MBS树脂胶含量对PC/MBS合金性能影响

谢丰鸣，吴志朋

(山东万达化工有限公司，山东 东营 257000)

PC/MBS合金是以PC和MBS为主要原料的一种重要的工程塑料，这种合金具备有PC与MBS两者的优良性能：一方面拥有PC树脂一般良好的尺寸稳定性、力学性能以及优秀的耐热性能，在另一个方面同时还拥有了MBS树脂一般良好的加工流动性以及抗冲击性能。PC/MBS合金可以用作汽车装饰件及照相机材料、手机材料等。

PC与MBS二者共混，可以形成合金。MBS结构是一种橡塑两相结构体系，橡胶相的PB作为分散相分布在树脂SAN连续相中。溶解度参数变化 ：PC/SAN 为 Δδ=0.20(cal·cm-3)1/2，PC/PB 为Δδ=1.85(cal·cm-3)1/2，可见，PC/MBS 合金中 PC/PB很难相容，PC/SAN是可以相容的。而且，SAN中AN含量影响PC与SAN间相互作用。本文研究PC/MBS配比为 40/60、60/40、80/20时，MBS树脂橡胶含量变化对合金力性能的影响。

1 实验部分

1.1 原材料

MBS接枝共聚物，实验室自制；聚碳酸酯PC-0110，宁波浙铁大风化工有限公司；丙烯腈-苯乙烯共聚物SAN-80HF，宁波乐金甬兴化工有限公司；抗氧剂168和抗氧剂1010，瑞士汽巴化学有限公司。

1.2 仪器与设备

双螺杆挤出机，ZSE-34型，德国莱斯公司；高速混合器，GRH-100型，红旗塑料机械厂；注塑机，SZ-68/40型，柳州塑料机械厂；冲击试验仪，XJU-5.5型，承德金建检测仪器有限公司；熔体流动速率(MFR)仪，SWO556型，德国Haake公司；热变形温度(HDT)测试仪，MP3型，意大利ATS FAAR公司；万能材料试验机，Instron型，美国 Instron公司。

1.3 PC/MBS合金试样制备

第一步：采用种子乳液聚合方法合成MBS接枝共聚物；再将MBS接枝共聚物与SAN按不同配比进行挤出造粒，制备出胶含量分别为8%、18%、28%、38%和48%的MBS树脂。

第二步：将烘干的MBS树脂、PC、其他助剂混合，按照PC/MBS配比为45/55、55/45、75/25，采用双螺杆挤出机在210～230℃共混挤出造粒，在240～260℃注塑制样。

注意：注塑后的试样需放置24 h及以上后再进行测试。

1.4 性能测试

熔体流动速率按照GB/T3682—2000进行测试，温度260℃，负荷3.8 kg。

维卡软化温度按照GB/T1633—2000进行测试，负荷50 N，升温速率50℃/h。

拉伸性能按照GB/T1040.2—2006进行测试。拉伸速率50 mm/min；哑铃形试样，试样宽度10 mm，厚度4 mm。

冲击强度按照GB/T1843—2008进行测试。样条尺寸80 mm×10 mm×4 mm，缺口宽2 mm，摆锤能量2.75 J。

2 结果与讨论

2.1 MBS树脂橡胶含量对PC/MBS合金冲击性能的影响

PC与不同橡胶含量的MBS树脂按照45/55、55/45、75/25比例共混，制备出PC/MBS合金。从图1可以看到，当MBS树脂橡胶含量为5%～30%时，PC/MBS合金的冲击强度呈现不断增大的趋势；当MBS树脂橡胶含量在30%～50%时，PC/MBS合金的冲击强度呈下降趋势。此外，在MBS树脂橡胶含量相同的条件下，PC/MBS合金的冲击强度随着PC用量的增大而增大。

图1 MBS树脂橡胶含量对PC/MBS合金冲击性能的影响

PC具有一定的韧性，符合银纹-剪切带增韧机理。当MBS树脂橡胶含量为5%～30%时，协同增韧效果显著。在受到外界冲击时，橡胶粒子的存在，不仅可以诱导银纹和剪切带的产生，还消耗外界作用的冲击能；可以有效终止银纹发展成裂纹，使PC/MBS合金抵抗冲击破坏的能力变强。随着MBS树脂胶含量的增加，受到冲击时，大量的银纹产生，不能及时被终止的银纹，易发展成裂纹，PC/MBS合金的冲击强度呈下降趋势。

