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(jī)研尤了抗A.尢和紫外線吸收劑對(duì)ABS時(shí)老化n 能的彫祈。繪果殺明.抗蟲(chóng)刑1076和紫外線吸戲劑UV-327能有效改鼻ABS的時(shí)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(jī)械加工等特點(diǎn)。但是ABS的耐氣候性較 差，它在儲(chǔ)存、成型、使用過(guò)程中，隨著時(shí)間的 延長(zhǎng)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(wú)所致。它若經(jīng)受 3.5X107 m以F波長(zhǎng)的紫外線照射時(shí)氧 化作用更甚其氧化速度與光的強(qiáng)度和波長(zhǎng) 的對(duì)數(shù)成正比。實(shí)際使用的結(jié)果是ABS塑

3、料 在室外暴露半年后沖擊強(qiáng)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(qiáng)度上是在老化的初期強(qiáng)度劇 降但到后期變化甚微。有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)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(guò)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(guò)程中可能產(chǎn)生的熱、氧、光老 化降解問(wèn)題。2實(shí)勢(shì)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(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器雙棍混煉機(jī):SK-16OB 上海橡膠機(jī)械 廠生產(chǎn)；萬(wàn)能制樣機(jī)：ZHY-W,河北承德試驗(yàn) 機(jī)廠生產(chǎn)；液壓成型機(jī)：45t上海第一橡膠機(jī)械廠 生產(chǎn)；沖擊試驗(yàn)機(jī)：XCJ 50,河北承德試驗(yàn)機(jī) 廠生產(chǎn)；萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī):WD-10E,長(zhǎng)春第二試驗(yàn) 機(jī)廠生產(chǎn)；老化試驗(yàn)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(jiàn)表1,耐熱氧老 化配方見(jiàn)表2.根據(jù)配方分別稱(chēng)取ABS、抗氧 劑、紫外線吸收劑等，把雙棍混煉機(jī)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(jī)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(jī)上壓成4 mm厚的板. 再用萬(wàn)能制樣機(jī)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(xiàng)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(yàn)（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(guò)定的時(shí)間后從試 樣架上取下來(lái)經(jīng)過(guò)外觀評(píng)價(jià)、電性能和力學(xué) 性能測(cè)試將其結(jié)果和對(duì)照試樣測(cè)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(yàn)箱中.間隔取樣，進(jìn)行 拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度測(cè)試。2.5 測(cè)試方法按 GB/T1040-92.GB/T 1043-93 等 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別測(cè)試材料拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng) 率、沖擊強(qiáng)度等以評(píng)價(jià)材料的耐老化性能。3結(jié)棗與討論3. 1 自然

7、老化對(duì)ABS性能的彫響ABS制品龍室典乂胡受陽(yáng)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(jià) 值。日光的波長(zhǎng)從2X10-?m 一直延續(xù)到IX 10以上，不同波長(zhǎng)的光具有不同的能量。 一般共價(jià)鍵斷裂所需的能量在160600 kJ/ mol之間，紫外光（波長(zhǎng)3X 10-74X ICT， m）的能量為290400 kj/mol.足夠引起各 種有機(jī)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)鍵的斷裂.說(shuō)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(duì)紫外光具有強(qiáng)烈的吸收作用它們能 溶于高聚物并選擇吸收對(duì)髙聚物有害的紫 外光將其能量轉(zhuǎn)變成對(duì)高聚物無(wú)害的振動(dòng) 能或次級(jí)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(hù)為此我們?cè)?ABS中添加適量紫外線吸收劑。高聚物暴露在空氣中會(huì)與空氣中氧發(fā)生 反應(yīng)而老化。這種反應(yīng)對(duì)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(huì)加速進(jìn)行使材料迅速老化， 這種反應(yīng)往往是自加速過(guò)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(kāi)始；二杲一旦開(kāi)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(guò)氧化基團(tuán). 會(huì)進(jìn)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(lèi)抗氧劑如 抗氧劑1076、1010、22

