PVC/ABS合金流動(dòng)性能改進(jìn)

姜洪穎，韓曉亮，張新華

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司研究院，山東省淄博市255400；2.山東興魯化工股份有限公司，山東省淄博市255400）

PVC/ABS合金流動(dòng)性能改進(jìn)

姜洪穎1，韓曉亮2，張新華1

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司研究院，山東省淄博市255400；2.山東興魯化工股份有限公司，山東省淄博市255400）

研究了鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑劑、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）和乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）對(duì)聚氯乙烯(PVC)/苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）（質(zhì)量比為60∶40）合金熔體流動(dòng)性能的影響。結(jié)果表明：增塑劑DOP可顯著提高合金的熔體流動(dòng)速率（MFR），但隨DOP用量增加，合金的負(fù)荷變形溫度、力學(xué)性能和氧指數(shù)均降低；AS可提高合金的MFR，但w（AS）為10% 時(shí)，簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度下降約55%；隨著EVA用量增加，合金的MFR提高，而負(fù)荷變形溫度、氧指數(shù)和簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度變化不大。

聚氯乙烯 苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物 合金 熔體流動(dòng)速率 改性

高分子材料的共混改性是提高聚氯乙烯（PVC）性能的重要方法之一。從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始，人們就采用苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）、氯化聚乙烯（CPE）、丁腈橡膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）、苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等與PVC共混改性并取得了一定效果。將ABS與PVC共混可改善PVC的加工、力學(xué)等性能，獲得可在某些領(lǐng)域代替ABS的廉價(jià)新型材料。目前，隨著我國(guó)汽車工業(yè)、電子電器、家用電器等行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)PVC/ABS合金的需求量將越來(lái)越大，性能要求也越來(lái)越高[1-2]。但在較低的加工溫度下,PVC/ABS合金具有較高的熔體黏度，從而影響合金的加工熱穩(wěn)定性。本工作研究了鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）增塑劑、苯乙烯-丙烯腈共聚物（AS）樹(shù)脂和EVA樹(shù)脂對(duì)PVC/ABS合金性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

PVC，S-700，中國(guó)石油化工股份有限公司齊魯分公司生產(chǎn)；CPE，135A，濰坊亞星化工有限公司生產(chǎn)；內(nèi)、外潤(rùn)滑劑，淄博華星塑料助劑有限公司生產(chǎn)；有機(jī)錫穩(wěn)定劑及輔助穩(wěn)定劑、鈦白粉、三氧化二銻、抗氧劑、碳酸鈣，均為市售；ABS，AS，臺(tái)灣奇美實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)；EVA，進(jìn)口；DOP，工業(yè)級(jí)，淄博增塑劑股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 主要儀器及設(shè)備

WSB-Ⅱd/o型白度計(jì)，溫州儀器儀表有限公司生產(chǎn)；SC-80型輕便色彩色差計(jì)，北京康光儀器有限公司生產(chǎn)；BT120V-I型注塑機(jī)，廣州博創(chuàng)機(jī)械有限公司生產(chǎn)；P-600型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國(guó)Brabender公司生產(chǎn)；WDW型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，上海華龍測(cè)試儀器公司生產(chǎn)；ZBC-4C型沖擊強(qiáng)度儀，深圳市新三思材料檢測(cè)有限公司生產(chǎn)；QSJ-100型維卡熱變形儀，日本東洋精機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)；SHJ-36型雙螺桿擠出機(jī)，南京杰亞擠出裝備有限公司生產(chǎn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)配方及試樣制備

PVC 配方為：PVC，100.0 phr；有機(jī)錫，2.8 phr；輔助穩(wěn)定劑，2.0 phr； 外潤(rùn)滑劑，2.0 phr；CPE，3.0 phr；三氧化二銻，5.0 phr；鈦白粉，6.0 phr；微細(xì)活性碳酸鈣，5.0 phr；內(nèi)潤(rùn)滑劑，抗氧劑，適量。

