ABS/PVC合金改性及其复合材料的制备与性能研究

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ABS树脂具有良好的抗冲击性能、电学性能和加工性能,但阻燃性能较差且价格昂贵;PVC树脂具有优异的力学性能、阻燃性能且原料价格低廉,但加工性能和耐热性能一般。ABS和PVC都是应用广泛、综合性能优异的通用塑料,但是它们都有其各自的优缺点,且具有一定的互补性能,为了弥补这些缺陷以获得综合性能更加优异的材料,使其拥有更加广阔的应用前景,可以采用共混改性技术制成ABS/PVC合金,然后针对合金中某些性能上的不足和材料应用的需求进一步改性,以得到性能优异应用广泛的聚合物材料。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)将不同配比的ABS和PVC进行机械共混,热压成型制备出ABS/PVC合金,用万能力学试验机、悬臂梁冲击试验机、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、和差示扫描量热(DSC)分析测试样品的结构和性能,结果表明,随着ABS/PVC合金中PVC含量的增加,其拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率均有所提高,对于缺口冲击强度而言,随着ABS/PVC合金中PVC含量的增加,其缺口冲击强度呈先升高后降低的趋势,并且当PVC含量为30%时达到最大缺口冲击强度,为7.9kJ·m-2; ABS/PVC合金体系的耐热性能良好,且在PVC含量为10%-30%时微观混合均匀,相容性也较为优良。(2)通过机械共混将不同份数的CPE加入到ABS/PVC合金中,热压成型制备出ABS/PVC/CPE合金,用万能力学试验机、悬臂梁冲击试验机、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)分析测试样品的结构和性能,结果表明,随着CPE的加入,合金的拉伸性能有了一定程度上的下降,与此同时断裂伸长率得到了大副提高,提高幅度均超过100%;抗冲击强度也得到了大幅度的提高,平均提高幅度大于150%,赋予材料更加优异的性能,为材料的应用拓展了广阔的空间。 CPE的加入有利于改善两者的界面相容性和粘结力,同时随着CPE添加量的增加,体系的玻璃化温度有一定的提高,当CPE添加量为10%时,ABS/PVC/CPE共混合金的玻璃化温度达到108.9℃,比ABS/PVC合金基体的玻璃化温度略高,拓展了此合金材料的应用范围。(3)通过机械共混将不同份数的玻璃纤维加入到ABS/PVC合金中,热压成型制备出ABS/PVC/玻纤复合材料,用万能力学试验机、悬臂梁冲击试验机、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)分析测试样品的结构和性能,结果表明,ABS/PVC/玻璃纤维复合材料中玻璃纤维的添加,提高了ABS/PVC合金的拉伸强度,弹性模量和缺口冲击强度,在玻璃纤维添加量为10份时,拉伸强度和弹性模量达到最佳值,断裂伸长率随着玻璃纤维含量的增加而减小,材料的综合性能较为优异。使用硅烷偶联剂KH-550改性后的玻璃纤维与PVC/ABS合金基体有很好的粘接,可以很好地改善合金的力学性能和耐热性能,同时未改性的玻璃纤维表面与树脂基体有明显的缝隙,同基体的粘结效果较差,对材料的整体性能提升有限。
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