化学工程师 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ２０１２年第０７期 芷 文章编号：１００２—１ １２４（２０１２）０７—００６５—０３ 程 塥 凰 浅析ＰＣ／ＡＢＳ材料合成改性 她 张贺东，卓兴利 （大庆华科股份有限公司。黑龙江大庆１６３７１４） 摘要：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。 关键词：相容剂；ＰＣ／ＡＢＳ合金材料；挤压机 中图分类号：ＴＱ３２３．４ 文献标识码：Ａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＰＣ／ＡＢＳ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ＺＨＡ Ｇ Ｈｅ—ｄｏｎｇ．ＺＨＵＯ Ｘｉｎｇ—ｌｉ （Ｄａｑｉｎｇ Ｈｕａｋｅ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｄａｑｉｎｇ １６３７１４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｉ【ｇｈ 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． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ；ＰＣ／ＡＢＳ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ；ｅｘｔｒｕｄｅｒ 聚碳酸酯（ＰＣ）是一种综合性能优良的通用工 次年西德Ｂａｙｅｒ公司生产的ＰＣ／ＡＢＳ合金进入欧洲 程塑料，ＰＣ具有冲击强度高、抗蠕变性和尺寸稳定 市场。我国ＰＣ／ＡＢＳ合金的研究工作“七五”期间开 性好、良好的耐热性（１３０ｏＣ）、耐化学药品性、透明、 始起步，高桥石化公司化工厂与复旦大学合作承担 吸水率低、介电性能优良、低温抗冲击能力较强、耐 了耐热ＰＣ／ＡＢＳ合金项目的研究开发工作『２１。 寒性好（脆化温度达一１００ｏＣ）等优异性能。因此，它 １．１ ＰＣ，ＡＢＳ合金材料的制备方法 被广泛应用于汽车、飞机、电子、电气、家用电器、信 物理混练一般是利用双螺杆挤出机将两种或 息、机械等领域。但由于ＰＣ分子链的高刚性和大的 两种以上树脂在熔融状态下充分混合而成，在混练 空间位阻使其具有较高的熔体粘度，因此，加工困 过程中，作为极端情况，聚合物两相可以达到分子 难，难于制成大型制品，且制品残余应力大，易发生 级相容。但是能够直接通过混练实现完全相容性的 应力开裂。另外，ＰＣ的耐溶剂性和耐磨损性较差，且 聚合物很少，在多数情况下都是借助选择相溶剂的 价格偏高。这些缺点使它在许多领域中的应用受到 方法来实现不相容聚合物之间的增容。这样得到的 ，因此，对ＰＣ进行改性是十分必要的。 塑料合金能够提高或保持聚合物固有的特性，还能 ＰＣ的共混合金化是ＰＣ改性的一种重要方法， 获得一些新的性能，目前，这已经成为开发塑料合 它能使其性能取长补短、更为完善而得到更广泛的 金最简便、最容易实现的方法。 应用。ＰＣ／ＡＢＳ是最早工业化的ＰＣ合金产品。ＡＢＳ 其他的方法分别是互穿网络（ＩＰＮ）、接枝共聚 具有良好的耐冲击性和加工流动性，价格较ＰＣ更 与嵌段共聚、分子复合技米以及反应挤出技术。在 便宜。因此，开发ＰＣ／ＡＢＳ合金材料具有重要的实际 以上各类改性方法中，比较常用物理混练改性，我 意义和广阔的应用前景¨】。 们在实验过程中采用的即是物理混练。 １ ＰＣ，ＡＢＳ合金材料研究进展 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 １９６３年Ｂｏｒｇ－Ｗａｒｎｅｒ公司研制成功第一代 溶解度参数来看，分别为８ ＝３９．８～４１．０（Ｊ·ｃｍ．３） 和 ＰＣ／ＡＢＳ合金，１９７３年美国Ｍｏｂａｙ化学公司获得 ８￣ｓ＝４０．２～４１．９０·ｃｍ－３） ，两者较为接近，因此，Ｐｃ Ｂｏｒｇ－Ｗａｒｎｅｔ生产许可证，生产ＰＣ／ＡＢＳ合金产品。 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 收稿日期：２０１２—０４—２６ 响共混体系中，两种初始聚合物的种类、规格（如 作者简介：张贺东（１９６２一），男，工程师，主要从事石油烃类裂鳃副产 分子量及其分布、粘度等）不同，所得到的共混物性 物的综合利用以及树脂改性开发工作。 