PVC/ABS合金制備：將PVC樹(shù)脂與所有助劑在100℃下高速混合10 min后，再低速攪拌冷卻至40～50℃，然后加入ABS混合約5 min，出料。將PVC和ABS混配料在雙螺桿擠出機(jī)上于130～160℃擠出造粒。粒料在注塑機(jī)上制備測(cè)試白度用的2 mm厚樣條，注塑溫度175～185℃。m（PVC）/m（ABS）為60 ∶40。

1.4 性能測(cè)試

采用轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間，溫度200℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速60 r/min。熔體流動(dòng)速率（MFR）按GB/T3682—2000測(cè)試，溫度190℃，負(fù)荷5.0 kg。白度按GB/T15595—2008測(cè)試。拉伸性能按GB/T1040.2—2006測(cè)試，拉伸速率為5 mm/min。彎曲性能按GB/T9341—2008測(cè)試。簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度按GB/T1043.1—2008測(cè)試。負(fù)荷變形溫度按GB/T1634—2004測(cè)試，彎曲應(yīng)力為0.45 MPa。氧指數(shù)按GB/T2406.2—2009測(cè)試。黃色指數(shù)按HG/T3862—2006測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 AS樹(shù)脂對(duì)PVC/ABS合金性能的影響

AS樹(shù)脂是一種堅(jiān)硬、透明的材料，具有良好的尺寸穩(wěn)定性、耐候性、耐熱性、耐油性、抗震動(dòng)性和化學(xué)穩(wěn)定性。加入少量AS，不僅使PVC/ABS合金的某些性能得到改善，而且還改善其加工流動(dòng)性[2]。從表1看出：隨著AS樹(shù)脂含量的增加，PVC/ABS合金的MFR逐漸增加，但增加幅度較小；PVC/ABS合金的負(fù)荷變形溫度、彎曲性能均有不同程度的增加，沖擊強(qiáng)度明顯下降，氧指數(shù)也有所下降；w（AS）為10% 時(shí)，沖擊強(qiáng)度下降約55%。

表1 AS樹(shù)脂含量對(duì)PVC/ABS合金性能的影響Tab.1 Influence of AS content on properties of the PVC/ABS alloy

2.2 EVA樹(shù)脂對(duì)PVC/ABS合金性能的影響

EVA樹(shù)脂具有良好的柔軟性和橡膠般的彈性，其透明度、表面光澤度和化學(xué)穩(wěn)定性良好，抗氧化和耐臭氧性能好，與填料的摻混性好，易著色和成型加工。EVA在PVC中的分散性好，是PVC/ABS合金的一種相容劑。當(dāng)EVA的MFR一定時(shí)，隨乙酸乙烯（VA）含量降低，其剛性、耐磨性提高；VA含量增加時(shí)，其彈性、柔軟性、黏合性提高[3-4]。

由圖1看出：隨著EVA用量增加，PVC/ABS合金的MFR明顯提高；彎曲應(yīng)力和模量逐漸下降，EVA用量超過(guò)3 phr時(shí)下降不明顯；氧指數(shù)、沖擊強(qiáng)度和負(fù)荷變形溫度變化不大。因此，EVA改性的PVC/ABS合金綜合性能較好。

圖1 EVA用量對(duì)PVC/ABS合金性能的影響Fig.1 Influence of EVA content on properties of the PVC/ABS alloy

2.3 增塑劑對(duì)PVC/ABS合金性能的影響

在PVC/ABS合金中,加入適量DOP可提高其流動(dòng)性，降低加工溫度。不含增塑劑的合金，其黏度對(duì)溫度的依賴性比ABS大，這是因?yàn)樾》肿拥脑鏊軇┨幱诖蠓肿渔溨g，使大分子鏈的作用力減弱，從而導(dǎo)致黏流活化能下降[2]。

