關(guān)鍵詞：PC/.ABS合金+阻燃性+相容性
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1、前言
以PC和ABS為主要原料的共混體系是一種重要的工程塑料合金。與PC相比，這種合金熔體粘度降低，加工性能改善，并且產(chǎn)品的耐應(yīng)力開(kāi)裂性能大大提高。與ABS相比，其耐熱性和耐候性提高。生產(chǎn)成本介于PC和ABS之間，又具有兩者的良好性能，能夠更好地應(yīng)用于汽車(chē)、電子、電器等行業(yè)。
2、PC/.ABS阻燃性的改善研究
與多數(shù)有機(jī)高分子材料一樣，ABS樹(shù)脂為可燃材料，其極限氧化指數(shù)（limit+oxygen+index+，LOI）低（18.3/5～18.8/5+），按UL94標(biāo)準(zhǔn)屬于HB級(jí)別。ABS著火時(shí)燃燒速度快，并且放出大量毒氣和黑煙，不利于實(shí)際應(yīng)用。
2.1降低ABS樹(shù)脂燃燒性主要有三個(gè)途徑：
1、使用阻燃型聚合物與ABS共混；
2、對(duì)現(xiàn)有的ABS進(jìn)行化學(xué)改性；
3、通過(guò)通用的方法向ABS中加入阻燃劑.。
PC作為一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有良好的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性和耐寒性、抗沖擊強(qiáng)度好。將PC和ABS共混，提高了ABS的耐熱性能和力學(xué)性能，改善了其耐化學(xué)品性和低溫韌性，熱變形溫度可以比ABS高10攝氏度左右{2%5D。但是PC/.ABS的阻燃效果也并不能完全滿足人們需求，于是人們?cè)赑C/.ABS基礎(chǔ)上，添加了阻燃劑，進(jìn)一步改善它的性能。目前，阻燃劑正向低鹵、低煙或無(wú)煙、低毒或無(wú)毒、復(fù)合化、無(wú)塵化（母料、膠囊）、超細(xì)化及高分子化方向發(fā)展。其中效果較為突出的為磷類(lèi)阻燃劑{3%5D。
2.2+BDP/.TPP協(xié)同阻燃PC/.ABS合金%
目前使用最多的磷系阻燃劑是磷酸三苯酯（TPP）和四苯基{雙酚-}二磷酸酯（BDP）。
2.2.1+BDP阻燃+PC/.ABS合金的性能
從表1可以看出，在+PC/.ABS（70/.30）合金體系中，BDP的添加量小于+20份時(shí)，合金材料+的氧指數(shù)提高得并不明顯。當(dāng)+BDP的添加量超過(guò)+20份時(shí)+，材料的氧指數(shù)提高得很快+，BDP的用量從+20份增加到+25份時(shí)，合金材+料+的氧指數(shù)從+24/5+提+高到26.5/5，增加+BDP的含量到+30份時(shí)，合金材料的氧指數(shù)達(dá)到+29/5，阻燃性能已相當(dāng)優(yōu)越。
圖1+BDP對(duì)PC/.ABS阻燃性能和耐熱性能的影響
表1
BDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)/5+0+5+10+15+20+25+30
氧指數(shù)/5+23.0+23.2+23.7+24.1+24.8+26.1+29.0
熱變形溫度℃+110.0+95.2+85.1+80.0+78.3+75.1+70.0
從表+1還可以看出，隨著+BDP用量的增加+，PC/.ABS合金體系的熱變形溫度迅速下降。在+BDP的用量小于+15份時(shí)，其熱變形溫度下降得較快+，在BDP用量超過(guò)+15份時(shí)，其熱變形+溫度下降得相對(duì)較慢+。這是因?yàn)?，BDP是一種液體助劑+，其在合金體系中阻燃的同時(shí)，也有明顯的增塑效果+，較大的提高了PC/.ABS合金材料的塑性流動(dòng)，降低了材料的熱變形溫度。
BDP在提高+PC/.ABS合金材料阻燃性的同時(shí)較大程度地犧牲了材料的耐熱性能+，單獨(dú)使用+BDP作為PC/.ABS合金材料的無(wú)鹵阻燃劑并不合適。
