透明ABS树脂的合成工艺研究

作     者：王猛 

作者单位：长春工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张明耀

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：透明ABS树脂 冲击性能 透光率 核壳改性剂 氧化-还原引发体系 

摘      要：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物是一种应用广泛的热塑性工程塑料,但是通用ABS树脂的光学性能差,所以无法应用在一些透明工具的工业领域,因此透明ABS树脂应运而生,它在保持原有的机械性能的同时还能满足透光的工业需求,进一步拓展了ABS树脂的应用领域。但是,目前国内ABS树脂主要以通用牌号为主,透明ABS树脂全部依赖进口,尚未实现国产工业化。因此,研究透明ABS树脂的合成工艺方法具有重要的理论意义和应用价值。 本论文采用乳液聚合方法合成了具有核壳结构的MBS接枝改性剂,将其用于基体相树脂PMMA/SAN的改性研究,主要的研究内容及结论如下: 1.本文以过氧化氢异丙苯/硫酸亚铁/焦磷酸钠/葡萄糖(CHP/FES/SPP/DX)为氧化还原体系,采用乳液接枝聚合法合成MBS接枝改性剂,研究氧化剂用量、还原体系用量以及乳化剂用量对MBS核壳增韧粒子在聚合反应过程中单体转化率和接枝参数的影响,并确定各组分的最佳用量。研究表明,MBS接枝改性剂的单体转化率随着氧化剂用量的持续增加呈现先上升后下降的趋势,在氧化剂用量为0.5%(占单体质量的百分数)时达到最大值;随着还原体系含量的持续增加呈现先上升后趋于平缓的趋势,在还原体系含量为7.2%(占单体质量的百分数)时达到最大值;随着乳化剂含量的持续增加呈现先上升后下降的趋势,在乳化剂用量为4%(占单体质量的百分数)时达到最大值。 2.将一系列MBS核壳改性剂与PMMA、SAN树脂熔融共混制备透明ABS树脂,详细地研究了氧化还原体系中各组分用量对透明ABS树脂力学性能、透光率的影响,以及壳层厚度和粒子间协同作用对透明ABS树脂性能的影响。研究发现氧化还原体系之所以能够影响透明ABS树脂的力学性能与透光率,究其根本在于乳液聚合阶段,反应体系内的单体与金属离子残留的含量,以及MBS接枝改性剂接枝率的差异情况,通过影响两相之间的相容性进而影响透明ABS树脂的力学性能与透光率。随着MBS核壳增韧粒子壳层厚度的增加,其接枝率也随之上升,接枝效率基本不变,均保持在70%左右,透明ABS树脂的冲击强度先上升随后下降,在核壳比为65/35时达到最大值;拉伸强度缓慢下降,但总体上看差异并不大;透光率先升高随后下降,在65/35时达到最大值。并且不同粒径的MBS核壳增韧粒子间的协同作用,可以在不影响透明ABS树脂优异的透光率的前提下提高其冲击强度。