ABS 耐热性及耐老化性能研究
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• 分为乳液法、乳液悬浮法、本体悬浮法、乳液本体法和连续本体法 接枝法 • 流程长、能耗高、生产的产品范围较窄，产品性能有一定的局限性 • 当前主要生产方法 • 工艺相对简单、产品纯度较高、产品性能较好
接 枝 掺合法
1.3 ABS的应用
1.4 ABS特点
优点 良好刚性 较好韧性 较高强度 较好加工流动性
PMI含量与维卡软化点关系曲线
一般来说，化学改性方法成本较低；其缺点是潜力不大，耐热温度提高不多，而 且实践起来难度较大 。实际生产中应用较少。
2.3 添加无机填料的方法进行改性
用玻纤、无机颗粒等填料进行增强，其优点是在耐热温度提高的同时，弯曲强度和 模量大幅提高，其缺点是降低了冲击性能并造成表面光洁度的下降。 2.3.1 采用玻纤进行改性
缺点 耐热性差 耐候性差 阻燃较差
二、耐热性的研究
2.1 ABS耐热性及改善方法
ABS为无定型的聚合物。导致ABS热变形温度仅为90℃左右，大大限制了其应用。 在使用时常用其他方法进行改性。
添加无机 填料法
化学改性 法
ABS耐 热性提 高
物理共混 法
2.2 化学改性法提高ABS热性能
2.2.1 ABS化学改性法探讨 化学法提高ABS耐热性，一是增加聚合物分子间的作用力，二是降低熔融熵。前者 可在分子结构中引入相互作用力强的极性基，后者主要是提高分子的刚性, 高分子 树脂的玻璃化温度 链上引入庞大侧基和熔化前后形态变化小的 结构。一般是采用耐热性好的单体进行共聚。。
产品中α-MS的含量占了一半。耐热ABS 的Tg有了较大的提高。说明α-MS的共聚 可以提高ABS耐热性。
图1 乳液接枝共混法制备耐热 ABS流程示意图
郭秀春. 耐热 ABS 树脂的制备及其应用[J]. 现代塑料加工应用, 1991, 3(3): 13-13.
2.2.3 MAH接枝ABS
以二叔丁基过氧化物（DTBP）为引发剂，在反应型双螺杆挤出机中进行ABS接枝 马来酸酐。
纯ABS
纯 ABS 的热变形温度和玻璃化转变 温度均要大于接枝后的物质，说明 了MAH接枝ABS会降低其热性能。 可能是ABS分子链上接枝 了MAH短 支链以后导致自由体积的增加，分 子链运 动相对容易，因此分子链可Fra Baidu bibliotek以在较低的温度下发生单元的运动 和变形。
MAH接枝ABS和纯ABS的热变形温度
玻璃纤维增强ABS复合材料是以ABS树脂为主体，加入适量经过偶联剂处理的玻璃 纤维并采用双螺杆挤出机而制得的一种新型复合材料。
ABS/GF合金性质
加入玻纤能起到增强作用，但会很大程度下减小其 冲击强度。耐热性能提高不大。电镜显示两者两者 的相容性不好，所以由此导致了界面粘合力不够。
田明, 李齐方, 张立群,等. 共混型高 耐热ABS合金的研制[J]. 高分子材料 科学与工程, 2001, 17(03):157-159.
