MBS樹脂膠含量對PC/MBS合金性能影響

謝豐鳴，吳志朋

(山東萬達(dá)化工有限公司，山東 東營 257000)

PC/MBS合金是以PC和MBS為主要原料的一種重要的工程塑料，這種合金具備有PC與MBS兩者的優(yōu)良性能：一方面擁有PC樹脂一般良好的尺寸穩(wěn)定性、力學(xué)性能以及優(yōu)秀的耐熱性能，在另一個方面同時還擁有了MBS樹脂一般良好的加工流動性以及抗沖擊性能。PC/MBS合金可以用作汽車裝飾件及照相機(jī)材料、手機(jī)材料等。

PC與MBS二者共混，可以形成合金。MBS結(jié)構(gòu)是一種橡塑兩相結(jié)構(gòu)體系，橡膠相的PB作為分散相分布在樹脂SAN連續(xù)相中。溶解度參數(shù)變化 ：PC/SAN 為 Δδ=0.20(cal·cm-3)1/2，PC/PB 為Δδ=1.85(cal·cm-3)1/2，可見，PC/MBS 合金中 PC/PB很難相容，PC/SAN是可以相容的。而且，SAN中AN含量影響PC與SAN間相互作用。本文研究PC/MBS配比為 40/60、60/40、80/20時，MBS樹脂橡膠含量變化對合金力性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原材料

MBS接枝共聚物，實(shí)驗(yàn)室自制；聚碳酸酯PC-0110，寧波浙鐵大風(fēng)化工有限公司；丙烯腈-苯乙烯共聚物SAN-80HF，寧波樂金甬興化工有限公司；抗氧劑168和抗氧劑1010，瑞士汽巴化學(xué)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

雙螺桿擠出機(jī)，ZSE-34型，德國萊斯公司；高速混合器，GRH-100型，紅旗塑料機(jī)械廠；注塑機(jī)，SZ-68/40型，柳州塑料機(jī)械廠；沖擊試驗(yàn)儀，XJU-5.5型，承德金建檢測儀器有限公司；熔體流動速率(MFR)儀，SWO556型，德國Haake公司；熱變形溫度(HDT)測試儀，MP3型，意大利ATS FAAR公司；萬能材料試驗(yàn)機(jī)，Instron型，美國 Instron公司。

1.3 PC/MBS合金試樣制備

第一步：采用種子乳液聚合方法合成MBS接枝共聚物；再將MBS接枝共聚物與SAN按不同配比進(jìn)行擠出造粒，制備出膠含量分別為8%、18%、28%、38%和48%的MBS樹脂。

第二步：將烘干的MBS樹脂、PC、其他助劑混合，按照PC/MBS配比為45/55、55/45、75/25，采用雙螺桿擠出機(jī)在210～230℃共混擠出造粒，在240～260℃注塑制樣。

注意：注塑后的試樣需放置24 h及以上后再進(jìn)行測試。

1.4 性能測試

熔體流動速率按照GB/T3682—2000進(jìn)行測試，溫度260℃，負(fù)荷3.8 kg。

維卡軟化溫度按照GB/T1633—2000進(jìn)行測試，負(fù)荷50 N，升溫速率50℃/h。

拉伸性能按照GB/T1040.2—2006進(jìn)行測試。拉伸速率50 mm/min；啞鈴形試樣，試樣寬度10 mm，厚度4 mm。

沖擊強(qiáng)度按照GB/T1843—2008進(jìn)行測試。樣條尺寸80 mm×10 mm×4 mm，缺口寬2 mm，擺錘能量2.75 J。

2 結(jié)果與討論

2.1 MBS樹脂橡膠含量對PC/MBS合金沖擊性能的影響

PC與不同橡膠含量的MBS樹脂按照45/55、55/45、75/25比例共混，制備出PC/MBS合金。從圖1可以看到，當(dāng)MBS樹脂橡膠含量為5%～30%時，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度呈現(xiàn)不斷增大的趨勢；當(dāng)MBS樹脂橡膠含量在30%～50%時，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度呈下降趨勢。此外，在MBS樹脂橡膠含量相同的條件下，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度隨著PC用量的增大而增大。

圖1 MBS樹脂橡膠含量對PC/MBS合金沖擊性能的影響

PC具有一定的韌性，符合銀紋-剪切帶增韌機(jī)理。當(dāng)MBS樹脂橡膠含量為5%～30%時，協(xié)同增韌效果顯著。在受到外界沖擊時，橡膠粒子的存在，不僅可以誘導(dǎo)銀紋和剪切帶的產(chǎn)生，還消耗外界作用的沖擊能；可以有效終止銀紋發(fā)展成裂紋，使PC/MBS合金抵抗沖擊破壞的能力變強(qiáng)。隨著MBS樹脂膠含量的增加，受到?jīng)_擊時，大量的銀紋產(chǎn)生，不能及時被終止的銀紋，易發(fā)展成裂紋，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度呈下降趨勢。