9、64能吸收自由基終止 已經(jīng)開(kāi)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(guò) 氧化基團(tuán)按自由基型機(jī)理破壞掉。為此我們采用表1的配方制備試樣根 據(jù)文獻(xiàn)2分別測(cè)定其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng) 率與自然老化時(shí)間的關(guān)系（圖1和圖2）來(lái)評(píng) 價(jià)自然老化對(duì)ABS性能的影響。由圖1和圖2可知.ABS未添加抗氧劑 門(mén)黃列線吸收刑的試樣暴露于戶外（曲線I） 時(shí)歩專(zhuān)乍易憑光、氧的作用隨肴自然竦塔 時(shí)間的址任，社抻強(qiáng)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(hào)）53 4 ?£WH*SS204060©0100時(shí)間/dIfi 1 AI<S的如強(qiáng)度£住化時(shí)同的關(guān)系時(shí)的d圖2 ABS的斷裂伸氏率與老化時(shí)間的關(guān)疾 降由圖】和圖2可計(jì)算出經(jīng)過(guò)l】d拉伸強(qiáng) 度和斷裂伸長(zhǎng)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(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng) 率下降速度變慢也即延緩了 ABS的老化過(guò) 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(duì)ABS 41能的彩響ABS在熱氧老化試驗(yàn)中得到的拉伸強(qiáng) 度、沖擊強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系分別見(jiàn)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(lèi)不 同時(shí),ABS耐老化性能提高程度不同。從圖3 可見(jiàn)曲線4的拉伸強(qiáng)度在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)變化不 大；從圖4可見(jiàn)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(qiáng)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(jiàn)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(diǎn)（5055（?） 最低是酚類(lèi)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(gè)重要途徑而 抗氧劑10?6是高分子量的受阻酚類(lèi)化合協(xié). 揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性極好、耐水抽提性?xún)?yōu)良. 且與ABS有良好的相容性.此外它無(wú)臭、無(wú) 毒、無(wú)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(shí)間的關(guān)系4結(jié)論（DABS極易受到熱、氧、陽(yáng)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(xiàn)1fflft性能應(yīng)用手冊(cè)上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)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(shù)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(shù)脂.該樹(shù)脂是一種氨基

16、蛋白樹(shù) 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(shù)脂相似甚至更好且具有良好的加 工性能這種樹(shù)脂可用于制造電視機(jī)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(shù)脂并提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(qǐng)訂閱工程塑料應(yīng)用及塑料手冊(cè)等書(shū)刊夏料專(zhuān)土r 一獲得全國(guó)苜屆優(yōu)琢科技JW壊I二劣集您可通過(guò)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(qǐng)注明訂閱書(shū)刊的期數(shù)、冊(cè)數(shù)、金額、收 件人、郵編及詳細(xì)地址.雜吉社會(huì)將書(shū)刊和發(fā)票以掛號(hào)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(guó)性塑料專(zhuān)業(yè)技術(shù)刊物中 國(guó)兵器工業(yè)第五三研究所等單位主辦雙月刊。在首 屆全國(guó)優(yōu)秀科技期刊評(píng)比中榮獲二琴獎(jiǎng)。期刊價(jià)目 見(jiàn)右表。全國(guó)各地郵電局（所）訂閱郵發(fā)代號(hào)：24 42。國(guó)外讀者可向中國(guó)國(guó)際圖書(shū)貿(mào)易總公可（北京 399信箱）訂購(gòu)國(guó)外發(fā)行代號(hào)：4503 BM。©化學(xué)計(jì)*中國(guó)兵器工業(yè)第五三研究所（國(guó)防 科工委化學(xué)計(jì)量一級(jí)站）主辦.創(chuàng)刊號(hào)起至1996年 共出版7期共計(jì)30元；1997年出版2期共10元.塑料手冊(cè)大型塑料專(zhuān)業(yè)工具書(shū)為塑料行業(yè) 有關(guān)單位所必備。書(shū)號(hào)：ISBN7-80038-190-0/ TQ6精裝本毎冊(cè)120元（含郵掛費(fèi)）。（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(cè)定方面的 應(yīng)用書(shū)號(hào)：15199. 2472.每?jī)?cè)8元（含郵掛費(fèi)九«工程也料應(yīng)用3單冊(cè)期刊、含訂本價(jià)椅表年份期數(shù)毎冊(cè)單價(jià)/元全年定價(jià)/元合訂本/元19791985100. 707- 00198640. 7028014-00198740. 702. 80198840. 702-80198941.204.8026- 001