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高韌性PC/ABS配方設(shè)計(jì)原則之二 ABS及其膠含量
選擇四種不同膠含量的ABS:
ABS16(16%Rubber),ABS38(38%Rubber),ABS45(45%Rubber)和ABS50(50%Rubber)進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般地, ABS沖擊強(qiáng)度會(huì)隨著膠含量的上升而提高,但到一定程度(45%)后提升不再明顯,如圖1,可以看到ABS對(duì)厚度的敏感性比PC弱得多,其1/4”沖擊可達(dá)1/8”沖擊的50%以上(PC只有20%-25%)。
圖表1 ABS膠量對(duì)ABS沖擊強(qiáng)度的影響
將以上不同膠量的ABS與PC3.2 (Mw=3.2w)共混后制成合金,其沖擊性能隨溫度變化如圖2.
圖2.不同膠量ABS對(duì)PC/ABS在不同溫度下沖擊強(qiáng)度的影響
可以看出,在常溫(25℃)時(shí),不同膠量ABS的PC/ABS均表現(xiàn)出高的韌性,缺口沖擊均在700-750J/m。隨著溫度降低,膠量較低的PC/ABS缺口沖擊快速下降,如在-30℃時(shí),PC/ABS16的缺口沖擊下降到了220J/m,而PC/ABS38和PC/ABS45仍保持650J/m以上。需要注意的是,ABS50 在與PC共混時(shí),會(huì)造成PC的嚴(yán)重降解,無(wú)法制得有意義的合金(后續(xù)會(huì)有討論)。
將ABS38與合適的SAN復(fù)配制得不同膠含量(0%-38%)的乳液法ABS,再分別與PC3.2共混制得合金,考察其膠含量對(duì)PC/ABS脆韌轉(zhuǎn)變溫度和沖擊強(qiáng)度的影響,如圖3和圖4。由圖3,ABS膠含量高于10%時(shí),PC/ABS的脆韌轉(zhuǎn)變溫度隨著膠含量的升高而逐漸降低;而ABS膠含量低于10%時(shí),脆韌轉(zhuǎn)變溫度隨膠量減少而迅猛提升。對(duì)于要求低溫韌性的PC/ABS來(lái)說(shuō),保持ABS中膠含量在臨界值以上是必要的。
圖3.ABS膠含量對(duì)PC/ABS脆韌轉(zhuǎn)變溫度的影響
圖4.ABS膠含量對(duì)PC/ABS缺口沖擊強(qiáng)度的影響
圖4表明ABS的膠含量存在臨界值,使PC/ABS在不同條件下發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變,且膠量達(dá)到一定量后,其缺口沖擊強(qiáng)度不再隨膠量增加而明顯提升。對(duì)于3.18mm 樣條來(lái)說(shuō),ABS膠含量達(dá)到5%即可使 PC/ABS表現(xiàn)出韌性,而對(duì)于6.35mm樣條來(lái)說(shuō),膠含量要達(dá)到10% 以上才表現(xiàn)出韌性。
而且,6.35mm的樣條在膠量為10% 時(shí),近澆口和遠(yuǎn)澆口處的斷裂表現(xiàn)也不同。近澆口端表現(xiàn)出韌性,并且斷面周圍有明顯的應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象,而遠(yuǎn)澆口端只表現(xiàn)出準(zhǔn)韌性,且斷面呈脆性斷裂。這種現(xiàn)象主要與ABS在PC中的相態(tài)有關(guān),包括橡膠相的大小、形狀、分散等情況(后續(xù)會(huì)有討論)。
可見,在PC中引入ABS后,可降低PC 對(duì)厚度和缺口的沖擊敏感性。一般地,ABS膠量存在一個(gè)臨界值,使對(duì)應(yīng) PC/ABS在常溫時(shí)呈現(xiàn)脆韌轉(zhuǎn)變,在此之上, PC/ABS缺口沖擊不再隨膠量增加而明顯提升;還存在一個(gè)臨界值,使PC/ABS的脆韌轉(zhuǎn)變溫度呈現(xiàn)突變,且超過(guò)此臨界值時(shí),脆韌轉(zhuǎn)變溫度隨著膠含量提升而不斷降低。ABS在PC中的相態(tài)也會(huì)對(duì)PC/ABS的韌性產(chǎn)生重要影響。
(本文來(lái)源于相容化技術(shù)論壇●佳易容)