；当加入适量的TDDM后，材料发生应变软化，且随着TDDM用量的增加，材料的屈服应力提高。3、研究ABS接枝共聚物对ABS树脂形态结构及力学性能的影响。ABS接枝共聚物中PB／SAN组成及TDDM链转移剂用量影响ABs树脂中橡胶粒子的内部形态及橡胶粒子在基体中的分散。在合成ABS接枝共聚物的过程中，应合理地调节PB／SAN组成及TDDM的用量以使ABS接枝共聚物达到最大的增韧效率。4、研究ABS树脂在不同应变速率下的断裂行为及形变机理。结果表明，橡胶含量及应变速率影响ABS树脂的力学性能，但没有改变ABS树脂的形变机理。ABS树脂的形变机理包括银纹、橡胶粒子的空洞化及基体的剪切屈服，其中占主导地位的是橡胶粒子的空洞化及基体的剪切屈服。