ABS树脂增韧研究进展

姚姗姗+吕福成+庞青青

摘 要：探讨了不同种类、不同含量的增韧剂对制备ABS复合材料力学性能的影响。结果表明，加入一定含量的增韧剂，可以提高ABS树脂的力学性能，不同种类的增韧剂其增韧机理不同。

关键词：ABS树脂；复合材料；增韧

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.045

0 引言

ABS是目前应用最广泛的一种三元接枝大分子热塑性树脂，独特的化学结构使得ABS不仅具有聚丙烯腈的优良性能，如耐腐蚀性、耐油性和强的着色能力，聚丁二烯链的耐寒性和柔韧性，还有聚苯乙烯的优良性能，如光泽性和加工特性[1]。通过改变ABS三种组分的比例，可以适当提高ABS的某一性能（如通用型、高抗冲型）。通用塑料中ABS组分比为：丙烯腈 ：丁二烯：苯乙烯 =（10%～30%）：（10%～30%）：（30%～60%）。加工过程中，通常根据所得的制品性能需求来调节ABS中各组分的比例。因此，ABS材料应用非常广泛，如包装材料、家用电器、汽车零部件等。ABS具有良好的力学性能和可二次加工性能，成为最重要的加工原料之一。但是ABS也有一定的缺点，如拉伸强度较低、热变形温度较差等，限制了其使用范围。为了改善ABS存在的性能问题以及扩大ABS的应用领域，科学工作者开始探索各种技术和方法，对ABS进行以改性制备复合材料。本文通过讨论加入不同增韧剂的方法，研究不同种类的填料对于ABS性能的影响，从而寻找能更好地改善ABS力学性能的方法。

1 弹性体增韧ABS树脂

弹性体是一种很好的改性材料，改变弹性体的配比、尺寸、分散性、交联度、界面相容性等都会对ABS的增韧效果产生影响。其中，对材料力学性能影响最为明显的是弹性体的含量、尺寸以及结构。例如，弹性体的含量为15%时，可明显提高脆性塑料的冲击强度（高达几十倍）。

查留锋[2]采用熔融共混法制备了醋酸乙烯酯-马来酸酐接枝共聚物/ABS复合材料，从实验结果得出，加入少量醋酸乙烯酯-马来酸酐接枝共聚物，复合材料的冲击强度与纯ABS相比提高了43%。主要增韧机理是，材料受力时，产生银纹，从而弹性体上的点应力传递为整个颗粒表面的面应力。

兰浩等[3]将不同种类的弹性体添加入到ABS/PC体系制备复合材料。从实验结果得出，当弹性体在添加量分别为5%、4%、3%时，三种马来酸酐接枝共聚物（马来酸酐接枝LLDPE、马来酸酐接枝 ABS、马来酸酐接枝PS）的复合材料的冲击韧性分别达到最大值。

2 无机颗粒增韧ABS树脂

传统以弹性体增韧聚合物基体时，通常会降低复合材料的强度。为克服这一缺陷，国内外学者探索用非弹性体增韧聚合物的思想。其中，无机颗粒改性ABS树脂，在提高基体韧性的同时，又不会降低材料的强度。

张雪琴[4]制备出纳米碳酸钙/ABS复合微粒并进行研究，通过探索增韧机理来说明纳米碳酸钙的加入对复合材料力学性能的影响。从实验结果得出，纳米碳酸钙在ABS基体中分散状态良好，并与基体有较好的界面相容性。因而，材料发生断裂时，复合微粒吸收了大量的能量，提高了材料的力学性能。当纳米碳酸钙的含量为3wt%时，复合材料的冲击强度达到最大值。

裘择明[5]通过加入不同含量的超细碳酸钙制备出超细碳酸钙/PVC/ABS三元体系复合材料。从验结果得出，当超细碳酸钙的含量为15wt%时，超细碳酸钙/PVC/ABS三元体系复合材料的韧性与PVC/ABS二元体系相比提高了2～3倍。

3 纤维增韧ABS树脂

纤维增韧ABS树脂，主要包括：基体增韧、界面增韧和纤维混杂增韧。在制备过程中，主要通过改变纤维的含量、长径比以及纤维与树脂之间的界面相容性等问题，来达到增韧效果，从而提高纤维/ABS复合材料的力学性能。

张祺鑫[6]采用共混法制备出短切碳纤维/ABS复合材料。从实验结果得出，在复合材料中短切碳纤维含量为10wt%时，材料的加工性能被明显改善；短切碳纤维的含量为30wt%时， 材料拉伸强度被明显提高。随着复合材料中短切碳纤维含量逐渐增加，tanδ峰右移，说明短切碳纤维对材料的使用温度和力学性能有很大影响。

陈桂兰等[7]采用共混法制备出玻璃纤维/苯乙烯-马来酸酐共聚物/环氧树脂复配的相容剂/ABS四元体系复合材料。复合材料在制备过程中没有产生“浮纤”现象，而且制品具有良好的表面光滑性，良好的热性能、力学性能以及可加工性。

贺金秋[8]采用熔融共混法通过加入不同种类、不同含量的添加剂制备出不同的复合材料。对材料进行力学性能检测（拉伸、弯曲和冲击），从实验结果得出，当添加剂含量分别为相容剂：增韧剂：玄武岩纤维 = 5wt% ：10wt% ：20wt% 时，玄武岩纤维/ABS复合材料的力学性能最佳，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达到最大值。

4 展望

ABS树脂是一种具有柔性链和刚性链的特殊三元接枝分子结构，在宏观能上可同时表现为韧性、刚性的力学性能。ABS树脂具有良好的耐低温性能和着色加工性能，可广泛应用于生活的各个领域有。随着对材料使用要求的日益苛刻，对ABS在特殊领域所需要的性能提出了更好的要求。本文针对不同增韧剂种类对ABS复合材料做出了阐述，可为相关的复合材料研究提供一些方法。但实验的结果还需要进一步验证，对于不同方法改性ABS树脂也需要更深入的探索。

参考文献：

[1]于志省.ABS树脂研究进展[J].高分子通报，2012（05）：40-46.

[2]查留锋，毋伟，陈建峰等.EVA-g-MAH和改性纳米碳酸钙增韧PC/ABS合金的研究[J].北京化工大学学报（自然科学版），2007（04）：409-413.

[3]兰浩，周琨生，方年生.相容剂对PC/ABS合金性能的影响[J].中国塑料，2004（08）：55-57.

[4]张雪琴，毋伟，曾晓飞，俞江华，陈建峰.纳米CaCO3复合微粒对ABS性能的影响[J].高分子材料科学与工程，2006（01）：107-110.

[5]裘怿明，吴其晔，汤海波.超细碳酸钙对PVC/ABS二元体系增韧改性的探讨[J].青岛化工学院学报，1994（04）：329-333.

[6]张祺鑫.连续碳纤维增强ABS及其合金[D].北京化工大学，2012.

[7]陈桂兰，罗伟东，陈勇.短玻璃纤维增强ABS复合材料的性能研究[J].中国塑料，2002，16（05）：30-33.

[8]贺金秋.玄武岩纤维/ABS树脂共混物的制备与性能研究[D].哈尔滨工业大学，2014.

*为通讯作者endprint