2.2 MBS樹脂橡膠含量對PC/MBS合金拉伸性能的影響

從圖2可以看出，一定組成的PC/MBS合金，隨著MBS樹脂橡膠含量的增加，PC/MBS合金的拉伸強(qiáng)度不斷下降；在MBS樹脂橡膠含量相同時，PC/MBS合金的拉伸強(qiáng)度隨PC用量的增加而增加。

圖2 MBS樹脂橡膠含量對PC/MBS合金拉伸性能的影響

PC與MBS樹脂相容性較好，可以形成均勻的共混體系，界面結(jié)合良好。但是，MBS自身的拉伸強(qiáng)度不及PC樹脂，MBS樹脂橡膠含量越高，其拉伸強(qiáng)度越低，所以，MBS樹脂的加入及其橡膠含量的增加，都起著降低PC/MBS合金的拉伸強(qiáng)度的作用。

2.3 MBS橡膠含量對PC/MBS合金的熔體流動速率的影響

從圖3可以看出，隨著MBS樹脂橡膠含量的增加，三種不同配比的PC/MBS合金的熔體流動速率都呈現(xiàn)出了下降的趨勢。并且，當(dāng)MBS所占的組分越大的情況下，合金熔體流動速率下降的速度就越快。出現(xiàn)這種情況的原因就在于MBS樹脂的熔體流動速率會伴隨著其橡膠含量的增加而快速的降低，含有比較少橡膠粒子的MBS樹脂的熔體流動速率與PC相比要高，但是如果MBS含有較多的橡膠粒子，那么其熔體流動速率就會低于PC。從圖3可見，塑化開始時，MBS樹脂橡膠含量較低，可以改善PC的流動性；MBS樹脂占PC/MBS合金的比例越大，改善越明顯，即在MBS樹脂橡膠含量在18%以內(nèi)，合金的熔體流動速率從大到小按PC/MBS=45/55、PC/MBS=55/45、PC/MBS=75/25的順序變化；塑化后期，MBS樹脂橡膠含量較高，對PC流動性的改善起反作用，MBS樹脂占PC/MBS合金的比例越大，反作用越明顯，即在MBS樹脂橡膠含量在38%以上時，合金的熔體流動速率從大到小按PC/MBS=75/25、PC/MBS=55/45、PC/MBS=45/55的順序變化；塑化中期，出現(xiàn)交錯。

2.4 MBS橡膠含量對PC/MBS合金維卡軟化溫度的影響。

從圖4可以看出，三種不同配比組成的PC/MBS合金的維卡軟化溫度隨MBS樹脂的橡膠含量增加而下降；在MBS樹脂橡膠含量一定時，PC/MBS合金的維卡軟化溫度隨PC合金用量的增加而增大。這是因?yàn)?，MBS樹脂的加入及其橡膠含量的增加使PC/MBS合金的剛性降低，剛性的下降伴隨著熔融熵的增加，進(jìn)而降低維卡軟化溫度。

圖3 MBS橡膠含量對PC/MBS合金的熔體流動速率的影響

圖4 MBS樹脂橡膠含量對PC/MBS合金維卡軟化溫度的影響

3 結(jié)論

（1）當(dāng)MBS樹脂橡膠含量一定時，隨MBS用量的增加，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和維卡軟化溫度均下降。

（2）當(dāng)MBS樹脂橡膠含量在18%以內(nèi)，PC/MBS合金的熔體流動速率隨MBS含量的增加而增大；在MBS樹脂橡膠含量達(dá)到38%后，PC/MBS合金的熔體流動速率隨MBS組分的增加而降低。

（3）當(dāng)PC/MBS合金的組成一定時，隨著MBS樹脂膠橡膠含量的增加，PC/MBS合金的拉伸強(qiáng)度、熔體流動速率和維卡軟化點(diǎn)均呈現(xiàn)下降趨勢。

（4）當(dāng)PC/MBS合金的組成一定時，在MBS樹脂橡膠含量在28%時，PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度隨橡膠含量的增大而增大；當(dāng)MBS樹脂橡膠含量大于28%時，合金的沖擊強(qiáng)度呈下降趨勢，下降幅度不大。

（5）研究表明：不論合金的組成，橡膠含量為28%的MBS樹脂可以很好地提高PC/MBS合金的沖擊強(qiáng)度。

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