导语:是当今性能最优异、应用最广泛的之一,如何制作高韧性PC/ABS是一个受到广泛关注的问题。接下来银河网上集团将讨论高韧性PC/ABS配方设计的一些原则,主要考量因素有PC分子量,ABS及其橡胶含量,PC/ABS比例,反应型等。
首先银河网上集团讨论PC分子量对其自身及PC/ABS韧性的影响。
要制作高韧性的PC/ABS,特别是对低温冲击有要求时,应尽量选择分子量较高的PC原料。
选取四种不同分子量的PC: PC3.6(Mw=3.6万) PC3.2(Mw=3.2万) PC2.4(Mw=2.4万)PC2.0(Mw=2.0万)进行研究。银河网上集团都知道PC对厚度和缺口是较为敏感的,那么敏感的程度到底怎样呢?
图 1 PC分子量对缺口的影响
由图1,PC样条的厚度由3.18mm增加到6.35mm时,各分子量PC的缺口冲击强度数值下降为原来的20%-25%左右。将样条缺口由标准缺口改为尖锐缺口(用薄刀峰在标准缺口底部切入)时,冲击强度数值呈现大幅下降,3.18mm样条各PC下降到不足原来10%;而6.35mm样条尖锐缺口的冲击数值下降到原来标准缺口的1/5左右,均表现出脆性。可见,PC对厚度、尤其是缺口有较强的敏感性,PC分子量较高时这种敏感性稍有减弱。
对于有低温韧性要求的材料来说,脆韧是一个重要参数,PC分子量对其脆韧转变有重要影响。由图2,在PC 分子量较高时,其脆韧转变温度随分子量下降而升高并不明显,如PC分子量由 3.6万下降到3.2万时,其转变温度由 -42℃只提升了2℃到-40℃。
而PC分子量下降到中等分子量以下(≤2.4万)时,其脆韧转变温度快速上升, 由PC2.4的-30℃上升20℃到PC2.0的-10℃。可见,要想制备低温韧性较好的PC,保持PC较高的分子量是很有必要的。回复“PC”查看更多
图 2 PC分子量对PC脆韧转变温度的影响
那么,不同分子量的PC对PC/ABS合金的冲击强度和低温韧性有什么样的影响呢?将各分子量PC与胶含量为16%的ABS以70/30的比例共混制得合金,其 3.18mm缺口如图3。
图3.PC分子量对不同温度PC/ABS缺口冲击性能的影响
由图可见,PC分子量越高,其对应PC/ABS的缺口冲击强度越高,发生脆韧转变的温度越低。PC分子量较低的时候,其对应PC/ABS冲击强度随温度降低而下降的速度很快。
如常温(25℃)时,PC3.6、PC3.2 和PC2.4对应的PC/ABS的缺口冲击强度分别为 800J/m、750J/m和600J/m,而在 -10℃时,其对应值分别为 750J/m、 600J/m和200J/m,PC2.4/ABS冲击下降明显。
因此,要制作高冲击强度的PC/ABS,特别是对低温冲击有要求时,一方面是尽量选择分子量较高的PC原料,另一方面是尽量减少PC/ABS加工过程中的降解,防止PC分子量下降。回复“PC”查看更多
在PC中引入ABS后,可降低PC对厚度和缺口的冲击敏感性。
选择四种不同胶含量的ABS:ABS16(16%Rubber),ABS38(38%Rubber),ABS45(45%Rubber)和ABS50(50%Rubber)进行评价。回复“ABS”查看更多
一般地, ABS冲击强度会随着胶含量的上升而提高,但到一定程度(45%)后提升不再明显,如图4,可以看到ABS对厚度的敏感性比PC弱得多,其1/4”冲击可达1/8”冲击的50%以上(PC只有20%-25%)。
图表4 ABS胶量对ABS冲击强度的影响
将以上不同胶量的ABS与PC3.2 (Mw=3.2w)共混后制成合金,其冲击性能随温度变化如图5.
图5.不同胶量ABS对PC/ABS在不同温度下冲击强度的影响
可以看出,在常温(25℃)时,不同胶量ABS的PC/ABS均表现出高的韧性,缺口冲击均在700-750J/m。随着温度降低,胶量较低的PC/ABS缺口冲击快速下降,如在-30℃时,PC/ABS16的缺口冲击下降到了220J/m,而PC/ABS38和PC/ABS45仍保持650J/m以上。需要注意的是,ABS50 在与PC共混时,会造成PC的严重降解,无法制得有意义的合金。
将ABS38与合适的SAN复配制得不同胶含量(0%-38%)的乳液法ABS,再分别与PC3.2共混制得合金,考察其胶含量对PC/ABS脆韧转变温度和冲击强度的影响,如图6和图7。由图6,ABS胶含量高于10%时,PC/ABS的脆韧转变温度随着胶含量的升高而逐渐降低;而ABS胶含量低于10%时,脆韧转变温度随胶量减少而迅猛提升。对于要求低温韧性的PC/ABS来说,保持ABS中胶含量在以上是必要的。
图6.ABS胶含量对PC/ABS脆韧转变温度的影响
图7.ABS胶含量对PC/ABS缺口冲击强度的影响
图7表明ABS的胶含量存在临界值,使PC/ABS在不同条件下发生脆韧转变,且胶量达到一定量后,其缺口冲击强度不再随胶量增加而明显提升。对于3.18mm 样条来说,ABS胶含量达到5%即可使 PC/ABS表现出韧性,而对于6.35mm样条来说,胶含量要达到10% 以上才表现出韧性。
而且,6.35mm的样条在胶量为10% 时,近和远浇口处的断裂表现也不同。近浇口端表现出韧性,并且断面周围有明显的应力发白现象,而远浇口端只表现出准韧性,且断面呈。这种现象主要与ABS在PC中的有关,包括橡胶相的大小、形状、分散等情况(后续会有讨论)。
可见,在PC中引入ABS后,可降低PC 对厚度和缺口的冲击敏感性。一般地,ABS胶量存在一个临界值,使对应 PC/ABS在常温时呈现脆韧转变,在此之上, PC/ABS缺口冲击不再随胶量增加而明显提升;还存在一个临界值,使PC/ABS的脆韧转变温度呈现突变,且超过此临界值时,脆韧转变温度随着胶含量提升而不断降低。ABS在PC中的相态也会对PC/ABS的韧性产生重要影响。