ABS改性及其耐候性能分析

张爽

摘 要：ABS是一种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号牌等。因其使用环境多要经受光照、高温、风吹等，对其耐候性的要求比较高。本文采用纳米粒子结合有机抗氧剂的办法来进行ABS材料制备，并针对其耐候性进行了检测，结果证明，利用纳米粒子和有机抗氧剂的协同作用，能够充分改良ABS的性能，提升其耐候性。

关键词：ABS；性能改良；耐候性能

ABS是当前应用频率较高的高分子材料，强度高、韧性大，并且易于加工和成型，适用于多个领域。但是其内在物质结构中的丁二烯极易受光照、氧化作用的影响，发生变色、老化的现象，需要借助一定的手段进行性能改良，以提升其使用价值。

1 ABS的基本介绍

ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它的分子式可以写为（C8H8·C4H6·C3H3N）x，它是一种良性的高分子材料，具有韧性，可在温度-25℃-60℃进行工作，抗腐蚀性强，易着色，并且可以与其他树脂材料结合，形成全新的高性能材料。但是所有的高分子材料都会产生一定的老化，尤其是在高温、光照等条件下易产生降解，进而出现硬性脆化的情况，影响其性能。传统上，通过添加有机紫外线吸收剂或屏蔽剂来增强ABS材料的耐候性，但是这种方式的耐候性会随着曝光时间的增加而逐渐失效，远不能胜任当前ABS材料高使用时间、频率的要求。因此，需要借助其他材料对其进行改性制备，提升其耐紫外线、耐氧化等性能。随着复合型耐老化材料的使用，ABS的改性研究也进入到高分子纳米级材料与其他抗氧剂结合的阶段。

2 ABS改性实验设计

2.1 实验材料及实验仪器

本文选用紫外线吸收效果良好的纳米级氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO2）结合工业用抗氧化剂四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，以透明机ABS为主材料进行ABS改性材料制备。并選用拉力试验机、冲击试验机等仪器进行耐候性实验

2.2 实验及试样制备

本实验采用固定份数的ABS进行制样实验。并使用双螺旋杆挤出装置，设定挤出温度为200℃-220℃，采用同转速（20r/min）进行样粒切割，获得基本样粒后采用电热恒温鼓风干燥器进行样粒恒温干燥，干燥温度控制在80℃，干燥时间为3小时。将干燥后的样粒，使用塑料注塑成型机，保持稳定压强和温度下制取试验样条。

3 ABS改性试样的耐候性试验和分析

本次实验主要针对改性ABS的四项性能进行试验，分别是耐紫外线老化试验、耐热氧化老化试验，耐冲击试验以及耐拉伸强度试验。其中紫外线老化试验和热氧化试验是耐冲击试验和耐拉伸试验的前置试验工作

3.1 试验方式

将获取的6组试样分别放入试验温度为80℃的烘箱中，设定老化实验时间为10天（240小时不间断试验）试验终止后隔一天取出试样。同样将6组试样放置于耐老化试验机中，设定试验温度为45℃，持续4小时的紫外灯光照射后进行持续4小时的水淋操作。两种模式采取不间断的转换方式，保持10天（240小时），试验终止两日后进行耐冲击和耐拉伸试验]。分别使用拉伸试验机和冲击试验机进行力学性能试验，拉伸试验的样条尺寸为115*10*4mm，冲击试验的样条尺寸为80*10*4mm。所有的试验参照国家标准进行。

3.2 试验结果及分析

根据仪器的测验结果来看，试样一为未添加任何抗老化物质的样本，其老化程度快于其他样本。根据试验中添加的二氧化钛的粒子的大小不同，其对ABS的抗老化影响也有区别，添加了25nm的二氧化钛粒子的ABS试样在经过老化和拉伸、冲击试验后，其抗冲击强度可以保持原有的70%左右，60nm的保持程度也在56%作用。表明二氧化鈦增强了材料对于紫外线光的吸收能力，能够从一定 程度上延缓ABS的老化作用。当使用氧化锌、二氧化钛的复合改性材料时，试样的抗冲击强度提升至75%/58%。说明增加无机纳米粒子后，两种纳米粒子产生了协同作用共同提升了材料的抗紫外线能力，延缓老化。但是改性后的材料的韧性下降，表示纳米无机氧化物能够提升ABS改性材料的耐老化能力，但是不能够改善其韧性，当结合了抗氧剂后，其韧性有所提升，说明该种复合试样的效果最佳，发挥了多种材料的协同抗老化作用，提升改性材料的耐候性。

4 结束语

随着ABS的大量运用，对其耐候性的要求增强。传统的添加有机紫外线吸收剂或紫外线屏蔽剂的方式受曝光时间的影响，会日渐降低并失效。采取无机纳米粒子和有机抗氧剂结合的办法对ABS进行改性，能够弥补这一不足，提升ABS的耐候性。

参考文献：

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