從表2可以看出：隨著DOP用量的增加，PVC/ABS合金的MFR明顯提高，負(fù)荷變形溫度和氧指數(shù)降低較多，沖擊強(qiáng)度和彎曲應(yīng)力也有不同程度的降低，彎曲模量先升后降。從表2還可以看出：加入DOP降低了PVC/ABS合金的白度，增大了黃色指數(shù)；加入DOP提高了合金的MFR，從而降低了注塑加工過(guò)程中對(duì)物料的剪切作用，合金的平衡扭矩明顯降低，物料所受剪切力下降，所以合金的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間有所增加，有利于合金的注塑加工。

表2 DOP用量對(duì)PVC/ABS合金性能的影響Tab.2 Influence of DOP content on properties of the PVC/ABS alloy

3 結(jié)論

a)增塑劑DOP，AS樹(shù)脂，EVA樹(shù)脂均能不同程度地提高PVC/ABS合金的MFR。

b)隨著DOP用量的增加，PVC/ABS合金的MFR明顯提高，負(fù)荷變形溫度和氧指數(shù)下降較多，力學(xué)性能也降低。

c)隨著AS樹(shù)脂含量的增加，PVC/ABS合金的MFR小幅增加，負(fù)荷變形溫度、彎曲性能均有增加，沖擊強(qiáng)度明顯下降，氧指數(shù)也有所降低。

d)隨EVA用量增加，PVC/ABS合金的MFR明顯提高；彎曲性能逐漸下降，當(dāng)EVA用量超過(guò)3 phr時(shí)下降不明顯；氧指數(shù)、沖擊強(qiáng)度和負(fù)荷變形溫度變化不大。EVA改性的合金綜合性能最好。

[1] 洪重奎.ABS/PVC合金最新研究進(jìn)展[J].彈性體,1999,9(2)：56-58.

[2] 鞏紅光,張慶國(guó),于莉.ABS/PVC樹(shù)脂共混改性國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展[J].石油化工應(yīng)用,2007,27(2)：1-5.

[3] 王廣義.塑料配方設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1998：106-110.

[4] 朱偉平.相容劑對(duì)ABS/PVC共混物性能影響[J].上海塑料,2001(4)：17-19.

（編輯：陳文淑）

Improvement of flowability of PVC/ABS alloy

Jiang Hongying1,Han Xiaoliang2,Zhang Xinhua1
(1.Research Institute of Qilu Branch Co.,SINOPEC,Zibo255400,China;2.Xinglu Chemical Industry Incorporated Company of Shandong,Zibo255400,China)

The authors studied the effects of plasticizer dioctyl phthalate(DOP),acrylonitrile-styrene copolymer(AS)and ethylene-vinyl acetate copolymer(EVA)on flowability of polyvinylchloride/acrylonitrilebutadiene-styrene terpolymer(PVC/ABS)alloy melt with mass ratio of60∶40.The results show that DOP can increase the melt flow rate(MFR)of PVC/ABS alloy remarkably,while the deflection temperature under load,mechanical properties and oxygen index of the alloy decrease as the DOP content rises. Adding AS can increase the MFR of PVC/ABS alloy;however,when the mass content of AS reaches10%the notched Charpy impact strength of the alloy decreases by approximately55%. The alloy′s MFR increases with the EVA content while its deflection temperature under load,oxygen index and notched Charpy impact strength experience little change.

polyvinylchloride;acrylonitrile-butadiene-styreneterpolymer;alloy;meltflowrate;modification

TQ325.3

B

1002-1396(2012)05-0059-03

2012-04-20。

修回日期：2012-07-15。

姜洪穎，女，1975年出生，高級(jí)工程師，1998年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院高分子化工專業(yè)，現(xiàn)從事科研開(kāi)發(fā)及管理工作。E-mail：jianghongying.qlsh@sinopec.com；聯(lián)系電話：（0533）7588234。