ABS结构
刚性和耐药 品性 （15~35%） 抗冲击性能 （5~30%）
光泽性和加工 流动性 （40~60%）
1.2 ABS的合成
• 分为胶乳掺合法和固体掺合法 掺合法 • 生产工艺简单、成本低廉,但产品性能低下、加工困难 • 产品的物理、机械性能和加工性能较好 联用法 • 需两套工艺设备,生产过程较为复杂
ABS/GF/SMA混合体系性能
加入极性的 SMA 后，体系的相容性 得到了明显的改善，冲击强度有较 大的提高，耐热性基本不变。
加入玻纤对其耐热性提高不是很大， 但可以提高拉伸强度，在实际共混 时，需要加入相容剂改善性能。
加入SMA前后电镜对比图
2.3.2 采用蒙脱土进行改性 经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料 行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气 体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。 在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加。
ABS 耐热性及耐老化性能研究
目录
一
二
ABS简介 耐热性研究 耐老化性研究 总结
三 四
一、ABS简介
1.1 ABS结构
ABS（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer）：丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成 的三元共聚物。通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛 的通用塑料之一。
不同耐热剂耐热效果的比较
采用 α-MS 和 NPMI 进行共聚，可以使 得 ABS 的耐热性得到提高。随着单体 用量增加，耐热温度变高。
2.2.2 采用α-MS进行共聚
将ABS接枝液和α-MS-AN乳液以不同比例混合后进行凝聚，洗涤，脱水和干燥， 制得不同含胶量的耐热ABS。
α-MS-AN共聚物 、ABS接枝物 、 耐热 ABS和通用级ABS的Tg
提高极性单体的比例可以提高ABS的耐热性。 橡胶含量过高时，ABS树脂耐热性能会变得 很差。
李东海, 李勇. 耐热级 ABS 树脂的研制[J]. 材料 开发与应用, 2009 (5): 49-51.
不同混料工艺对耐热ABS的耐热性影响
一步共混法的热变形温度要比粉粒共 混法高,这主要得益于粉料混合挤出时 混合均匀 , 材料塑化良好, 熔体能得到 很好的融合。 耐热性单体共聚可以提高 ABS 的耐热 温度，目前最常用的改性单体 α-MS和 MAH、PMI。
PMI 含量越高，则其维卡软化温度越高，说 明了PMI是一种高效的耐热改性组分 ,在材料 中每增加1份 ,可使维卡软化点提高23℃。说 明PMI的共聚可以提高ABS的耐热温度。
赵新刚, 于振环, 李树丰, 等. 耐热型 ABS 共聚物 的研制 [J]. 化工新型材料, 2004, 32(5): 33-35.
0号样和2号样的DSC曲线
T
朱兆奇 , 刘慧 . 马来酸酐接枝 ABS 及其性能研究 [J]. 工程塑 料应用, 1996, 24(1): 4-7.
2.2.4 采用NPMI进行改性 苯乙烯、丙烯腈、N-苯基马来酰亚胺为共聚单体，将N-苯基马来酰亚胺在苯乙烯 和丙烯腈中溶解制成溶液 。采用乳液聚合成聚合物。
接 枝 掺合法
1.3 ABS的应用
1.4 ABS特点
优点 良好刚性 较好韧性 较高强度 较好加工流动性
PMI含量与维卡软化点关系曲线
一般来说，化学改性方法成本较低；其缺点是潜力不大，耐热温度提高不多，而 且实践起来难度较大 。实际生产中应用较少。
2.3 添加无机填料的方法进行改性
用玻纤、无机颗粒等填料进行增强，其优点是在耐热温度提高的同时，弯曲强度和 模量大幅提高，其缺点是降低了冲击性能并造成表面光洁度的下降。 2.3.1 采用玻纤进行改性
缺点 耐热性差 耐候性差 阻燃较差
二、耐热性的研究
2.1 ABS耐热性及改善方法
ABS为无定型的聚合物。导致ABS热变形温度仅为90℃左右，大大限制了其应用。 在使用时常用其他方法进行改性。
添加无机 填料法
化学改性 法
ABS耐 热性提 高
物理共混 法
2.2 化学改性法提高ABS热性能
2.2.1 ABS化学改性法探讨 化学法提高ABS耐热性，一是增加聚合物分子间的作用力，二是降低熔融熵。前者 可在分子结构中引入相互作用力强的极性基，后者主要是提高分子的刚性, 高分子 树脂的玻璃化温度 链上引入庞大侧基和熔化前后形态变化小的 结构。一般是采用耐热性好的单体进行共聚。。
产品中α-MS的含量占了一半。耐热ABS 的Tg有了较大的提高。说明α-MS的共聚 可以提高ABS耐热性。
图1 乳液接枝共混法制备耐热 ABS流程示意图
郭秀春. 耐热 ABS 树脂的制备及其应用[J]. 现代塑料加工应用, 1991, 3(3): 13-13.