2.2 MBS树脂橡胶含量对PC/MBS合金拉伸性能的影响

从图2可以看出，一定组成的PC/MBS合金，随着MBS树脂橡胶含量的增加，PC/MBS合金的拉伸强度不断下降；在MBS树脂橡胶含量相同时，PC/MBS合金的拉伸强度随PC用量的增加而增加。

图2 MBS树脂橡胶含量对PC/MBS合金拉伸性能的影响

PC与MBS树脂相容性较好，可以形成均匀的共混体系，界面结合良好。但是，MBS自身的拉伸强度不及PC树脂，MBS树脂橡胶含量越高，其拉伸强度越低，所以，MBS树脂的加入及其橡胶含量的增加，都起着降低PC/MBS合金的拉伸强度的作用。

2.3 MBS橡胶含量对PC/MBS合金的熔体流动速率的影响

从图3可以看出，随着MBS树脂橡胶含量的增加，三种不同配比的PC/MBS合金的熔体流动速率都呈现出了下降的趋势。并且，当MBS所占的组分越大的情况下，合金熔体流动速率下降的速度就越快。出现这种情况的原因就在于MBS树脂的熔体流动速率会伴随着其橡胶含量的增加而快速的降低，含有比较少橡胶粒子的MBS树脂的熔体流动速率与PC相比要高，但是如果MBS含有较多的橡胶粒子，那么其熔体流动速率就会低于PC。从图3可见，塑化开始时，MBS树脂橡胶含量较低，可以改善PC的流动性；MBS树脂占PC/MBS合金的比例越大，改善越明显，即在MBS树脂橡胶含量在18%以内，合金的熔体流动速率从大到小按PC/MBS=45/55、PC/MBS=55/45、PC/MBS=75/25的顺序变化；塑化后期，MBS树脂橡胶含量较高，对PC流动性的改善起反作用，MBS树脂占PC/MBS合金的比例越大，反作用越明显，即在MBS树脂橡胶含量在38%以上时，合金的熔体流动速率从大到小按PC/MBS=75/25、PC/MBS=55/45、PC/MBS=45/55的顺序变化；塑化中期，出现交错。

2.4 MBS橡胶含量对PC/MBS合金维卡软化温度的影响。

从图4可以看出，三种不同配比组成的PC/MBS合金的维卡软化温度随MBS树脂的橡胶含量增加而下降；在MBS树脂橡胶含量一定时，PC/MBS合金的维卡软化温度随PC合金用量的增加而增大。这是因为，MBS树脂的加入及其橡胶含量的增加使PC/MBS合金的刚性降低，刚性的下降伴随着熔融熵的增加，进而降低维卡软化温度。

图3 MBS橡胶含量对PC/MBS合金的熔体流动速率的影响

图4 MBS树脂橡胶含量对PC/MBS合金维卡软化温度的影响

3 结论

（1）当MBS树脂橡胶含量一定时，随MBS用量的增加，PC/MBS合金的冲击强度、拉伸强度和维卡软化温度均下降。

（2）当MBS树脂橡胶含量在18%以内，PC/MBS合金的熔体流动速率随MBS含量的增加而增大；在MBS树脂橡胶含量达到38%后，PC/MBS合金的熔体流动速率随MBS组分的增加而降低。

（3）当PC/MBS合金的组成一定时，随着MBS树脂胶橡胶含量的增加，PC/MBS合金的拉伸强度、熔体流动速率和维卡软化点均呈现下降趋势。

（4）当PC/MBS合金的组成一定时，在MBS树脂橡胶含量在28%时，PC/MBS合金的冲击强度随橡胶含量的增大而增大；当MBS树脂橡胶含量大于28%时，合金的冲击强度呈下降趋势，下降幅度不大。

（5）研究表明：不论合金的组成，橡胶含量为28%的MBS树脂可以很好地提高PC/MBS合金的冲击强度。

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