改性abs/pa合金性能的影响因素-凯发88

相容剂对改性abs/pa的影响

相容剂的添加量是决定相容化程度和材料性能最主要的因素之一。文献中研究了亚胺化的丙烯酸共聚物(ia)对abs/pa6合金力学性能和形貌的影响，相容剂ia添加0.5%合金的缺口冲击强度从150j/m提高到950j/m，但随着ia含量的提高，材料的冲击强度基本不变，但加工扭矩明显提高，这是由于熔融共混过程中过量的ia共聚物可能导致pa反应性增黏，材料流动性下降，所以，经反应增容技术制备合金材料必须考虑加工性能，避免由于加工性下降带来的局部过热导致材料降解、制品充模困难和制品表面流痕等负面效应。

改性abs/pa共混样品通过pa与oso4顺序染色，白色部分为橡胶粒子，黑色部分为san基体与pa。相容剂ia通过降低组分表面张力，提高界面强度，促进了abs中橡胶相的变形和破碎，分散相粒径减小，单位面积上橡胶粒子数目增加，在受到外力破坏时， abs/pa合金可以吸收更多的冲击能，表现为韧性提高。需要注意的是，为了制备超韧性材料，橡胶分散相粒径通常在某个范围之内，分散相粒径太大(>1μm)，单位面积增韧剂体积分数较少，不能有效吸收冲击能;分散相粒径太小(<200nm) ,橡胶粒子无法通过变形诱导银纹和剪切带产生，同样抵抗破坏能力较弱，所以通过改变相容剂添加量来达到调控分散相粒径的大小尤为重要，而最佳添加量要通过具体实验来获得。

abs/pa的相容剂类型选择

前面已经提到，由于不同的极性基团与pa端基之间的反应活性不同，熔融共混过程中所起的作用和获得材料的性能也不尽相同。同时，商业化的相容剂种类繁多，所以合理地选择相容剂对获得实用的合金材料至关重要。

kudva通过多步挤出的方法研究了亚胺化的丙烯酸共聚物(ia)与马来酸配一苯乙烯一丙烯睛共聚物(sanma)对san/pa合金性能和形貌的影响，相容剂含量增加，材料加工扭矩响应提高，并吐在整个范围内ia比sanma对材料黏度的增加更明显。这是由于ia结构中同时具有可与pa端氨基反应的六元环酸酐和丙烯酸极性基团，改善组分相容性的同时还有可能发生交联和pa扩链反应，导致共混物黏度增加。提出了有力的证据，由于ia的扩链作用导致pa熔体黏度增加，其增容共混物中san更容易形成连续相，而sanma增容共混物更容易在低pa含量发生相反转。

透射电镜照片直观地反映了不同的增容剂对san/pa共混物形态结构的影响，在san/pa= 47. 5/47. 5共混物中，ia增容体系为典型的海-岛结构，而sanma增容体系则形成了双连续相。另外，两种增容体系最大的差异在于，多次挤出后，sanm a增容体系能够保持材料原有的形态，而ia增容体系多次挤出后分散相粒径明显增加，合金冲击韧性显著下降，脆韧转变温度提高。

abs/pa加工共混设备

前面讨论了配方设计与材料性能之间的关系，影响共混物最终性能另一个最主要因索是加工工艺，包括温度、剪切、加工设备、共混时间等。paul及其研究团队在san/pa体系研究过程中，对工艺与材料结构之间的关系做了大量的基础研究，这里着重讨论加工设备的影响。研究者分别采用间歇式混合器和单螺杆挤出机制备san/pa样品，并通过tem技术对其形态进行了分析，不同的加工设备导致了材料相反转点的改变，单螺杆挤出机工艺使合金在较低的pa含量下发生相反转行为，而batch mixer工艺需要较高的pa含量才能发生相反转行为。这可能是螺杆挤出过程中同时存在拖曳流和拉伸流，熔体在混合过程中受到的剪切应力相应较大，同时pa的剪切敏感程度较san高，挤出过程中流动性提高更显著，相反转点向低pa含量偏移。

为了获得性能优异的共混物，通常需要对工艺进行优化，这对于处于临界混合比范围的共混体系尤为重要。例如abs/pa= 50/50二元体系中，由于abs的黏度较小，通常形成连续相，但通过温度、螺杆转速和螺杆组合设计调整材料的戮度比，可以使含量较低的pa成为连续相，利用其耐化学品的特殊优势，制备尺寸稳定性和耐化学品兼备的abs/pa合金。

abs和pa组分混合比

对于增容abs/pa共混物来说，合金的性能还与组分混合比有关。在abs/pa/sma三元体系中，随pa含量的增加，合金的缺口韧性呈现出先增加后减小的趋势，在pa为60%时达到最大值。同时pa含量增加，热变形温度提高，这是由于pa的氢键作用力和结晶性本质所决定的。

反应增容体系中，在固定相容剂含量的前提下，由于组分混合比的改变导致材料最终相形貌的差异，包括分散相粒径大小、相结构类型和相反转行为。kitayama等详细研究了pa/abs/ia三元体系微观结构与pa/abs混合比的关系，随着pa质量分数的增加，材料经历了从双连续结构向海-岛结构的转变，这有助于理解力学性能的变化趋势。

另外，pa/abs的耐化学品性同样受混合比的影响，众所周知pa是耐化学品最好的工程塑料之一，通过调节混合比获得pa为连续相、abs为分散相的两相结构，是提高材料耐化学品的重要途径。需要注意的是，由于pa易吸水，对于尺寸精度要求较高的产品，这种设计思路往往受到局限，如何获得耐化学品性和尺寸稳定性兼备的材料是abs/pa合金的研究热点，这里不再详细阐述。

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