2.2.3 MAH接枝ABS
以二叔丁基过氧化物（DTBP）为引发剂，在反应型双螺杆挤出机中进行ABS接枝 马来酸酐。
纯ABS
纯 ABS 的热变形温度和玻璃化转变 温度均要大于接枝后的物质，说明 了MAH接枝ABS会降低其热性能。 可能是ABS分子链上接枝 了MAH短 支链以后导致自由体积的增加，分 子链运 动相对容易，因此分子链可Fra Baidu bibliotek以在较低的温度下发生单元的运动 和变形。
MAH接枝ABS和纯ABS的热变形温度
玻璃纤维增强ABS复合材料是以ABS树脂为主体，加入适量经过偶联剂处理的玻璃 纤维并采用双螺杆挤出机而制得的一种新型复合材料。
ABS/GF合金性质
加入玻纤能起到增强作用，但会很大程度下减小其 冲击强度。耐热性能提高不大。电镜显示两者两者 的相容性不好，所以由此导致了界面粘合力不够。
田明, 李齐方, 张立群,等. 共混型高 耐热ABS合金的研制[J]. 高分子材料 科学与工程, 2001, 17(03):157-159.
ABS结构
刚性和耐药 品性 （15~35%） 抗冲击性能 （5~30%）
光泽性和加工 流动性 （40~60%）
1.2 ABS的合成
• 分为胶乳掺合法和固体掺合法 掺合法 • 生产工艺简单、成本低廉,但产品性能低下、加工困难 • 产品的物理、机械性能和加工性能较好 联用法 • 需两套工艺设备,生产过程较为复杂
ABS/GF/SMA混合体系性能
加入极性的 SMA 后，体系的相容性 得到了明显的改善，冲击强度有较 大的提高，耐热性基本不变。
加入玻纤对其耐热性提高不是很大， 但可以提高拉伸强度，在实际共混 时，需要加入相容剂改善性能。
加入SMA前后电镜对比图
2.3.2 采用蒙脱土进行改性 经改性的蒙脱土具有很强的吸附能力，良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料 行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气 体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。 在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加。
ABS 耐热性及耐老化性能研究
目录
一
二
ABS简介 耐热性研究 耐老化性研究 总结
三 四
一、ABS简介
1.1 ABS结构
ABS（acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer）：丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成 的三元共聚物。通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛 的通用塑料之一。
不同耐热剂耐热效果的比较
采用 α-MS 和 NPMI 进行共聚，可以使 得 ABS 的耐热性得到提高。随着单体 用量增加，耐热温度变高。
2.2.2 采用α-MS进行共聚
将ABS接枝液和α-MS-AN乳液以不同比例混合后进行凝聚，洗涤，脱水和干燥， 制得不同含胶量的耐热ABS。
α-MS-AN共聚物 、ABS接枝物 、 耐热 ABS和通用级ABS的Tg
提高极性单体的比例可以提高ABS的耐热性。 橡胶含量过高时，ABS树脂耐热性能会变得 很差。
李东海, 李勇. 耐热级 ABS 树脂的研制[J]. 材料 开发与应用, 2009 (5): 49-51.
不同混料工艺对耐热ABS的耐热性影响
一步共混法的热变形温度要比粉粒共 混法高,这主要得益于粉料混合挤出时 混合均匀 , 材料塑化良好, 熔体能得到 很好的融合。 耐热性单体共聚可以提高 ABS 的耐热 温度，目前最常用的改性单体 α-MS和 MAH、PMI。
PMI 含量越高，则其维卡软化温度越高，说 明了PMI是一种高效的耐热改性组分 ,在材料 中每增加1份 ,可使维卡软化点提高23℃。说 明PMI的共聚可以提高ABS的耐热温度。
赵新刚, 于振环, 李树丰, 等. 耐热型 ABS 共聚物 的研制 [J]. 化工新型材料, 2004, 32(5): 33-35.
0号样和2号样的DSC曲线
T
朱兆奇 , 刘慧 . 马来酸酐接枝 ABS 及其性能研究 [J]. 工程塑 料应用, 1996, 24(1): 4-7.
2.2.4 采用NPMI进行改性 苯乙烯、丙烯腈、N-苯基马来酰亚胺为共聚单体，将N-苯基马来酰亚胺在苯乙烯 和丙烯腈中溶解制成溶液 。采用乳液聚合成聚合物。