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★原则之三:PC/ABS比例

一般而言,PC含量为60%-80%之间,PC/ABS的韧性最佳。


关于PC/ABS配比,银河网上集团耳熟能详的比例为70/30。那么为什么是这个比例呢?它在什么情况下都是最优的选择吗?


ABS38(Rubber=38%)与合适SAN共混使胶含量为16%再与PC3.2Mw=3.2w)以不同比例共混制得合金,其缺口冲击性能如图8。

图8:PC含量对PC/ABS缺口冲击强度的影响

可以看到,随着PC含量的提升, PC/ABS1/8”缺口冲击是不断增大的,而1/4”缺口冲击则呈现先增大后减小的趋势,在PC/ABS70/30时呈现最大值,也就是说此时PC/ABS对厚度的敏感性最弱。


PC含量对PC/ABS脆韧转变温度的影响又是什么样的呢?


图9.PC含量对PC/ABS脆韧转变温度的影响

9表明,PC/ABS3.18mm样条的脆韧转变温度基本随PC含量的增大而降低,而6.35mm样条则呈现先降低后升高,在 PC/ABS50/50时呈现最低值。可见,对有低温韧性要求的PC/ABS来说,70/30未必是最佳选择,而且厚度不同时,其PC含量变化方向也应不同。

可见,PC中引入ABS后,其3.18mm的常温冲击下降,脆韧转变温度提升;但6.35mmIZOD冲击强度提升,脆韧转变温度下降。因此,常用配比70/30可认为是综合考虑了厚度、温度等因素对冲击性能影响的选择。

也有研究认为,当PC/ABS配比为80/20 时,冲击强度出现最大值,当PC/ABS配比为70/30时,出现极大值;当ABS 含量为50%时,PC/ABS的流动性最好。将市场上常用的PC1100和 ABS8391复配后发现,基本符合此规律,如图10所示。



图10.PC含量对PC1100/ABS8391不同厚度样条缺口冲击强度的影响


因此,PC/ABS共混物冲击强度的表现是与样条厚度、测试温度等相关的,且其变化趋势未必一致,对于不同的PC和 ABS,其最佳配比可能有所不同。从研究及经验来看,一般最佳值出现在PC含量为60%-80%之间。回复“PC/ABS”查看更多


★原则之四:相态

相态稳定对于保持或者提升PC/ABS的韧性至关重要,而对于改善相态,除了选择合适的PC和ABS基材,添加反应型相容剂也是重要的手段。


对于PC/ABS来说,相态是一个非常重要而又常常被忽视的问题。银河网上集团经常遇到一种情况,就是用样条测试时,冲击强度明明很高,但在注塑制件后,在卡扣、拐角或熔接线等位置却容易发生断裂。这除了因各种原因造成的降解外,还有一个重要的原因便是相态不佳。


一般来说,相态包括相畴的尺寸、形状和分散等方面。在原则二时已提到,使用胶含量为10%的PC/ABS(70/30)的6.35mm弯曲样条的近浇口端和远浇口端分别测试冲击强度,其结果有很大差异。

图11. PC/ABS近浇口和远浇口端冲击强度差异


通过TEM照片,可以看出两部分的相态有明显区别。其中,SAN相(白色区域)包裹着橡胶相(黑色区域),分散于PC相(灰色区域)中。远浇口端(右图)与近浇口端(左图)相比,相畴尺寸大,形状被拉伸呈不规则的长条形,橡胶分散不均匀。这就导致其在受到时吸收能量少,表现为冲击强度下降。


图12 PC/ABS注塑样条近浇口端(左)和远浇口端(右)TEM图


这就可以解释前面提及的冲击样条冲击强度高而注塑制件韧性差的现象了。冲击样条结构简单,故其相态无较大缺陷;而一般制件结构较复杂,在出现流道较长、制件较厚、拐角、料流汇合等情况时,其相态就会出现缺陷,导致容易断裂。那么如何解决这一问题呢?


添加反应型相容剂是一个较好的选择。接上例,在PC/ABS中加入1份SAN-胺类相容剂(如图13),不管近浇口还是远浇口端相态都出现较大改善,如图14。

图13 SAN-胺相容剂与PC反应形成SAN-g-PC


图14 PC/ABS/SAN-胺(70/30/1)注塑样条近浇口端(左)和远浇口端(右)TEM图


这是因为,SAN-胺相容剂一方面与ABS相容性好,另一方面其官能团可与PC反应,通过形成共聚物SAN-g-PC,降低了两相的,阻止了橡胶相团聚的倾向,增加两相界面间的,并使SAN相的尺寸减小,因而相态更为稳定。


目前,市场上已有类似相容剂在售,如佳易容®SAG系列(SAN-GMA),其结构与上述相容剂类似,只是将胺基官能团替换为更适合于PC的环氧官能团GMA,反应后同样生成SAN-g-PC共聚物(如图15)。


图15 SAG改善PC/ABS相容性


上海锦湖日丽的柏莲桂等人的专利“一种高韧性的组合物及其制备方法”(申请号:201310713277.4)中即提到添加此种相容剂佳易容®SAG,“通过反应型相容剂和基材反应使粘度增加,使PC/ABS 的双的组成向PC 高的方向移动,使得双连续相的结构在很大的组成范围内形成,提高了韧性”,便是从改善相态的角度改善韧性。


总之,相态稳定对于保持或者提升PC/ABS的韧性至关重要,特别在一些较长、较厚、较复杂的制件中,较易出现因相态失稳导致的韧性下降。而对于改善相态,除了选择合适的PC和ABS基材,添加反应型相容剂也是重要的手段。

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