PVC与 ABS共混是在PVC直接与橡胶共混难以兼顾相容性
和力学性能的基础上发展起来的。以 ABS作为PVC冲击改性剂,
不仅可以大幅度地提高PVC的冲击韧性,而且还可以较好地改善
222 塑料改性工艺、配方与应用
PVC的加工流动性等。近几年,随着电视机、汽车等产量的不断
增加,电视机壳以及汽车等机械设备用 ABS工程塑料的需求量越
来越大,PVC/ABS塑料合金的研制对于改善 ABS的耐燃性、缓
解 ABS原料紧张、降低生产成本等也具有重要的意义。
ABS是丙烯腈、丁二烯与苯乙烯的共聚物,其结构与 MBS一
样存在着刚性链段和柔性橡胶链段。从分子结构上分析,ABS分
子链中含有大量的丙烯腈链段,与PVC分子间具有较强的作用力,
二者溶解度参数相近,能形成良好的相容性体系。PVC/ABS体系
中随着PVC含量的增大,PVC分子向 ABS分子的SAN链段逐渐
渗透而形成连续相,丁二烯链段则分散成微观意义上的橡胶粒子,
形成明显的 “海岛”两相结构。利用SEM 分析观察发现,两相间
界面模糊,存在着厚的界面层。这说明两相间有良好的相容性。
PVC中的氯原子和 ABS中的腈基是较强的极性基团,故 ABS
中树脂相的 AS和 PVC相容,提高了界面的黏结力;同时促使
ABS中橡胶相颗粒分散在连续相PVC中作为分散相,形成 “海岛
结构”。当材料受到外力冲击时,由于PVC为脆性材料且在共混物
中为分散相,会在两相界面诱发银纹,吸收冲击能。银纹间的相互
干扰,又导致银纹的终止。随着共混物中 ABS比例的增加,即橡
胶相的增多有利于银纹的引发并与树脂相产生大量的剪切带,因而
可以吸收较高的冲击能,使材料具有较强的冲击韧性。但当PVC
量超过 ABS量太多时,由于橡胶增韧作用的减少或丧失,PVC的
脆性占主导地位,PVC/ABS合金的冲击强度随着 ABS含量的减
少而降低。
PVC/ABS共混物冲击强度的高低与所选基体的种类、用量比
例以及加工工艺条件等有关。其中,ABS中不同的橡胶含量对共
混物冲击强度的影响较大,用含胶量高的 ABS共混时,PVC/ABS
共混物的冲击强度出现协同作用,冲击强度较高;而选用橡胶含量
低的 ABS时,共混物的冲击强度低。ABS的用量范围一般在
8%~40%之间,此时冲击强度随 ABS用量的增大而增大;进一步
增加 ABS用量时,冲击韧性反而逐渐降低。据报道,该体系在
PVC与 ABS质量分数为70/30时,悬臂梁冲击强度达377.4J/m,
第4章 聚氯乙烯的改性及应用 223
与PVC基体的43.1J/m相比较,提高了将近10倍。
ABS在某种程度上还能起到加工助剂的作用,改善了PVC的
加工性能。ABS加入到 PVC中,在共混成型时,由于摩擦热较
大,凝胶化时间提前,易于获得均匀的熔融物,因此加速了共混物
的熔化和降低了挤出时的出模膨胀,增加了熔体的强度,使加工过
程更加稳定。但在共混时,PVC仍需要加入稳定体系,以防止共
混过程中的分解。同时共混设备的剪切速率要低一些,以免引起
PVC及 ABS的分解。