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玻璃纤维增强ABS复合材料的研究

邹永春  
【摘要】:ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体经聚合、混炼而制成的一种热塑型合成树脂,具有耐冲击、高刚性、耐油、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电气性能优良,易于加工,加工尺寸稳定性和表面光泽性好,易于涂装、着色,还可以进行喷涂金属、电镀、焊接、粘接等二次加工,是用途极其广泛的热塑性工程塑料,广泛应用于机械工业、汽车工业、电子电器工业、仪器仪表工业、纺织工业和建筑业等行业。 但是ABS的强度、硬度、尺寸稳定性及热变形温度等性能尚不能满足某些工程件的要求。玻璃纤维增强ABS不仅保持了ABS原有的力学性能、热稳定性和加工性,并且可以有效地提高其拉伸强度、弹性模量、热变形温度及尺寸稳定性,使ABS的应用领域得以扩大。 针对我国大部分性能优异的玻璃纤维增强ABS复合材料依赖于进口现状,我们拟开发、研制高档次的玻璃纤维增强ABS复合材料,替代进口料,并可创造良好的经济效益。另外我们对玻璃纤维增强ABS复合材料的综合性能进行了研究,选择了最佳的玻璃纤维增强ABS复合材料配方:玻璃纤维用量为20%,基础树脂用36份ABS接枝粉料和64份SAN树脂混配,加入1.8%的KH550偶联剂。并已实现小批量工业化生产。 我们采用ABS接枝粉料和SAN为主要原料,利用长玻璃纤维增强改性,考察了玻璃纤维用量、玻璃纤维长度、玻璃纤维直径、基体树脂对玻璃纤维增强ABS复合材料性能的影响。考察了偶联剂种类、用量、抗冲改性剂、抗氧剂对玻璃纤维增强ABS复合材料性能的影响。结果发现随玻璃纤维用量的增加,玻璃纤维增强ABS复合材料的拉伸强度和弯曲模量增大,热变形温度升高,熔融指数和断裂伸长率降低;随玻璃纤维长度的增加,玻璃纤维增强ABS复合材料的拉伸强度和冲击强度增大;随玻璃纤维直径的变小,玻璃纤维增强ABS复合材料的拉伸强度和冲击强度增大。ABS树脂是影响玻璃纤维增强ABS复合材料性能的重要因素,利用ABS接枝粉料和SAN共混可以制得性能优异的复合材料;加入偶联剂KH550可明显改善ABS基体与玻璃纤维表面的相互作用强度,从而提高了玻璃纤维增强ABS复合材料的力学性能,经偶联剂改性的玻璃纤维的加入提高了玻璃纤维增强ABS复合材料的玻璃化温度;加入0.05%的抗氧剂可以提高玻璃纤维增强ABS复合材料的使用寿命,降低玻璃纤维增强ABS复合材料的黄色指数;加入2%的抗冲改性剂可以提高玻璃纤维增强ABS复合材料的冲击强度。 本文对长玻璃纤维增强ABS加工工艺进行了研究,结果发现采用侧向加料工艺可以减少玻璃纤维的折断,有利于提高玻璃纤维增强ABS复合材料的力学性能,玻璃纤维增强ABS复合材料加工时适当提高加工温度,降低挤出压力和注射速度,可减少玻璃纤维的折断。 北京化工大学硕士学位论文 本文研究了长玻璃纤维增强ABS复合材料的流变性能,结果发现玻璃纤维增 强ABS复合材料仍属于切率变稀的假塑性流体,流变指数几l,并能按需要设计 玻璃纤维的取向程度,加入0.4一刃.6%份润滑剂可进一步改善玻璃纤维增强ABS 复合材料的流动性。


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