偶联剂对玻纤增强ABS复合材料性能的影响

　　关缧词偶联剂抗冲改性刑抗氧剂马来酸酐接枝ABS玻璃纤维增SABS ABS是用途广泛的热塑性工裎塑料，应用于机械、汽车、电子电气、仪器仪表、家用电器、军工等领域。玻璃纤维增强ABS复合材料具有良好的综合性能，强度高、刚性好、耐篼温、成型性好、尺寸稳定。

　　加人玻璃纤维可提高复合材料的热变形温度，降低材料的线胀系数和成型收缩率。随着我国加人世贸组织，汽车工业面临着严峻的挑战，迫切需要高性能的ABS材料。笔者在玻纤增强ABS的基础上，对偶联剂处理玻纤提高ABS的综合性能进行了研究，并对偶联剂的种类、用量，纤维的处理方法，以及马来酸酐接枝ABS（ABS-g-MAH）、抗冲改性剂、抗氧剂等对ABS复合材料性能的影响进行了探讨。

　　1实验部分主要原料玻璃纤维：E型无碱短切，天津玻璃纤维厂；偶联剂：KH抗氧剂：618，吉林石化分公司合成树脂厂；抗冲改性剂：EP-4051，美国杜邦公司。

　　设备与仪器械厂；高速混料机：50L，南京科亚公司；-2000-M型，台湾高铁股份有限公司；冲击强度测试仪：N0158型，日本三田精机公司；-RBT型，日本三田精机公司。

　　ABS复合材料制备工艺ABS复合材料制备工艺流程见。玻璃纤维+偶联一I ABS复合材料制备工艺流程图性能测试-1992进行测试。

　　2结果与讨论2.1偶联剂种类对复合材料性能的影响-550（y-氨基丙基三乙氧基烷）和KH-560对玻璃纤维进行表面处理。在玻璃纤维中，除了一Si――骨架以外，还分散着大小约1.5 ~20mn的碱金属或碱土金属等氧化物微粒，这些微粒吸水性较大，易在玻璃纤维表面吸附水分，这些水分会降低偶联剂的处理效果，使用前应将玻璃纤维在120烘箱中干燥2h，以除去吸附的水分。玻璃纤维经偶联剂处理后还应在80T下干燥4h，用来增加玻璃纤维与偶联剂的反应。玻璃纤维含量为表1是偶联剂种类对ABS复合材料性能的影响。由表1可以看出，不加偶联剂时复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度都较差，断裂伸长率较高。用KH-550处理玻璃纤维得到的复合材料的综合性能比用KH-560处理的好。

　　2.2玻璃纤维处理方法对复合材料性能的影响玻璃纤维的表面处理方法有三种：前处理法、后表1fl联剂种类对ABSft合材料性能的影鹆偶联剂种类拉伸强度/MPa冲击强度/km'2弯曲强度/MPa断裂伸长处理法和迁移法。笔者对比了后处理法和迁移法对材料性能的影响。后处理法是首先通过高温除去玻璃纤维表面的浸润剂，然后用偶联剂对玻璃纤维进行处理；迁移法是将偶联剂直接加入到树脂中，在共混过程中，在热的作用下使偶联剂向玻璃纤维表面迁移，从而达到偶联的作用。表2是玻璃纤维处理方法对ABS复合材料性能的影响。由表2可知，迁移法比后处理法效果差，这是由于迁移法中偶联剂可能没有很好地迁移到玻璃纤维表面上而未将玻璃纤维和ABS结合起来相比之下，后处理方法效果较好。

　　表2玻璃纤维处理方法对ABS复合材料性能的彩晌处理方法拉伸强度/冲击强度/弯曲强度/断裂伸长后处理法迁移法注：玻璃纤维已脱过表面浸润剂，含量为20%.偶联剂用量对复合材料性能的影响在玻璃纤维增强ABS复合材料中真正起到偶联作用的是偶联剂分子在玻璃纤维表面形成的单分子层，因此过多地添加偶联剂是不必要的。