2.2.2+TPP阻燃+PC/.ABS合金的性能
從表2可以看出，TPP的添加量達(dá)到30份時(shí)，PC/.ABS合金體系的氧指數(shù)為26/5，阻燃效果比BDP略差。從合金材料的熱變形溫度來(lái)看，TPP的添加量為30份時(shí)，復(fù)合材料的熱變形溫度為+80℃+，比相同用量的+BDP時(shí)高出了+7℃+，TPP對(duì)合金材料的耐熱性能的保持比BDP較果更好。
BDP和+TPP兩種阻燃劑對(duì)于+PC/.ABS合金單一使用時(shí)，其添加量都較大。二者對(duì)阻燃性能和耐熱性能的影響各自體現(xiàn)出不同特點(diǎn)，這方面性能正好形成互補(bǔ)。
2.2.3+BDP/.TPP的復(fù)配及協(xié)同效應(yīng)
從圖4可以看出，采用+TPP和+BDP按質(zhì)量比為3：2比例復(fù)配阻燃劑所得到的曲線+5具有相對(duì)于其他四種阻燃劑來(lái)說(shuō)具有較高的阻燃效率。因此，復(fù)配后阻燃劑在PC/.ABS合金體系中阻燃時(shí)存在協(xié)同效應(yīng)+，提高了阻燃效率。且TPP是合成+BDP的副產(chǎn)物，與BDP相比，具有價(jià)格低、對(duì)+PC/.ABS合金耐熱性的犧牲較少等優(yōu)點(diǎn)，且與BDP具有較好的相容性。
3、PC/.ABS相容性的研究
PC/.ABS共混物實(shí)際是PC/.SAN/.PB三者的共混物，其中PC與SAN樹(shù)脂的溶度參數(shù)之差為0.84（J/.cm3）1/.2，而PC與PB的溶度參數(shù)之差為7.45（J/.cm3）1/.2+{6-9%5D。因此PC與ABS具有一定的相容性?；祗w系相容性的好壞，直接影響了合金的各項(xiàng)性能指標(biāo).因此近年來(lái)對(duì)PC/.ABS合金進(jìn)行增容改性成為廣泛關(guān)注的課題。
3.1目前研究現(xiàn)狀
對(duì)PC/.ABS相容劑目前的研究主要基于以下三類(lèi)：MA+反應(yīng)增容、PMMA+及胺基+SAN+等。一般相容劑的作用主要有3個(gè)：
（1）降低兩種聚合物之間的表面張力；
（2）增加界面層的厚度；
（3）降低分散相粒徑，從而使相結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，提高共混物的力學(xué)性能
3.2.1+ABS-g-MAH的增容原理
本實(shí)驗(yàn)通過(guò)選用ABS-g-MAH來(lái)進(jìn)一步提高共混物的相容性。ABS-g-MAH相容劑是由ABS和馬來(lái)酸酐直接反應(yīng)得來(lái)，其主鏈結(jié)構(gòu)與ABS相同，因此ABS-g-MAH相容劑與ABS有很好的相容性，通常作為PC/.ABS共混體系首選的馬來(lái)酸酐接枝類(lèi)相容劑{5%5D。采用接枝共聚的方法在ABS上接枝酸酐的官能團(tuán)，其官能團(tuán)能與PC的端羥基或端羧基反應(yīng)，在共混過(guò)程中形成PC-g-ABS接枝物，從而起到增容作用。{11%5D酯化反應(yīng)如下：
3.2.2配方設(shè)計(jì)
3.2.5結(jié)論
加入相容劑+ABS-g-MAH+后合金的拉伸強(qiáng)度下降，且隨著加入量的增加而逐漸下降，因?yàn)闃O性的MAH+被+ABS+接枝以后，增加了脆性、降低了強(qiáng)度。斷裂伸長(zhǎng)率和缺口沖擊強(qiáng)度都是先升后降的趨勢(shì)，在添加8份相容劑時(shí)達(dá)到最大值。
5、預(yù)期結(jié)果
因?yàn)镻C/.ABS的阻燃性能不好，故需加入阻燃劑來(lái)提高其阻燃效果，綜合評(píng)價(jià)阻燃劑的性能，最后選擇BDP/.TPP復(fù)配阻燃劑，又考慮到阻燃劑的加入，會(huì)因?yàn)橄嗳菪詫?duì)材料力學(xué)性能造成一定的降低，因此加入適宜的相容劑使其阻燃性和力學(xué)性能都能達(dá)到最佳，綜合考慮配方4可能具有最好的性能。
