ABS的老化及其防老化

1、54工程環(huán)料應(yīng)用1997年.第25卷.第1期ABS的老化及其防老化申屠寶艸解孝林蔡啟振（浙江大學(xué)杭州310027）內(nèi)容提要討論了 ABS老化及其防老化機研尤了抗A.尢和紫外線吸收劑對ABS時老化n 能的彫祈。繪果殺明.抗蟲刑1076和紫外線吸戲劑UV-327能有效改鼻ABS的時老化性能。關(guān)鍵詞 ABS 老化防老化抗札刑紫，卜線吸收剖1994-2010 China Academic Jounial Electronic Publishing House. All rights reserved 54工程環(huán)料應(yīng)用1997年.第25卷.第1期1994-2010 China Academic Joun

2、ial Electronic Publishing House. All rights reserved 54工程環(huán)料應(yīng)用1997年.第25卷.第1期1前言ABS是-種性能優(yōu)良，用途廣泛的工程 塑料。它具有耐熱性好、表面硬度高、尺寸穩(wěn) 定、耐化學(xué)藥品性及電性能良好、易于成型和 機械加工等特點。但是ABS的耐氣候性較 差，它在儲存、成型、使用過程中，隨著時間的 延長而發(fā)生結(jié)構(gòu)變化出現(xiàn)物理力學(xué)性質(zhì)的 劣化。這是由于其分子中丁二烯所含雙鍵在 紫外線作用下，易氧化降無所致。它若經(jīng)受 3.5X107 m以F波長的紫外線照射時氧 化作用更甚其氧化速度與光的強度和波長 的對數(shù)成正比。實際使用的結(jié)果是ABS塑

3、料 在室外暴露半年后沖擊強度下降45%,這 是ABS性能上的最大不足之處。變硬發(fā)脆是 ABS塑料在紫外線和熱作用下的老化持征， 反映在沖擊強度上是在老化的初期強度劇 降但到后期變化甚微。有關(guān)文獻報道，添加 紫外線吸收劑、炭黑和抗氧劑后可在不同程 度上提高它的耐老化性能。本文通過添加 抗氧劑旬紫外線吸收劑，有效地解決了 ABS 在加工和使用過程中可能產(chǎn)生的熱、氧、光老 化降解問題。2實勢部分2.1 原対料ABS：301,蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠 廠；抗氧劑：1010,工業(yè)品，市售,抗氧劑：2246,工業(yè)品市儕：抗氧劑：】076 工業(yè)品市售；抗氧劑；DLTP工業(yè)品市售；抗氧劑:DSTP.T業(yè)品市啻

4、；紫外線吸收劑：UV-327,工業(yè)品，市竹: 紫外線吸收劑：UV 531 工業(yè)品市售 紫外線吸收劑母料：工業(yè)品，市售。2.2 實驗設(shè)備儀器雙棍混煉機:SK-16OB 上海橡膠機械 廠生產(chǎn)；萬能制樣機：ZHY-W,河北承德試驗 機廠生產(chǎn)；液壓成型機：45t上海第一橡膠機械廠 生產(chǎn)；沖擊試驗機：XCJ 50,河北承德試驗機 廠生產(chǎn)；萬能試驗機:WD-10E,長春第二試驗 機廠生產(chǎn)；老化試驗箱：DL401A.上海電理儀器廠 生產(chǎn)。2.3 試樣制備ABS的自然老化配方見表1,耐熱氧老 化配方見表2.根據(jù)配方分別稱取ABS、抗氧 劑、紫外線吸收劑等，把雙棍混煉機前縫溫度 控制在170C.后規(guī)溫度控制在1

5、60C,先梅 ABS粒料倒入雙棍混煉機中塑煉成片，再分 別加入各種助劑塑煉10 min后出片。將塑收稿日期：1996-"-17 煉好的樣品在油壓機上壓成4 mm厚的板. 再用萬能制樣機制得標(biāo)準(zhǔn)拉伸和沖擊試樣。« 1 ABS的目熱老化配方配方（質(zhì)份12345ABS1001001O0100100loio0. 50. 5抗氧劑di/tp0. 30.3紫外線吸收劑UV-331 紫外線吸收劑UV-327 紫外線吸收劑毋料0.50. 3150. 3*2 ABS的耐熱老化配方項目卜配方（質(zhì)骸份）1231ABS10010010C100抗loio0.5抗鎮(zhèn)劑22460.5抗氣刑10760.5

6、抗氧制DSTP0. 30.30. 3紫外線吸收刑 UV-3270. 30.30.32. i 老化認(rèn)驗（1）自然芝化:將制得的試樣裝在一卜苴 接連在試樣架上的夾具中。試樣架按45,定 應(yīng)面朝赤道°試樣經(jīng)過定的時間后從試 樣架上取下來經(jīng)過外觀評價、電性能和力學(xué) 性能測試將其結(jié)果和對照試樣測試的結(jié)果 加以比較。（2）熱氧老化:將標(biāo)準(zhǔn)的拉伸和沖擊試樣 放入90C的老化試驗箱中.間隔取樣，進行 拉伸強度和沖擊強度測試。2.5 測試方法按 GB/T1040-92.GB/T 1043-93 等 國家標(biāo)準(zhǔn)分別測試材料拉伸強度、斷裂伸長 率、沖擊強度等以評價材料的耐老化性能。3結(jié)棗與討論3. 1 自然

