ABS改性及其耐候性能分析

張爽

摘 要：ABS是一種性能良好的高分子材料，可用于制作合金、塑料制品或者是ABS號牌等。因其使用環境多要經受光照、高溫、風吹等，對其耐候性的要求比較高。本文采用納米粒子結合有機抗氧劑的辦法來進行ABS材料制備，并針對其耐候性進行了檢測，結果證明，利用納米粒子和有機抗氧劑的協同作用，能夠充分改良ABS的性能，提升其耐候性。

關鍵詞：ABS；性能改良；耐候性能

ABS是當前應用頻率較高的高分子材料，強度高、韌性大，并且易于加工和成型，適用于多個領域。但是其內在物質結構中的丁二烯極易受光照、氧化作用的影響，發生變色、老化的現象，需要借助一定的手段進行性能改良，以提升其使用價值。

1 ABS的基本介紹

ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它的分子式可以寫為（C8H8·C4H6·C3H3N）x，它是一種良性的高分子材料，具有韌性，可在溫度-25℃-60℃進行工作，抗腐蝕性強，易著色，并且可以與其他樹脂材料結合，形成全新的高性能材料。但是所有的高分子材料都會產生一定的老化，尤其是在高溫、光照等條件下易產生降解，進而出現硬性脆化的情況，影響其性能。傳統上，通過添加有機紫外線吸收劑或屏蔽劑來增強ABS材料的耐候性，但是這種方式的耐候性會隨著曝光時間的增加而逐漸失效，遠不能勝任當前ABS材料高使用時間、頻率的要求。因此，需要借助其他材料對其進行改性制備，提升其耐紫外線、耐氧化等性能。隨著復合型耐老化材料的使用，ABS的改性研究也進入到高分子納米級材料與其他抗氧劑結合的階段。

2 ABS改性實驗設計

2.1 實驗材料及實驗儀器

本文選用紫外線吸收效果良好的納米級氧化鋅（ZnO）、二氧化鈦（TiO2）結合工業用抗氧化劑四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯，以透明機ABS為主材料進行ABS改性材料制備。并選用拉力試驗機、沖擊試驗機等儀器進行耐候性實驗

2.2 實驗及試樣制備

本實驗采用固定份數的ABS進行制樣實驗。并使用雙螺旋桿擠出裝置，設定擠出溫度為200℃-220℃，采用同轉速（20r/min）進行樣粒切割，獲得基本樣粒后采用電熱恒溫鼓風干燥器進行樣粒恒溫干燥，干燥溫度控制在80℃，干燥時間為3小時。將干燥后的樣粒，使用塑料注塑成型機，保持穩定壓強和溫度下制取試驗樣條。

3 ABS改性試樣的耐候性試驗和分析

本次實驗主要針對改性ABS的四項性能進行試驗，分別是耐紫外線老化試驗、耐熱氧化老化試驗，耐沖擊試驗以及耐拉伸強度試驗。其中紫外線老化試驗和熱氧化試驗是耐沖擊試驗和耐拉伸試驗的前置試驗工作

3.1 試驗方式

將獲取的6組試樣分別放入試驗溫度為80℃的烘箱中，設定老化實驗時間為10天（240小時不間斷試驗）試驗終止后隔一天取出試樣。同樣將6組試樣放置于耐老化試驗機中，設定試驗溫度為45℃，持續4小時的紫外燈光照射后進行持續4小時的水淋操作。兩種模式采取不間斷的轉換方式，保持10天（240小時），試驗終止兩日后進行耐沖擊和耐拉伸試驗]。分別使用拉伸試驗機和沖擊試驗機進行力學性能試驗，拉伸試驗的樣條尺寸為115*10*4mm，沖擊試驗的樣條尺寸為80*10*4mm。所有的試驗參照國家標準進行。

3.2 試驗結果及分析

根據儀器的測驗結果來看，試樣一為未添加任何抗老化物質的樣本，其老化程度快于其他樣本。根據試驗中添加的二氧化鈦的粒子的大小不同，其對ABS的抗老化影響也有區別，添加了25nm的二氧化鈦粒子的ABS試樣在經過老化和拉伸、沖擊試驗后，其抗沖擊強度可以保持原有的70%左右，60nm的保持程度也在56%作用。表明二氧化鈦增強了材料對于紫外線光的吸收能力，能夠從一定 程度上延緩ABS的老化作用。當使用氧化鋅、二氧化鈦的復合改性材料時，試樣的抗沖擊強度提升至75%/58%。說明增加無機納米粒子后，兩種納米粒子產生了協同作用共同提升了材料的抗紫外線能力，延緩老化。但是改性后的材料的韌性下降，表示納米無機氧化物能夠提升ABS改性材料的耐老化能力，但是不能夠改善其韌性，當結合了抗氧劑后，其韌性有所提升，說明該種復合試樣的效果最佳，發揮了多種材料的協同抗老化作用，提升改性材料的耐候性。

4 結束語

隨著ABS的大量運用，對其耐候性的要求增強。傳統的添加有機紫外線吸收劑或紫外線屏蔽劑的方式受曝光時間的影響，會日漸降低并失效。采取無機納米粒子和有機抗氧劑結合的辦法對ABS進行改性，能夠彌補這一不足，提升ABS的耐候性。

參考文獻：

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