改性树脂(一文了解改性树脂ASA)
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改性树脂(一文了解改性树脂ASA)
ASA树脂也称AAS树脂,是由丙烯腈(A)、苯乙烯(S)和丙烯酸酯(A)组成的三元接枝共聚物,与ABS相比,由于引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶,因而耐候性有了本质的改善,比ABS高出10倍左右,其他力学性能、加工性能、电绝缘性,耐化学品性与ABS相似。此外,ASA着色性良好,由于树脂本身耐候性优异,可以染成各种鲜艳颜色而不易褪色。用ASA树脂加工的制品,不用喷漆涂装、电镀等表面防护,可直接在户外使用,在日光下暴晒9~15个月,冲击强度和伸长率几乎没有下降,颜色也几乎没有变化。
影响ASA性能的因素有哪些?
1橡胶相玻璃化温度对ASA冲击强度影响 根据共聚合的橡胶相种类的不同,ASA的同系物有ABS、AES(乙烯-丙烯共聚橡胶作为橡胶主链)。研究表明,低Tg的橡胶相对SAN具有更好的冲击效果,几种橡胶相的Tg如下: 因此,在相同的橡胶含量下,常温冲击强度的顺序为ABS>AES>ASA,在耐低温冲击方面,也是ABS最优,AES其次,ASA较差。2橡胶接枝率对ASA性能的影响 ASA树脂的增韧机理主要是通过诱发银纹而吸收冲击能量,影响银纹产生的关键因素在SAN与橡胶相的界面结合力,界面结合力弱,产生的银纹就少,只能得到低的冲击强度。这就是为什么用丁腈橡胶与SAN掺混而制得ABS与用接枝了SAN的丁苯橡胶与SAN掺混而制得ABS相比,接枝了SAN而掺混的ABS冲击强度远远高于直接掺混而制得ABS的原因。因为接枝后,SAN树脂与橡胶界面粘结力增大,但接枝率超过一定程度,冲击强度不再提高,反而有下降趋势,这是因为随着橡胶主干接枝率的提高,橡胶弹性可能下降,而降低了橡胶由熵变而产生的效应。另外,接枝率上升,树脂流动性下降,因此,考虑到ASA树脂力学性能与加工性能的均衡性,应控制合适的接枝率。SAN的种类、分子量对ASA性能的影响 提高掺混的SAN的分子量,ASA树脂的冲击强度提高,流动性下降;选用丙烯腈含量高的SAN掺混,树脂的拉伸强度、冲击强度、熔体强度得以提高,流动性下降,耐化学品性提高。因此,改变与接枝的ASA粉掺混的SAN的种类、牌号,可以生产具有不同物性的产品,使牌号多样化。 3橡胶含量对ASA性能的影响 一般说来,掺混的SAN品种固定时,提高橡胶含量,拉伸强度、弯曲强度、热变形温度、MI下降,而冲击强度、拉伸断裂伸长率提高。因此,通过调节橡胶含量,可以制备通用型和高冲型ASA树脂。4ASA树脂的耐老化性能 能使ASA中SAN树脂相老化的光波波长是250~290nm,该波段在日光中含量较少,通过添加合适的紫外线吸收剂、光稳定剂和炭黑等紫外线屏敝剂,可以对SAN起到很好的防护作用。对于橡胶相,太阳光中波长小于700nm的光波都是有足够的能量对丁二烯起光氧化作用,但只有小于300nm的光波对丙烯酸酯起光氧化作用。紫外线吸收剂对光波的吸收具有选择性,一般可有效吸收270~400nm的光波。所以对于ABS,只有加入炭黑、钛白粉等屏敝剂才能对树脂起到明显的防护作用,紫外线吸收剂起到的防护作用有限。对于ASA,加入适量的光稳定剂和紫外线吸收剂、颜料,就可以起到很好的防护作用。ASA树脂的共混改性ASA树脂具有优异的耐气候性,良好加工性能,耐化学药品性,均衡的力学性能。但通用ASA树脂也存在热变形温度低,耐寒性差等缺点,限制了ASA在某些领域的应用。