7、老化對ABS性能的彫響ABS制品龍室典乂胡受陽光、熱、轉(zhuǎn)作 弔話.出現(xiàn)泛黃、咚腕.啜、表面失去比律、 力學(xué)性能大大下陳尊災(zāi).展終喪去漫用價 值。日光的波長從2X10-?m 一直延續(xù)到IX 10以上，不同波長的光具有不同的能量。 一般共價鍵斷裂所需的能量在160600 kJ/ mol之間，紫外光（波長3X 10-74X ICT， m）的能量為290400 kj/mol.足夠引起各 種有機物質(zhì)發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂.說明引起高 聚物光老化的主要原因是紫外光。紫外線吸 收劑對紫外光具有強烈的吸收作用它們能 溶于高聚物并選擇吸收對髙聚物有害的紫 外光將其能量轉(zhuǎn)變成對高聚物無害的振動 能或次級輻射（熒光）等，

8、從而使高聚物免于 遭受紫外光的破壞而得到保護為此我們在 ABS中添加適量紫外線吸收劑。高聚物暴露在空氣中會與空氣中氧發(fā)生 反應(yīng)而老化。這種反應(yīng)對于含不飽和鍵的高 聚物（ABS中丁二烯雙鍵）較為顯著可能引 起力學(xué)性能的完全喪失。高聚物的氧化反應(yīng) 在室溫和避光的條件下是十分緩慢的但受 熱和比照射后會加速進行使材料迅速老化， 這種反應(yīng)往往是自加速過程具有自由基型 連鎖反應(yīng)的持征。因此防茗化的原則是：一不 i上連鎖反應(yīng)開始；二杲一旦開始應(yīng)迅速使連 鎖反應(yīng)終止。高分子被氧化以厲生成的過氧化基團. 會進一步按自由基空分解并引起-連串的連 鎖反應(yīng)從而使高聚物老化。酚類抗氧劑如 抗氧劑1076、1010、22

9、64能吸收自由基終止 已經(jīng)開始了的氧化連鎖反應(yīng)。含硫或磷的化 合物如輔助抗氧劑DLTP、DSTP可以使過 氧化基團按自由基型機理破壞掉。為此我們采用表1的配方制備試樣根 據(jù)文獻2分別測定其拉伸強度和斷裂伸長 率與自然老化時間的關(guān)系（圖1和圖2）來評 價自然老化對ABS性能的影響。由圖1和圖2可知.ABS未添加抗氧劑 門黃列線吸收刑的試樣暴露于戶外（曲線I） 時歩專乍易憑光、氧的作用隨肴自然竦塔 時間的址任，社抻強度和斷裂伸検率迅速F1994-2010 China Academic Jounial Electronic Publishing House. All rights reserved

10、申屠寶W：ABS的老化及其防老牝5550r（1-5-S 1 配方號）53 4 ?£WH*SS204060©0100時間/dIfi 1 AI<S的如強度£住化時同的關(guān)系時的d圖2 ABS的斷裂伸氏率與老化時間的關(guān)疾 降由圖】和圖2可計算出經(jīng)過l】d拉伸強 度和斷裂伸長率的保持率分別為56%和 18%。在ABS中加入抗筑刑和紫外線吸收刊 后（曲線25）,ABS的拉伸強度和斷裂伸長 率下降速度變慢也即延緩了 ABS的老化過 程。曲線3和曲線5比單純加入紫外線吸收 劑母料的曲線2和曲線4耐耘化性能更好. 也即ABS不但受到紫外光作用而斷鏈降解. 而且還受到氧的作用而

11、老化。從曲線2和曲 線4的比較可看出，隨紫外線吸收劑用量增 加，ABS耐老化性能提高且紫外線吸收劑 UV-327的效果比UV-531好（曲線3和 曲線5）。3.2 熱軌老化對ABS 41能的彩響ABS在熱氧老化試驗中得到的拉伸強 度、沖擊強度與時間的關(guān)系分別見圖3和圖4。從圖3和圖4可知在ABS中加入抗氧利 和紫外線吸收劑后，它的耐老化性能顯著提 高當(dāng)添加的抗氣制和紫外線吸收劑種類不 同時,ABS耐老化性能提高程度不同。從圖3 可見曲線4的拉伸強度在試驗時間內(nèi)變化不 大；從圖4可見曲線4的沖擊性能與其它相 比也屬最佳。而兩圖中曲線4與曲線2相比. 從拉伸強度上看顯然前者耐老化性能優(yōu)于后 者，其

