摘要：本文主要介绍PC/ABS合金改性研究，论述添加第三组分共混改性方法对PC/ABS相容性和力学性能的影响。通过第三组分类别不同可分为有机相容剂和无机刚性粒子，分别介绍不同添加物对PC/ABS相容性和力学性能的影响。
关键词：PC/ABS；改性；相容剂；力学性能；刚性粒子
前言
PC即聚碳酸酯，是一种应用广泛的热塑性树脂。绝缘性良好、化学性质稳定，有较高耐热性以及优良的韧性。但PC熔体黏度大对加工有一定影响，且流动性差、易磨损，缺口冲击强度低等使其在实际应用中受到限制。ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，耐冲击，易于加工，价廉等特点使其应用广泛。但在高温下易变形，机械性不够好，所以加工时有一定限制。PC/ABS合金在PC、ABS各自原有优势基础之上，优劣互补降低熔体粘度，改善加工性能，提高耐应力开裂性，耐热及耐候性，提升使用性能
1.聚合物共混对PC/ABS力学性能影响
PC/ABS的制备工艺有简单共混和与相容剂共混。
1.1简单共混
用二次通用旋转回归设计的方法，组建关于PC/ABS体系内组成和性能的相互关系，为表清晰建成数学模型。分析在体系水平为零时各组分及组分相互之间的作用对共混材料每种性能造成的影响。得到结论为，在PC/ABS体系中，PC的含量是决定体系力学性能的主要因素，PC、BAS的种类及其交互作用对体系某些力学性能有着明显的影响。
不同比例将PC、ABS混合改性效果，得知ABS含量和PC/ABS共混体系的冲击强度呈正比例增长，最适宜的ABS的质量分数是20%，此时冲击强度优于PC达到最大，但是超过20%冲击强度随之减少。对于用量影响合金体系原因是，拉伸强度与ABS含量呈反比例增长，PC、ABS的组成比例和种类及自身结构性能影响PC/ABS合金的冲击强度。ABS含有丁二烯（B），与材料冲击强度有关，含量越高冲击越强。同时对PC的抵抗外力冲击效果更好。但冲击强度同时与PC/ABS两组分的相容性有关，所以对丁二烯和PC间的比例要求较高。考虑各因素最后得出PC/ABS质量比为80/20。在之后有相关研究都依照此比例进行。但仍存在使拉伸度降低的影响，所以最适宜用量还在不断研究中。
1.2与相容剂共混
共聚物相容剂是指在材料中引入强极性基团与之反应，增强材料的极性和反应性。主要用于合金的相容、增韧等。利用马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝ABS与新型相容剂C增容PC/ABS合金体系作比较发现，前者的加入对合金的拉伸强度有不同程度的降低，后者提高体系相容性，增加合金韧性，且加入量低、减小成本投入，提供较好的相容剂选择。随后学者们对于接枝共聚物作为PC/ABS合金体系相容剂相继做了相关实验研究。将醋酸乙烯酯-马来酸酐接枝共聚物即EVA-g-MAH和改性纳米碳酸钙分别与PC、ABS共混挤出注塑制备合金材料，并对复合材料进行力学性能测试。拉伸测试结果表明：EVA-g-MAH和纳米碳酸钙的加入的合金材料具有明显增韧效果，EVA-g-MAH增韧效果优于纳米碳酸钙。当EVA-g-MAH加入量为3份时，合金缺口冲击度达到50.3kJ/m2最大值，增长幅度为43%。加入改性后的纳米碳酸钙至7份，PC/ABS合金缺口冲击度变为41.3kJ/m2。此两种相容剂加入使得力学性能不同的主要原因在于，EVA-g-MAH属于银纹化弹性体增韧，区别于改性纳米碳酸钙的剪切力流动机理。但弹性体增韧不能很好地提高合金拉伸强度，各有优缺。但总体增加PC/ABS使用性。
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2.刚性粒子填充对PC/ABS体系力学性能影响
刚性粒子分为有机刚性粒子和无机刚性粒子，可使材料的韧性得以提高，韧性增强的附带作用使得材料强度，耐热等性能增强。刚性粒子填充聚合物有重大研究意义。
2.1有机刚性粒子填充
以丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物即SAG–002和甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、有机硅组成共聚物（S-2001），与PC、ABS熔融，高速混合，经挤出制得PC/ABS合金。对两相容剂制备的合金进行力学性能测试、分析得出2份SAG–002加入PC、ABS中，PC/ABS合金的力学性能与PC用量呈正比例增长势，S-2001的加入明显提高该PC/ABS韧度。在差示扫描量热仪分别记录下得到，加入2份SAG-002前后PC与ABS的ΔTg从30.31℃降至29.72℃。加入4份增容剂S-2001前后ΔTg下降至29.86℃，可达到PC/ABS合金的最佳相容性状态。增容提高韧性机理为，加入的增容剂S-2001，其分子链中有机硅链具柔性分子，将PC/ABS受到的冲击功吸收，由此增加合金韧性。第三组分的加入影响溶体流动速度和维卡软化温度，原因是增强两组分间作用力，溶体粘度增大，流动性降低，起到不利影响。
2.2无机刚性粒子填充
无机刚性粒子填料做添加剂时，由于自身体积稳定占据基体材料原有分子链的空间，故使基体材料连接分子链被不同程度固定，局部区域分子量运动受到限制，使得玻璃化温度上升，增加材料间相容性和力学性能，同时使物料粘度增加。近年纳米技术发展迅速，利用无机刚性纳米粒子填充达到改性聚合物以达到既增强又增韧的目的的研究逐渐增加]。
在前人研究基础上，利用纳米SiO2改性PC/ABS。纳米SiO2的表面具有独特性质和一些独特效应，能改善合金体系的力学性质，阻燃性能等，但是加工技术及设备很难实现将大量大尺寸纳米SiO2在基体中分散开来，如此纳米SiO2无法完全体现粒子的小尺寸效应和界面独特效应，降低改性效果。
2.3弹性体与刚性粒子并用填充
弹性体是指受到外力引起形变，外力去除后能恢复原状的材料。单独使用SBS即苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，以及马来酸酐接枝苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物MAH-SBS和纳米CaCO3共同作用对合金体系力学综合性能的影响。结果发现，单用弹性体无法提高体系力学性能，分析原因可能是SBS与PC相容较差，其加入导致大的团聚，形成裂纹；界面间也无法形成强效的相互作用，孔隙生成，且SBS易分解增加加工难度。单独加入MAH-SBS和CaCO3时合金材料冲击性能上升，但严重影响拉伸性，导致下降。三者复配使用，制备MAH-SBS/CaCO3/PC/ABS复合材料力学性能均比纯料优良。
3.结语
近年对提升PC/ABS合金综合性能的研究热度不减，不仅在提升力学性能做大量工作，合金阻燃性能也作为研究重点引起注意。主要在第三添加物即相容剂或填充粒子的选择、用量、及原料混合比例的合金体系研究上有争议。添加物类型多，选择合适的并研究适宜用量对改善合金体系综合性能有很大作用。接下来的研究应该将重点放在探究改性剂的选择以及搭配问题，同时需控制用量。
参考文献：
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论文作者:黄海
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签：合金论文; 粒子论文; 刚性论文; 纳米论文; 体系论文; 共聚物论文; 力学性能论文; 《基层建设》2019年第10期论文;