浅析PC/ABS材料合成改性

张贺东，卓兴利

（大庆华科股份有限公司，黑龙江大庆163714）

浅析PC/ABS材料合成改性

张贺东，卓兴利

（大庆华科股份有限公司，黑龙江大庆163714）

利用自制相容剂，采用两步试验合成工艺，经过试验确定了ABS含量以及增容剂对合金材料的影响，合成了高性能的PC/ABS合金材料。

相容剂；PC/ABS合金材料；挤压机

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优良的通用工程塑料，PC具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定性好、良好的耐热性（130℃）、耐化学药品性、透明、吸水率低、介电性能优良、低温抗冲击能力较强、耐寒性好（脆化温度达-100℃）等优异性能。因此，它被广泛应用于汽车、飞机、电子、电气、家用电器、信息、机械等领域。但由于PC分子链的高刚性和大的空间位阻使其具有较高的熔体粘度，因此，加工困难，难于制成大型制品，且制品残余应力大，易发生应力开裂。另外，PC的耐溶剂性和耐磨损性较差，且价格偏高。这些缺点使它在许多领域中的应用受到限制，因此，对PC进行改性是十分必要的。

PC的共混合金化是PC改性的一种重要方法，它能使其性能取长补短、更为完善而得到更广泛的应用。PC/ABS是最早工业化的PC合金产品。ABS具有良好的耐冲击性和加工流动性，价格较PC更便宜。因此，开发PC/ABS合金材料具有重要的实际意义和广阔的应用前景[1]。

1 PC/ABS合金材料研究进展

1963年Borg-Warnet公司研制成功第一代PC/ABS合金，1973年美国Mobay化学公司获得Borg-Warnet生产许可证，生产PC/ABS合金产品。次年西德Bayer公司生产的PC/ABS合金进入欧洲市场。我国PC/ABS合金的研究工作“七五”期间开始起步，高桥石化公司化工厂与复旦大学合作承担了耐热PC/ABS合金项目的研究开发工作[2]。

1.1 PC/ABS合金材料的制备方法

物理混练一般是利用双螺杆挤出机将两种或两种以上树脂在熔融状态下充分混合而成，在混练过程中，作为极端情况，聚合物两相可以达到分子级相容。但是能够直接通过混练实现完全相容性的聚合物很少，在多数情况下都是借助选择相溶剂的方法来实现不相容聚合物之间的增容。这样得到的塑料合金能够提高或保持聚合物固有的特性，还能获得一些新的性能，目前，这已经成为开发塑料合金最简便、最容易实现的方法。

其他的方法分别是互穿网络（IPN）、接枝共聚与嵌段共聚、分子复合技米以及反应挤出技术。在以上各类改性方法中，比较常用物理混练改性，我们在实验过程中采用的即是物理混练。

1.2 影响PC/ABS合金性能的因素

1.2.1 共混体系相容性的影响从PC和ABS的溶解度参数来看，分别为δPC=39.8～41.0(J·cm-3)1/2和δABS=40.2～41.9(J·cm-3)1/2，两者较为接近，因此，PC与ABS具有一定的相容性，但是PC与ABS的相容性还取决于共混体系其它物质的增容效果的影响。

1.2.2 共混体系组成对PC、ABS共混物性能的影响共混体系中，两种初始聚合物的种类、规格（如分子量及其分布、粘度等）不同，所得到的共混物性能也各异；另外，共混组成以及共混体系中加入其它助剂（如抗氧剂、抗静电剂等）对PC、ABS共混物性能也有一定的影响。

1.2.3 共混工艺对PC、ABS共混物性能的影响共混工艺条件主要包括共混方法、共混温度及共混时间等。1.2.4共混物料潮湿度对PC、ABS共混物性能的影响在高温条件下聚碳酸脂中即使含有微量的水份也可导致其水解（或降解），ABS改性的聚碳酸脂须在80～100℃度下干燥6～12h。成型加工时，应控制模具温度在60～80℃为宜[3]。

2 实验部分

2.1 原材料及设备

试验所需的主要原辅料及设备：

2.2 实验方法

本实验采用TE-35双螺杆挤出机组，挤出机各段温度根据使用PC、ABS和填充剂的种类及性能设定。机头温度为245℃，其余各段温度依次为220、230、240、2245、240℃；挤出机的螺杆转速设定为90～100r·min-1，喂料螺杆速度为45r·min-1，切粒机转速设定为400r·min-1。