12、不同之處在于曲線4的配方中添加了 抗氧劑1076。由此可見抗氧劑1076發(fā)揮了 大的作用。分析認(rèn)為，在抗氧劑1010.2246和 1076之中抗氧劑1076的熔點（5055（?） 最低是酚類抗氣劑中比較好的品沖之一。抽 出和揮發(fā)是抗氧利損失的兩個重要途徑而 抗氧劑10?6是高分子量的受阻酚類化合協(xié). 揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性極好、耐水抽提性優(yōu)良. 且與ABS有良好的相容性.此外它無臭、無 毒、無污染這表明抗氧劑1076是ABS熱氧 老化配方中不可缺少的組分。5" «1-1-<1圖4 ABS的沖擊蠱度與老化時間的關(guān)系4結(jié)論（DABS極易受到熱、氧、陽光的作用而 降解導(dǎo)致性能的

13、劣化添加紫外線吸收劑和 抗氧劑后可在不同程度上提高它的耐老化 性能。（2）抗氧劑1076和紫外線吸收劑UV、父 1994-2010 China /Xcadcmic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http"56工程覆料應(yīng)用1997年第25卷第1期19872朱榻悔老化與應(yīng)用.1994 （1）：22327能有效地改善ABS的耐老化性能。參考文獻1fflft性能應(yīng)用手冊上?？茖W(xué)技術(shù)文獻出版社AGEING AND ANTI-AGEING OF ABSShentu Baoqing* Xie Xiaolin Ca

14、i Qizhen(Zhcjiong University Hangchou 310027)SYNOPSIS The ageing and mechanism of anti-ageing for ABS were described The effects of antioxidants and ultraviolet absorbers on the properties of anti-ageing of ABS were studied The results showed that Antioxidant 1076 and Ultraviolet absorber UV-327 cou

15、ld effectively improve the properties of anti-ageing of ABSKEYWORDS ABS ageing* anti-ageing, anti-oxidant, LJV absorber日本研制成功生物降解熱固性樹脂6* 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http.'wwwxnki.nct56工程覆料應(yīng)用1997年第25卷第1期日本昭和髙聚物公司宣布，研制成功了一種可 生物降解的熱固性樹脂.該樹脂是一種氨基

16、蛋白樹 脂它的生物降解性能優(yōu)于天然木材其力學(xué)性能與 現(xiàn)有的熱固性樹脂相似甚至更好且具有良好的加 工性能這種樹脂可用于制造電視機和辦公設(shè)備的 外殼.昭和公司打算幾年厲建設(shè)一套工業(yè)規(guī)模的生 產(chǎn)裝置大*生產(chǎn)該樹脂并提高其市場競爭力.at?。?* 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http.'wwwxnki.nct56工程覆料應(yīng)用1997年第25卷第1期6* 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing

17、 House. All rights reserved http.'wwwxnki.nct56工程覆料應(yīng)用1997年第25卷第1期請訂閱工程塑料應(yīng)用及塑料手冊等書刊夏料專土r 一獲得全國苜屆優(yōu)琢科技JW壊I二劣集您可通過郵局或銀行匯款向*工程塑料應(yīng)用"雜志社辦理訂閱務(wù)請注明訂閱書刊的期數(shù)、冊數(shù)、金額、收 件人、郵編及詳細(xì)地址.雜吉社會將書刊和發(fā)票以掛號郵件奇給您。6* 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http.'wwwxnki.nct56

18、工程覆料應(yīng)用1997年第25卷第1期工程塑料應(yīng)用全國性塑料專業(yè)技術(shù)刊物中 國兵器工業(yè)第五三研究所等單位主辦雙月刊。在首 屆全國優(yōu)秀科技期刊評比中榮獲二琴獎。期刊價目 見右表。全國各地郵電局（所）訂閱郵發(fā)代號：24 42。國外讀者可向中國國際圖書貿(mào)易總公可（北京 399信箱）訂購國外發(fā)行代號：4503 BM。©化學(xué)計*中國兵器工業(yè)第五三研究所（國防 科工委化學(xué)計量一級站）主辦.創(chuàng)刊號起至1996年 共出版7期共計30元；1997年出版2期共10元.塑料手冊大型塑料專業(yè)工具書為塑料行業(yè) 有關(guān)單位所必備。書號：ISBN7-80038-190-0/ TQ6精裝本毎冊120元（含郵掛費）。（現(xiàn)代分析技術(shù)一在高聚物中的應(yīng)用介紹現(xiàn) 代分析技術(shù)在塑料等高聚物結(jié)構(gòu)和性能測定方面的 應(yīng)用書號：15199. 2472.每冊8元（含郵掛費九«工程也料應(yīng)用3單冊期刊、含訂本價椅表年份期數(shù)毎冊單價/元全年定價/元合訂本/元19791985100. 707- 00198640. 7028014-00198740. 702. 80198840. 702-80198941.204.8026- 001