张贺东等：浅析ＰＣ／ＡＢＳ材料合成改性 ２０１２年第７期 能也各异；另外，共混组成以及共混体系中加人其 图Ｉ买验流程图 它助剂（如抗氧剂、抗静电剂等）对ＰＣ、ＡＢＳ共混物 Ｆｉｇ．１ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ 性能也有一定的影响。 。 ２．３测试样条的制备 １．２－３共混工艺对ＰＣ、ＡＢＳ共混物性能的影响共混 ＰＣ／ＡＢＳ合金材料的粒料放人烘箱内烘干或自然 工艺条件主要包括共混方法、共混温度及共混时间等。 凉干，以除去造粒过程中带人的水分。按ＧＢ１２６７０－９０ １．２．４共混物料潮湿度对ＰＣ、ＡＢＳ共混物性能的 试验方法中的４．１．２注射试样的制备进行标准样条的 影响在高温条件下聚碳酸脂中即使含有微量的 制备，注塑温度为２３５￣（２，压力为５５ＭＰａ。 水份也可导致其水解（或降解），ＡＢＳ改性的聚碳酸 ２．４检测方法 脂须在８０—１００ｏＣ度下干燥６～１２ｈ。成型加工时，应 ２．４．１ 力学性能等常规性能检测 样条经注射成型 控制模具温度在６０—８０℃为宜 。 后，按ＧＢ２９１８之规定，在低温调温调湿箱中放置２４ｈ 后进行检测，狈’４试方法见表１。 ２实验部分 表１分析测试方法 Ｔａｂ．１ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ２．１原材料及设备 项目 分析测试方法 试验所需的主要原辅料及设备： 熔体流动速率／ｇ／１０ｍｉｎ ＧＢ／Ｔ３６８２—１９８３ 杨氏模量／ＭＰａ ＧＢ，ｒｌＯ４０—１９９２ 拉伸强度，ＭＰａ ＧＢ仃’１０４Ｏ一１９９２ 断裂伸长率／％ ＧＢ，Ｉ＇１Ｏ４Ｏ一１９９２ 冲击强度（悬臂梁缺口）／Ｊ·ｍ－ ＧＢ，Ｉ＇１８４３—１９９６ 弯曲强度／ＭＰａ ＧＢ，Ｉ１９３４１—１９８８ 弯曲模量／ＭＰａ ＧＢ，ｒ９３４１—１９８８ １双螺杆挤出机 ＷＰ一５８ 德国Ｗ＆Ｐ公司 维卡软化点温度（负荷ｌｋｇ）／０Ｃ ＧＢ／Ｔ１６３３—１９９７ ２双螺杆挤出机 Ｅ一６５ 江苏科亚化工装备有限公司 洛氏硬度／ＨＲＬ ＧＢ９３４２—８８ ３注塑机 ２５０ｇ 扬州通扬机械公司 ２．４．２热分析实验称取１０—２０ｍｇ试样进行ＤＳＣ ４拉力试验机 Ｕ一１Ｏ００Ｗ／２Ｏ０ｏＡ 承德试验机总厂／日本岛津 ５悬臂梁冲击试验仪 承德试验机总厂，日本东洋精机 实验，试样从室温加热到２００℃，保温５ｍｉｎ，以消除 ）ＵＵ—２ Ｄ５０５ ６熔体流动速率仪 ＮＮＫ４０ｏ 吉林大学 热历史，然后降温到室温，升降温速率均为１０￣（２· ７热变形温度仪 ＮＹＫ一２５０ 承德试验机总厂 ｍｉｎ～。再升温到２００￣Ｃ，升温速率仍为ＩＯ￣Ｃ·ｍｉｎ～， ２．２实验方法 记录降温和第二次升温实验曲线。 本实验采用ＴＥ一３５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 ３结果与讨论 设定。机头温度为２４５℃，其余各段温度依次为 ３．１ ＡＢＳ含量对ＰＣ，ＡＢＳ合金性能的影响 ２２０、２３０、２４０、２２４５、２４０℃；挤出机的螺杆转速设定 当ＰＣ／ＡＢＳ配比为７０／３０时，拉伸强度出现极 为９０～ｌＯＯｒ·ｍｉｎ～，喂料螺杆速度为４５ｒ·ｍｉｎ～，切粒 大值；当ＰＣ／ＡＢＳ配比为８０／２０时，冲击强度出现最 机转速设定为４００ｒ·ｍｉｎ～。 大值。纯ＰＣ随温度的降低，冲击强度会逐渐下降， ＰＣ与ＡＢＳ二者的相容性不好，必须采取措施， 从韧性破坏变成脆性破坏…，用ＡＢＳ（２Ｏ％～３０％）与 提高二者的相容性，本实验利用自制的相容剂与其 ＰＣ共混，可克服这一缺陷。当ＡＢＳ含量为５０％时， 它助剂，制备ＰＣ／ＡＢＳ合金。我们研究用一步法制备 ＰＣ／ＡＢＳ的流动性最好。综合强度、流动性、价格各 合金，其合成方法的工艺流程示意图见图１。 方因素，一般取ＡＢＳ为３０％一４０％为宜。 （１）一步法 ３．