室温自交联ABS的结构与性能研究

论文摘要

ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）树脂是一种应用很广泛的热塑性工程塑料,它具有优越的机械性能、耐化学性、易成型加工和可循环使用等优点;同时ABS也有一些缺点如低热稳定性,可燃,耐候性较差等。为了改善这些缺点,许多研究报道主要集中在ABS的玻璃化转变温度和热稳定性以及其单体方面。交联改性是提高聚烯烃耐热性和机械性能的有效途径之一,辐射交联、过氧化物交联以及硅烷交联是目前应用的三种主要的交联方法。硅烷交联聚烯烃在加工过程中必须将新生态物料浸泡在温水或水蒸汽中才能完成交联,这就存在交联速度非常慢,工艺杂琐和能耗高的问题;并且也存在制品厚度直接影响其交联程度的限制。为了解决这个问题,本文以氢氧化铝为助交联剂、以2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷（DMDBP）为引发剂制备了室温自交联ABS。这个方法使得新生态物料体系中存在水分子;从而,新生态物料可以在室温下完成交联反应。本文研究了室温自交联ABS的交联机理和制备工艺。同时研究了室温自交联ABS的机械性能、热稳定性和加工性能随时间的变化规律。并且讨论了引发剂用量和助交联剂用量对室温自交联ABS的机械性能、热稳定性和加工性能随时间的影响。利用红外光谱（FTIR）、光电子能谱（XPS）对自交联ABS的结构进行了表征;用扫描电子显微镜（SEM）对自交联ABS的断面形貌进行了表征;并且用索氏萃取法研究了自交联ABS的凝胶含量随时间的变化;用热重分析仪和万能试验机进行了热稳定性和机械性能分析;用哈克流变仪Haake对自交联ABS的加工性能进行了研究。研究得出以下结论:1)通过挤出成型的方法成功的制备了室温自交联ABS。提出了室温自交联ABS的交联机理。即在挤出过程中添加助交联剂进行化学反应产生水分子,使ABS制品在贮存和运输过程中自发进行交联的工艺方法。节省了能源,降低了成本。2)用IR、XPS、SEM对室温自交联ABS进行了表征,结果表明新生态物料在室温下成功的完成了交联反应。3)本文研究了自交联ABS的凝胶含量随交联时间和不同用量引发剂的变化。结果发现随着交联时间的增加,交联ABS的凝胶含量在前10天增加明显27wt%左右;随着时间的不断增加,凝胶含量的增加缓慢,在一个月左右趋于稳定。4)研究了自交联ABS的机械性能随交联时间、引发剂用量和助交联剂用量的变化。交联ABS的拉伸性能、弯曲性能随着引发剂用量和助交联剂用量的不同而不同程度的增加,洛氏硬度随交联时间的增加而增加,交联30天左右拉伸性能基本趋于稳定。交联ABS的拉伸强度增加20%左右,引发剂用量和助交联剂用量都为1.5phr时,交联ABS的拉伸强度达到最大值。5)交联ABS的热稳定性随着交联时间的增加而增加。交联30天的ABS比纯ABS树脂在热失重为10%和50%时的温度分别提高20°C和30°C左右。添加不同用量的引发剂和助交联剂,自交联ABS的热稳定性比纯ABS树脂都有明显的提高。6)利用哈克流变仪研究了室温自交联ABS的加工性能。研究了交联ABS的平衡转矩TQs与交联时间、共混温度和助交联剂用量的关系。结果表明自交联ABS的TQs随着交联时间的增加而增加,随着共混温度的增加而降低。不同用量助交联剂的交联ABS的TQs随着交联时间的增加而有不同程度的增加。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 聚烯烃交联改性的研究进展
• 1.2.1 辐射交联
• 1.2.2 过氧化物交联
• 1.2.3 硅烷交联
• 1.3 本论文研究的目的和意义
• 1.3.1 目前存在的主要问题
• 1.3.2 本论文研究解决的问题
• 参考文献
• 第2章 室温自交联ABS 的制备
• 2.1 引言
• 2.2 ABS 自交联原理及原料选择
• 2.2.1 ABS 自交联原理
• 2.2.2 硅烷的选择与用量
• 2.2.3 引发剂的选择与用量
• 2.2.4 自交联促进剂的选择与用量
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验原料
• 2.3.2 实验设备
• 2.3.3 实验配方
• 2.3.4 产物的制备
• 2.3.5 材料表征方法与性能测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱分析
• 2.4.2 XPS 分析
• 2.4.3 凝胶含量
• 2.4.4 SEM 分析
• 2.5 结论
• 参考文献
• 第3章 室温自交联ABS 的性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 实验仪器与设备
• 3.2.3 材料表征方法与性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 机械性能分析
• 3.3.2 热稳定性分析
• 3.3.3 加工性能研究
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第4章 结论
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
• 致谢