PC与ABS二者的相容性不好，必须采取措施，提高二者的相容性，本实验利用自制的相容剂与其它助剂，制备PC/ABS合金。我们研究用一步法制备合金，其合成方法的工艺流程示意图见图1。

图1 实验流程图Fig.1Production process

2.3 测试样条的制备

PC/ABS合金材料的粒料放入烘箱内烘干或自然凉干，以除去造粒过程中带入的水分。按GB12670-90试验方法中的4.1.2注射试样的制备进行标准样条的制备，注塑温度为235℃，压力为55MPa。

2.4 检测方法

2.4.1 力学性能等常规性能检测样条经注射成型后，按GB2918之规定，在低温调温调湿箱中放置24h后进行检测，测试方法见表1。

表1 分析测试方法Tab.1Analysis method

2.4.2 热分析实验称取10～20mg试样进行DSC实验，试样从室温加热到200℃，保温5min,以消除热历史，然后降温到室温，升降温速率均为10℃· min-1。再升温到200℃，升温速率仍为10℃·min-1，记录降温和第二次升温实验曲线。

3 结果与讨论

3.1 ABS含量对PC/ABS合金性能的影响

当PC/ABS配比为70/30时，拉伸强度出现极大值；当PC/ABS配比为80/20时，冲击强度出现最大值。纯PC随温度的降低，冲击强度会逐渐下降，从韧性破坏变成脆性破坏[4]，用ABS（20%～30%）与PC共混，可克服这一缺陷。当ABS含量为50%时，PC/ABS的流动性最好。综合强度、流动性、价格各方因素，一般取ABS为30%～40%为宜。

3.2 增容剂对PC/ABS合金性能的影响

在PC/ABS共混体系中加入增容剂可进一步提高PC与ABS的相容性，从而提高合金的性能。在PC/ABS共混物中加入SMA（苯乙烯-马来酸酐共聚物），可使共混物的缺口冲击强度提高2倍以上，伸长率提高3倍以上；LDPE-g-MAH（低密度聚乙烯接枝马来酸酐）对PC/ABS共混体系也有较好的增容作用，可改善PC/ABS共混物的耐热性，提高冲击强度、拉伸强度和伸长率等性能，但增容剂的合金量不能过高，以6%～7%为宜。丙烯酸酯弹性体作为PC/ABS合金的增容剂作用优于接枝PE，能大大提高合金的接缝强度。实验结果见表2。

表2 增容剂对PC/ABS产品性能的影响Tab.2Effect of compatilizer on PC/ABS

3.3 PC/ABS产品性能

表3 PC/ABS合金的性能Tab.3Compatilizer of PC/ASS alloy

4 结论

（1）当PC/ABS配比为70/30时，拉伸强度出现极大值；当PC/ABS配比为80/20时，冲击强度出现最大值。当ABS含量为50%时，PC/ABS的流动性最好。综合强度、流动性、价格各方因素，一般取ABS为30%～40%为宜。

（2）适当少量加入增容剂对改善PC、ABS的相容性有很大的帮助。合金的物理机械性能有很大改观。一般相容剂的加入量为总量的5%～8%左右。

［1］周海骏，王久芬.聚碳酸酯树脂及其合金的研究进展［J］.华北工学院学报，2000，21（4）：334-338.

［2］曹文鑫.PC/ABS合金的开发和应用现状［J］.化工新型材料，2001，29（8）：37-40.

［3］赵文聘，徐丽芳，王丽媛.高性能PC/ABS合金研究［C］.2000中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集，2000.

［4］梁基照，刘冠生.PPS/PC共混物力学性能的研究［J］.现代塑料加工应用，2006，（3）.

Analysis on improved performance of PC/ABS composite material

ZHANG He-dong，ZHUO Xing-li
（Daqing Huake Company Limited，Daqing 163714，China）

The high performance alloy material PC/ABS was synthesized by two-steps synthesizing process with self-made compatilizer.The effect of ASB content and compatilizer to alloy material were determined.

compatibilizer；PC/ABS composite material；extruder

book=2012,ebook=60

TQ323.4

A

1002-1124（2012）07-0065-03

2012-04-26

张贺东（1962-），男，工程师，主要从事石油烃类裂解副产物的综合利用以及树脂改性开发工作。