２增容剂对ＰＣ，ＡＢＳ合金性能的影响 ＰＣ、ＡＢＳ、增容剂、助剂叶混料一挤出 造粒 ＡＢＳ／ＰＣ合金Ｊ 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 （２）两步法 ＰＣ，ＡＢＳ共混物中加入ＳＭＡ（苯乙烯一马来酸酐共 部分ＡＢＳ、增容剂、助剂 混合一挤出一造料 聚物），可使共混物的缺口冲击强度提高２倍以上， 造料一挤出 混合一增容ＡＢＳ母粒 伸长率提高３倍以上；ＬＤＰＥ—ｇ—ＭＡＨ（低密度聚乙 ｌ Ｔ 烯接枝马来酸酐）对ＰＣ／ＡＢＳ共混体系也有较好的 ＡＢｓ，Ｐｃ合金 剩余ＡＢＳ，ＰＣ、助剂 ２０１０年第７期 张贺东等：浅析ＰＣ／ＡＢＳ材料合成改性 ６７ 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 ４结论 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 （１）当ＰＣ／ＡＢＳ配比为７０／３０时，拉伸强度出现 提高合金的接缝强度。实验结果见表２。 极大值；当ＰＣ／ＡＢＳ配比为８０／２０时，冲击强度出现 表２增容剂对ＰＣ／ＡＢＳ产品性能的影响 最大值。当ＡＢＳ含量为５０％时，ＰＣ，ＡＢＳ的流动性最 Ｔａｂ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｍｐａｔｉｌｉｚｅｒ ｏｎ ＰＣ／ＡＢＳ 好。综合强度、流动性、价格各方因素，一般取ＡＢＳ ＰＣ／ＡＢＳ合金 未添加相容剂 添加相容剂 为３０％ ４０％为宜。 拉伸强度冲击强度仲长率拉伸强度冲击强度伸长率 （２）适当少量加人增容剂对改善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。 参考文献 ［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，２０００，２１ｆ４）：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， Ｍ１ ｆ２３０℃３．８ｋｇ）ｇ￣ １０ｒａｉｎ ２．７８ ２．６６ ２００１．２９（８）：３７—４０． 密度（２３￣ｃ）／ｃ．·ｃｍ－３ １．１２ １．１２０ ［３ 赵文聘，徐丽芳，王丽媛．高性能ＰＣ／ＡＢＳ合金研究［ｃ］．２０００中 拉伸强度／ＭＰａ ５２．４ ５５．２ 国工程塑料加工应用技术研讨会论文集，２０００． 伸长率／％ １０８ １２５ ［４］Ｉ粱基照，喇冠生．ＰＰＳ／ＰＣ共混物力学性能的研究［ＪＪ＿现代塑料 弯曲强度／】ⅥＰａ ７２．６ ８ｌ３ 加工应用，２００６，（３）． 弯曲模量／ＭＰａ ２４３０ ２４５０ 热变形温度／℃ １Ｏ３．８ １２Ｏ 缺口冲击强度ｆ４．２ｍｍｊ／ｋＪ·ｍ ６５ ７１．８ （上接第６４页） 结构１和结构２器件都降低了光谱的肩峰强 １ 度．得到了较好的蓝光，同时效率也没有降低。寿命 １ 的表现上，结构１要差一些，而结构２却明显要好。 ｌ ＿譬 现在２０１１０７２６ｐ结构寿命已经超过３００ｈ 富１ 墨 （＠３０００ｎｉｔ），计算超过ｌ０万ｈ。 ３结论 以二溴二甲苯和问甲基二苯胺为起始原料，经 过乌尔曼，威斯麦尔，Ｗｉｔｔｉｇ—ｈｏｍｅｒ反应，最终生成 目标产物二苯乙烯基双二甲基苯胺（ＰＥＰＢ），将该材 料制成简单器件（用于发光层），通过调整器件中空 穴传输层的厚度得到最好结果显示寿命超过１０万 ｈ，这一结果在行业内处于领先地位同时说明ＰＥＰＢ 是一个很好的蓝色发光材料。 参考文献 一２０ ０ ２０ ４０ ６０ ７０ １ｏｏ ｌ２０ １４０ ｌ６ｏ ［１］Ｊ．Ｄ．Ｌｕｏ，Ｚｄ￣Ｘｉｅ，Ｊ．Ｗ．Ｙ．Ｌａｍ，ＬＣｈｅｎｇ，Ｈ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｂ．Ｚ．Ｔａｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍ－ ＸＡｘｉｓＴｉｔｌｅ ｍｕｎ＇２００１，１７４０． 图４光电性能测试曲线 ［２］Ｚ．ｊｉａｎｇ，Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｃ．Ｙａｎｇ，Ｙ．ＣａｏＪ．Ｑｉｎ［Ｊ］．Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．，２００９，（１ １）：１５０３ Ｆｉｇ．４ Ｔｅｓｔ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ［３］Ｚ．Ｊｉａｎｇ，Ｔ．Ｙｅ，Ｃ．Ｙａｎｇ，Ｄ．Ｙａｎｇ，Ｍ．Ｚｈｕ．［Ｊ］．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅ￣２０１１，２３：７７１．
