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改性硅烷树脂ASA性能分析
- 2018-08-19-

       改性硅烷树脂ASA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?


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。


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。


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。


ASA改性硅烷树脂的耐老化性能 

      能使ASA中SAN改性硅烷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改性硅烷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。


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