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(hào)牌等。因其使用環(huán)境多要經(jīng)受光照、高溫、風(fēng)吹等，對(duì)其耐候性的要求比較高。本文采用納米粒子結(jié)合有機(jī)抗氧劑的辦法來(lái)進(jìn)行ABS材料制備，并針對(duì)其耐候性進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果證明，利用納米粒子和有機(jī)抗氧劑的協(xié)同作用，能夠充分改良ABS的性能，提升其耐候性。

關(guān)鍵詞：ABS；性能改良；耐候性能

ABS是當(dāng)前應(yīng)用頻率較高的高分子材料，強(qiáng)度高、韌性大，并且易于加工和成型，適用于多個(gè)領(lǐng)域。但是其內(nèi)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的丁二烯極易受光照、氧化作用的影響，發(fā)生變色、老化的現(xiàn)象，需要借助一定的手段進(jìn)行性能改良，以提升其使用價(jià)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(xiě)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(jìn)行工作，抗腐蝕性強(qiáng)，易著色，并且可以與其他樹(shù)脂材料結(jié)合，形成全新的高性能材料。但是所有的高分子材料都會(huì)產(chǎn)生一定的老化，尤其是在高溫、光照等條件下易產(chǎn)生降解，進(jìn)而出現(xiàn)硬性脆化的情況，影響其性能。傳統(tǒng)上，通過(guò)添加有機(jī)紫外線(xiàn)吸收劑或屏蔽劑來(lái)增強(qiáng)ABS材料的耐候性，但是這種方式的耐候性會(huì)隨著曝光時(shí)間的增加而逐漸失效，遠(yuǎn)不能勝任當(dāng)前ABS材料高使用時(shí)間、頻率的要求。因此，需要借助其他材料對(duì)其進(jìn)行改性制備，提升其耐紫外線(xiàn)、耐氧化等性能。隨著復(fù)合型耐老化材料的使用，ABS的改性研究也進(jìn)入到高分子納米級(jí)材料與其他抗氧劑結(jié)合的階段。

2 ABS改性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)儀器

本文選用紫外線(xiàn)吸收效果良好的納米級(jí)氧化鋅（ZnO）、二氧化鈦（TiO2）結(jié)合工業(yè)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(jī)ABS為主材料進(jìn)行ABS改性材料制備。并選用拉力試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)等儀器進(jìn)行耐候性實(shí)驗(yàn)

2.2 實(shí)驗(yàn)及試樣制備

本實(shí)驗(yàn)采用固定份數(shù)的ABS進(jìn)行制樣實(shí)驗(yàn)。并使用雙螺旋桿擠出裝置，設(shè)定擠出溫度為200℃-220℃，采用同轉(zhuǎn)速（20r/min）進(jìn)行樣粒切割，獲得基本樣粒后采用電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器進(jìn)行樣粒恒溫干燥，干燥溫度控制在80℃，干燥時(shí)間為3小時(shí)。將干燥后的樣粒，使用塑料注塑成型機(jī)，保持穩(wěn)定壓強(qiáng)和溫度下制取試驗(yàn)樣條。

3 ABS改性試樣的耐候性試驗(yàn)和分析

本次實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)改性ABS的四項(xiàng)性能進(jìn)行試驗(yàn)，分別是耐紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)、耐熱氧化老化試驗(yàn)，耐沖擊試驗(yàn)以及耐拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。其中紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)和熱氧化試驗(yàn)是耐沖擊試驗(yàn)和耐拉伸試驗(yàn)的前置試驗(yàn)工作

3.1 試驗(yàn)方式

將獲取的6組試樣分別放入試驗(yàn)溫度為80℃的烘箱中，設(shè)定老化實(shí)驗(yàn)時(shí)間為10天（240小時(shí)不間斷試驗(yàn)）試驗(yàn)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(yàn)機(jī)中，設(shè)定試驗(yàn)溫度為45℃，持續(xù)4小時(shí)的紫外燈光照射后進(jìn)行持續(xù)4小時(shí)的水淋操作。兩種模式采取不間斷的轉(zhuǎn)換方式，保持10天（240小時(shí)），試驗(yàn)終止兩日后進(jìn)行耐沖擊和耐拉伸試驗(yàn)]。分別使用拉伸試驗(yàn)機(jī)和沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，拉伸試驗(yàn)的樣條尺寸為115*10*4mm，沖擊試驗(yàn)的樣條尺寸為80*10*4mm。所有的試驗(yàn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)儀器的測(cè)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，試樣一為未添加任何抗老化物質(zhì)的樣本，其老化程度快于其他樣本。根據(jù)試驗(yàn)中添加的二氧化鈦的粒子的大小不同，其對(duì)ABS的抗老化影響也有區(qū)別，添加了25nm的二氧化鈦粒子的ABS試樣在經(jīng)過(guò)老化和拉伸、沖擊試驗(yàn)后，其抗沖擊強(qiáng)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(qiáng)了材料對(duì)于紫外線(xiàn)光的吸收能力，能夠從一定 程度上延緩ABS的老化作用。當(dāng)使用氧化鋅、二氧化鈦的復(fù)合改性材料時(shí)，試樣的抗沖擊強(qiáng)度提升至75%/58%。說(shuō)明增加無(wú)機(jī)納米粒子后，兩種納米粒子產(chǎn)生了協(xié)同作用共同提升了材料的抗紫外線(xiàn)能力，延緩老化。但是改性后的材料的韌性下降，表示納米無(wú)機(jī)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(dāng)結(jié)合了抗氧劑后，其韌性有所提升，說(shuō)明該種復(fù)合試樣的效果最佳，發(fā)揮了多種材料的協(xié)同抗老化作用，提升改性材料的耐候性。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著ABS的大量運(yùn)用，對(duì)其耐候性的要求增強(qiáng)。傳統(tǒng)的添加有機(jī)紫外線(xiàn)吸收劑或紫外線(xiàn)屏蔽劑的方式受曝光時(shí)間的影響，會(huì)日漸降低并失效。采取無(wú)機(jī)納米粒子和有機(jī)抗氧劑結(jié)合的辦法對(duì)ABS進(jìn)行改性，能夠彌補(bǔ)這一不足，提升ABS的耐候性。

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