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改性樹脂ASA性能分析—華塑與你分享

 時間:2020-08-27 00:00:00    瀏覽次數:639    作者:
也稱AAS樹脂,是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)組成的三元接枝共聚物,與ABS相比,由于引入不含雙鍵的丙烯酸酯橡膠取代了丁二烯橡膠,因而耐候性有了本質的改善,比ABS高出10倍左右,其他力學性能、加工性能、電絕緣性,耐化學品性與ABS相似。此外,ASA著色性良好,由于樹脂本身耐候性優異,可以染成各種鮮艷顏色而不易褪色。
ASA樹脂
也稱AAS樹脂,是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)組成的三元接枝共聚物,與ABS相比,由于引入不含雙鍵的丙烯酸酯橡膠取代了丁二烯橡膠,因而耐候性有了本質的改善,比ABS高出10倍左右,其他力學性能、加工性能、電絕緣性,耐化學品性與ABS相似。此外,ASA著色性良好,由于樹脂本身耐候性優異,可以染成各種鮮艷顏色而不易褪色。用ASA樹脂加工的制品,不用噴漆涂裝、電鍍等表面防護,可直接在戶外使用,在日光下暴曬9~15個月,沖擊強度和伸長率幾乎沒有下降,顏色也幾乎沒有變化。   


 影響ASA性能的因素有哪些?



1
橡膠相玻璃化溫度對ASA沖擊強度影響 

根據共聚合的橡膠相種類的不同,ASA的同系物有ABS、AES(乙烯-丙烯共聚橡膠作為橡膠主鏈)。研究表明,低Tg的橡膠相對SAN具有更好的沖擊效果,幾種橡膠相的Tg如下:  因此,在相同的橡膠含量下,常溫沖擊強度的順序為ABS>AES>ASA,在耐低溫沖擊方面,也是ABS最優,AES其次,ASA較差。

2
橡膠接枝率對ASA性能的影響  

ASA樹脂的增韌機理主要是通過誘發銀紋而吸收沖擊能量,影響銀紋產生的關鍵因素在SAN與橡膠相的界面結合力,界面結合力弱,產生的銀紋就少,只能得到低的沖擊強度。這就是為什么用丁腈橡膠與SAN摻混而制得ABS與用接枝了SAN的丁苯橡膠與SAN摻混而制得ABS相比,接枝了SAN而摻混的ABS沖擊強度遠遠高于直接摻混而制得ABS的原因。因為接枝后,SAN樹脂與橡膠界面粘結力增大,但接枝率超過一定程度,沖擊強度不再提高,反而有下降趨勢,這是因為隨著橡膠主干接枝率的提高,橡膠彈性可能下降,而降低了橡膠由熵變而產生的效應。另外,接枝率上升,樹脂流動性下降,因此,考慮到ASA樹脂力學性能與加工性能的均衡性,應控制合適的接枝率。

SAN的種類、分子量對ASA性能的影響  

提高摻混的SAN的分子量,ASA樹脂的沖擊強度提高,流動性下降;選用丙烯腈含量高的SAN摻混,樹脂的拉伸強度、沖擊強度、熔體強度得以提高,流動性下降,耐化學品性提高。因此,改變與接枝的ASA粉摻混的SAN的種類、牌號,可以生產具有不同物性的產品,使牌號多樣化。 

3
橡膠含量對ASA性能的影響
 
一般說來,摻混的SAN品種固定時,提高橡膠含量,拉伸強度、彎曲強度、熱變形溫度、MI下降,而沖擊強度、拉伸斷裂伸長率提高。因此,通過調節橡膠含量,可以制備通用型和高沖型ASA樹脂。

4
ASA樹脂的耐老化性能  

能使ASA中SAN樹脂相老化的光波波長是250~290nm,該波段在日光中含量較少,通過添加合適的紫外線吸收劑、光穩定劑和炭黑等紫外線屏敝劑,可以對SAN起到很好的防護作用。對于橡膠相,太陽光中波長小于700nm的光波都是有足夠的能量對丁二烯起光氧化作用,但只有小于300nm的光波對丙烯酸酯起光氧化作用。紫外線吸收劑對光波的吸收具有選擇性,一般可有效吸收270~400nm的光波。所以對于ABS,只有加入炭黑、鈦白粉等屏敝劑才能對樹脂起到明顯的防護作用,紫外線吸收劑起到的防護作用有限。對于ASA,加入適量的光穩定劑和紫外線吸收劑、顏料,就可以起到很好的防護作用。

ASA樹脂的共混改性
ASA樹脂具有優異的耐氣候性,良好加工性能,耐化學藥品性,均衡的力學性能。但通用ASA樹脂也存在熱變形溫度低,耐寒性差等缺點,限制了ASA在某些領域的應用。因此,有必要將ASA進行共混改性,以拓展其應用領域。

 ASA樹脂耐熱改性
通用ASA樹脂的熱變形溫度與通用ABS相似,約80~85℃,(1.82MPa,6.4mm,未退火)。一般說來,選用高丙烯腈含量、高分子量的SAN摻混,減少丙烯酸酯橡膠,可以提高HDT,但提高的幅度不大。通過引入空間位阻大、剛性高的單體,可以制備耐熱ASA樹脂,已工業化的方法主要有以下幾種: 

1)用α-甲基苯乙烯全部或部分替代苯乙烯單體共聚合,可以制備耐熱ASA樹脂。但用該法制備的ASA樹脂的HDT提高的程度有限。由于α-SMAN的Tg為140~150℃,所以最高熱變形溫度可提高至110~115℃,但流動性下降,顏色發黃,光澤變差,制品發脆。 

2)用SMA作為耐熱組分與ASA共混,可以制備耐熱ASA,但耐熱溫度提高也有限。  

3)引入N-苯基馬來酰亞胺(NPMI)單體共聚,既保持了平面五元環結構,又增加了側鏈的極性與空間位阻,可以賦予ASA樹脂更高的熱變形溫度與熱穩度性,如將NPMI與PS共聚,共聚物的Tg可高達195℃,再將共聚物與ASA摻混,可賦予ASA較高的HDT。根據共聚物不同的摻混比例,可制備不同耐熱等級的ASA樹脂,甚至可開發HDT高達120℃以上的極超耐熱ASA樹脂,該方法是目前提高ASA樹脂耐熱性的最好方法之一。目前,錦湖日麗用NPMI法,已開發系列商品化耐熱ASA牌號。

4)將PC與ASA共混,制備ASA/PC合金,也可以制備耐熱ASA。  ASA/AES共混合金   由于ASA的橡膠相Tg為-45℃,所以ASA樹脂耐低溫沖擊強度不高,將ASA與AES共混,既保持了樹脂耐候性,又提高了樹脂的耐寒性,可滿足低溫使用的場合。


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