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高抗冲聚苯乙烯HIPS的增韧方法

嘉峪检测网        2023-04-18 08:15

聚苯乙烯性脆、冲击强度低、耐环境应力开裂性和耐热性差, 这使得PS仅能作为普通塑料使用。
 
一、高抗冲聚苯乙烯HIPS
 
高抗冲聚苯乙烯(HIPS),又称橡胶改性聚苯乙烯,是包括橡胶分散相和聚苯乙烯连续相的二相共聚体系。
 
通过橡胶的接枝改性,可以提高聚苯乙烯材料的冲击韧性和弹性,同时还保留其良好的强度和易加工性,因此有着广泛的工业用途。
 
若要进一步提高HIPS的冲击强度,必须通过以下两种方法:
 
首先,降低银纹的引发应力;
 
其次,提高银纹的断裂应力。在HIPS中混入SBR-g-PS共聚物,改变了基体层的性质,不仅降低了银纹的引发应力, 而且还相应地提高了银纹的断裂应力,从而有效地实现了对HIPS的增韧。 
 
二、HIPS增韧方法
 
采用种子乳液聚合法合成丁苯橡胶接枝聚苯乙烯(SBR -g-PS) 共聚物,将其与高抗冲聚苯乙烯 ( HIPS) 共混。
 
具体实验操作:
 
将HIPS与SBR-g-PS共聚物于150℃下在双辊开炼机上进行混炼,混炼时间为8min。
 
炼好的片材叠合在一起放在平板硫化机上,于180℃下压制成1. 0mm和3.0mm厚的样片。
 
三、结构和性能特征
 
1.力学性能
 
 
两种SBR-g-PS共聚物与HIPS共混都进一步提高了共混物的冲击强度,在HIPS/SBR-g-PS(PS57. 7% )共混体系中,随着共聚物含量的增加,共混物的冲击强度、断裂伸长率不断提高,而屈服强度未表现出明显的下降。
 
2.形态结构
 
 
HIPS:被染色的橡胶作为分散相分布于PS基体中,将分散相进一步放大后可见到典型的细胞结构,橡胶粒子中有许多PS的微相区。
 
HIPS/SBR-g-PS:SBR-g-PS共聚物均匀地分散于HIPS的PS基体中,并未影响HIPS中原有的橡胶颗粒结构,而表现出两种形态的加和。
 
四、增韧机理阐述
 
HIPS的增韧机理:
 
橡胶粒子引发PS基体产生多重银纹,橡胶粒子相当于人为引入的缺陷,当受到外力时,橡胶粒子引起基体材料的应力集中,从而引发银纹。由于每一条银纹的引发和发展都会消耗一些冲击能,橡胶粒子引发的无数条银纹所消耗的总能量是相当大的,可以使 PS 的抗冲强度提高十几倍。
 
 
小于1μm的橡胶粒子对PS的增韧效果很差,因为这样的粒子不能在PS基体中引发银纹,同时,又由于 PS难以发生剪切屈服,小橡胶粒子也不能通过剪切屈服机理起作用。
 
HIPS/SBR-g-PS:
 
对于HIPS情况却不同, 由于有大橡胶粒子(>1μm) 的存在,在受到外加载荷作用时能产生大量的银纹,银纹之间的“基体层”已经很薄,小橡胶粒子尽管不能在通常的PS基体中引发屈服形变,但它们却能促使本来就已经相当薄的“基体层”发生剪切屈服。因此,虽然小橡胶粒子不适合通用PS的增韧, 但是对HIPS却完全能表现出很好的增韧效果。 
 
 

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来源:第八元素塑料