因此,有必要将ASA进行共混改性,以拓展其应用领域。 ASA树脂耐热改性通用ASA树脂的热变形温度与通用ABS相似,约80~85℃,(1.82MPa,6.4mm,未退火)。一般说来,选用高丙烯腈含量、高分子量的SAN掺混,减少丙烯酸酯橡胶,可以提高HDT,但提高的幅度不大。通过引入空间位阻大、刚性高的单体,可以制备耐热ASA树脂,已工业化的方法主要有以下几种: 1)用α-甲基苯乙烯全部或部分替代苯乙烯单体共聚合,可以制备耐热ASA树脂。但用该法制备的ASA树脂的HDT提高的程度有限。由于α-SMAN的Tg为140~150℃,所以最高热变形温度可提高至110~115℃,但流动性下降,颜色发黄,光泽变差,制品发脆。 2)用SMA作为耐热组分与ASA共混,可以制备耐热ASA,但耐热温度提高也有限。 3)引入N-苯基马来酰亚胺(NPMI)单体共聚,既保持了平面五元环结构,又增加了侧链的极性与空间位阻,可以赋予ASA树脂更高的热变形温度与热稳度性,如将NPMI与PS共聚,共聚物的Tg可高达195℃,再将共聚物与ASA掺混,可赋予ASA较高的HDT。根据共聚物不同的掺混比例,可制备不同耐热等级的ASA树脂,甚至可开发HDT高达120℃以上的极超耐热ASA树脂,该方法是目前提高ASA树脂耐热性的最好方法之一。目前,锦湖日丽用NPMI法,已开发系列商品化耐热ASA牌号。4)将PC与ASA共混,制备ASA/PC合金,也可以制备耐热ASA。 ASA/AES共混合金 由于ASA的橡胶相Tg为-45℃,所以ASA树脂耐低温冲击强度不高,将ASA与AES共混,既保持了树脂耐候性,又提高了树脂的耐寒性,可满足低温使用的场合。ASA/PC合金ASA树脂与PC 具有一定的相容性,将ASA与PC共混,可以大大提高ASA的冲击强度,热变形温度,同时,保持了树脂优异的耐候性、光泽度,应用于汽车、商用机器设备、消费电子产品。添加相容剂,改善ASA树脂与PC树脂界面的结合,有利于提高合金性能,ASA/PC合金的性能特点主要表现在以下几个方面: 1)力学性能:ASA/PC合金的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度与PC相当,薄壁冲击强度高于ASA,与PC相当。在厚制品应力开裂、低温冲击、缺口敏感性方面优于PC,在抗冲击强度方面显示出良好的协同效应,特别适合于制作结构制品。高的力学强度还有利于制品的薄壁设计,使制品轻量化。 2)耐温性能:ASA/PC合金的热变形温度介于ASA和PC之间,呈现一定的线性关系。 3)流变性能和加工性能:ASA/PC合金的熔体指数比PC高,可成型大型薄壁制件,升高温度和压力都可以提高ASA/PC的MI,升温比提高压力更有效。 4)耐候性:ASA/PC的耐候性优于ABS/PC,不经涂装可直接应用于室外制品,既使用于室内制品,良好的耐候性意味着长期使用,也能保持着色制品鲜艳如初的色彩。选用合适的阻燃剂,可生产阻燃耐候的ASA/PC树脂。 ASA/PBT合金 ASA与PBT不相容,必须添加合适的相容剂,才能制备具有良好性能的ASA/PBT合金,一般选用与PBT具有一定相容性的ASA同系物作为相容剂,如PMMA、MBS、SMA等。ASA与PBT共混,可以大大改善ASA的加工流动性,进一步提高ASA树脂耐化学品性,耐刮伤性,同时改善了PBT的尺寸稳定性,耐候性优秀,冲击强度高,特别适用生产大型薄壁制品,如汽车保险杠、防擦条、商用机器壳体、手提电脑外壳等。
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