　　ABS-g-MAH与偶联剂并用对复合材料性能的影响玻璃纤维增强ABS的力学性能很大程度上取决于ABS和玻璃纤维及偶联剂的粘接强度，如果通过反应挤出的方法在ABS上接枝极性更强的马来酸酐（MAH），则会大大地增加玻璃纤维与ABS的界面粘接强度。试验发现在体系中加人10%的ABS-g-MAH可使ABS复合材料的力学性能大幅度提高。并对比了加人偶联剂或将偶联剂与ABS-g-MAH并用对ABS复合材料力学性能的影响。表3偶联剂加人量/%将偶联剂用量对复合材料冲击强度的影响是ABS-g-MAH与偶联剂并用和偶联剂对复合材料性能的影响比较。由表3可知，加入10%的ABS-g-MAH与偶联剂并用使复合材料的力学性能有一定的提高，对材料的MFR影响较小，优于只加人偶联剂的材料。

　　表3ABS-gMAH与俱联剂并用和供联剂对复合材料性能的影晌项目5%偶联剂冲击强度/U拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/MPa注：玻璃纤维含量为20%.抗冲改性剂对复合材料性能的影响是抗冲改性剂对ABS复合材料冲击强度和拉伸强度的影响。通常，当玻璃纤维含量超过20%时，材料的冲击强度会大幅度降低，其脆性增加，此时尽管拉伸强度较篼，但材料的韧性较差。加人2%的抗冲改性剂EP4051后即使玻璃纤维含量为20%和30%，复合材料的冲击强度仍得以提高，分别为90k/m2、78k/m2左右，而拉伸强度下降较小（见），此时材料的综合性能较好。

　　抗氧剂对复合材料性能的影响ABS中有大量的丁二烯双键极易被氧化，因而它的热稳定性较差，在生产ABS过程中已加人了少量的抗氧剂。但是在制备玻璃纤维增强ABS复合材料过程中，还要经历共混改性，且共混温度要高出ABS加工温度10 ~20C，这样会引起ABS的热氧化降解，使复合材料的性能下降。因此，在制备玻璃纤维增强ABS时，必须补加适量的抗氧剂，以防止ABS过早老化降解，影响材料的使用寿命。

　　试验中选用的抗氧剂为618（二硬酯基季戊四醇二亚磷酸酯），此类抗氧剂对于聚合物的储存及加工时的热氧化有显著的抑制作用。

　　示出抗氧剂对ABS复合材料MFR和冲击强度的影响和复合材料经过5次挤出后MFR和冲击强度的变化。由可知，不加抗氧剂时，复合材料经过多次挤出后MFR大幅度上升，冲击强度大幅度下降，此过程中，聚丁二烯的不饱和双键被氧化和发生断裂，导致材料的MFR升高，冲击强度降低；加入0.05%的抗氧剂后，复合材料经过3次挤出后，MFR上升了约10%（不加抗氧剂时MFR约上升20%），冲击强度仅F降5 k/V（不加抗氧剂时冲击强度约下降10W/m2）。

　　3结论偶联剂可以提高玻璃纤维增强ABS复合材料的力学性能。1，5%的KH-500偶联剂与10%的ABS-g-MAH并用可以大幅度提高材料的力学性能。

　　加人0.05%抗氧剂和2%的抗冲改性剂可以改善复合材料的性能。

　　越南塑料工业增势良好近几年来，越南加大了对塑料工业的投入，发展速度明显加快。特别是1995年以来，越南提出了鼓励优先从塑料原料、塑料加工等8个方面发展的政策。从1998-2001年，越南在塑料工业共投人约18.9亿美元，其中对塑料原料领域的投入达5.03亿美元，占26.59%.越南在塑料工业的投人促使越南塑料产量和人均消费量增长加快。近几年该国塑料产量增长均超过20%，1999年和2000年增长更是高达约25%，越南未来塑料需求量也在不断加大。据预测，到2004年越南塑料需求将达到约180万t，增长迅猛。而其它亚洲国家，如泰国、印度尼西亚需求量大于越南，但增速相比越南要小。在东南亚市场上，包装市场将成为需求量最大的领域。2004年包装用塑料将突破300万t，其次为建材、通用产品、电气制造和家用器皿等。（化信）