摘 要

PC树脂是指分子链中含有聚酯碳酸键的高分子聚合物，可分为脂肪族PC和芳香族PC，是一种应用广泛的透明工程塑料。其中最常用的是芳香族PC，因为分子链中含有高刚性的苯环基团，所以芳香族PC具有良好的力学性能，较高的玻璃化转变温度和尺寸稳定性，但是同时高刚性基团也给PC聚酯带来了熔体粘度大，加工成型困难的缺点，并且同时缺口敏感性较大。ASA树脂即丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯三元共聚物树脂与ABS树脂力学性能相当，但是ASA树脂中的橡胶核丙烯酸丁酯橡胶（PBA）不含有双键，所以可以改善常用PC/ABS合金在实际使用中耐候性差的缺点，并且ASA的加入可以改善PC树脂的加工流动性，不影响ASA树脂本身的性质，可以实现两种树脂的优势互补，从而拓宽应用范围。

本文从PC树脂共混合金改性出发，针对PC树脂加工性能较差的特点，选择了ASA树脂与之共混制取高分子合金，替代传统的ABS树脂，但是ASA树脂的机械性能较差，所以本文从此角度出发开展了一系列研究工作。首先，制备了不同配比的PC/ASA合金，研究不同配比下合金共混体系的具体性能差别，确定最佳共混比例后选择添加反应型相容剂SMA对合金进行增容改性，进一步提高合金性能，对不同添加份数下的合金进行研究分析以得到最佳相容剂添加量。具体研究内容为：

随ASA组分占比的增加，PC/ASA合金力学性能中，弯曲强度和拉伸强度随之下降，冲击强度先下降后上升，ASA的加入对PC树脂的加工性能有很大改善，热稳定性有下降，综合各项性能变化趋势考虑，当ASA在合金共混体系中占比为30%时，综合性能最佳。所以选择此配比所制样品进行后续相容剂增容改性实验，随SMA增添量的增加，共混体系的相容性先上升后下降，在添加量为10Phr时达到最佳；力学性能也和相容性一样先上升后下降，在SMA添加量为10Phr时达到最好，并且通过SEM电镜扫描图片可得知，SMA的加入在共混体系中产生了空穴效应，增加了合金的韧性；加工性能方面，加入SMA后塑化时间缩短，流动性有一定下降，综合各项性能分析结果，确定SMA添加量为10Phr时是最佳添加比例。

关键词 聚酯碳酸，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯三元共聚物，增容改性，韧性

Abstract

 PC resin refers to the molecular chain containing polyester carbonated bond polymer, can be divided into aliphatic PC and aromatic PC, is a widely used transparent engineering plastics. The most commonly used is the aromatic PC, because the molecular chain contains high rigidity of the benzene ring group, so the aromatic PC has good mechanical properties, high glass transition temperature and dimensional stability, but at the same time high rigidity But also to the PC polyester melt viscosity, processing difficult to form the shortcomings, and at the same time the gap is more sensitive. ASA resin, acrylonitrile-styrene-butyl acrylate terpolymer resin and ABS resin mechanical properties, but ASA resin rubber core butyl acrylate rubber (PBA) does not contain double bonds, it can improve the commonly used PC / ABS Alloy in the actual use of poor weather resistance, and the addition of ASA can improve the processing of PC resin fluidity, does not affect the nature of ASA resin itself, can achieve the advantages of the two resins complement each other, thus broadening the scope of application.

  In this paper, PCA resin blends were used to modify the properties of PC resin, and ASA resin was blended with polymer resin to replace the traditional ABS resin. However, the mechanical properties of ASA resin were poor, So this article from this point of view to carry out a series of research work. Firstly, the PC / ASA alloy with different ratio was prepared. The specific performance difference of the alloy blends was studied. After the optimum blending ratio was selected, the addition of the reactive compatibilizer SMA was carried out. And further improve the performance of the alloy, the number of different parts of the alloy under the study and analysis to get the best amount of compatibilizer added. The specific research contents are as follows:

  With the increase of the proportion of ASA, the flexural strength and tensile strength of PC / ASA alloy decreased, and the impact strength decreased first and then increased. The addition of ASA improved the processing performance of PC resin, There is a decline in the comprehensive performance of the trend to consider, when the ASA alloy blends in the proportion of 30%, the overall performance of the best. The compatibility of the blends increased first and then decreased with the increase of the amount of SMA, and reached the best when the dosage was 10Phr. The mechanical properties of the composites were the best. And the same as the first increase and then decline in the SMA when the amount of 10Phr to achieve the best, and SEM images by SEM scanning electron microscopy shows that the addition of SMA in the blending system produced a hole effect, an increase of the alloy Toughness; processing performance, adding SMA after the plasticizing time is shortened, there is a certain decline in liquidity, comprehensive performance analysis results, to determine the SMA dosage is 10Phr is the best proportion.

Key words polyester carbonic acid, acrylonitrile-styrene-butyl acrylate terpolymer, compatibilization, toughness

目录

摘要 3

Abstract 4

目录 5

第1章 绪论 8

1.1 PC树脂 8

1.1.1 PC的简介 8

1.1.2 PC的改性 8

1.2 ASA树脂 9

1.2.1 ASA树脂的简介 9

1.2.2 ASA的耐候性 9

1.2.3 ASA的耐热性 9

1.2.4 ASA的抗冲击性能 10

1.2.5 ASA树脂的应用 10

1.3高分子聚合物相容性研究 10

1.3.1 高分子聚合物共混改性 10

1.3.2 聚合物的增容改性方法 12

1.4 PC/ASA合金 13

1.4.1 PC/ASA的性能 13

1.4.2 PC/ASA合金的研究与研究进展 13

1.4.3 PC/ASA合金的增容 14

1.5 本课题的研究意义及主要研究内容 14

1.5.1 研究课题的提出 14

1.5.2 PC/ASA合金的制备 15

第二章 PC/ASA合金组分及相容性研究 17

2.1引言 17

2.2 实验部分 17

2.2.1 主要原料 17

2.2.2 仪器和设备 17

2.2.3 PC/ASA合金的制备 18

2.2.4 测试及表征 19

2.3 ASA含量对PC/ASA合金性能的影响分析 20

2.3.1 ASA含量对PC/ASA合金力学性能的影响 20

2.3.2 PC/ASA合金的DSC测试 22

2.3.3 ASA含量对PC/ASA合金熔融指数的影响 23

2.3.4 ASA含量对PC/ASA合金转矩流变性能的影响 24

2.4 本章结论 24

第三章 SMA对PC/ASA合金的相容性影响分析 26

3.1 SMA的性能和结构 26

3.2 SMA添加量对PC/ASA合金性能的影响 26

3.2.1 SEM添加量对PC/ASA合金的力学性能影响 26

3.2.2 SMA添加量对PC/ASA合金相态结构的影响 28

3.2.3 SMA添加量对PC/ASA合金熔融指数的影响 30

3.2.4 SMA添加量对PC/ASA合金转矩流变性能的影响 31

3.2.5 不同SMA添加量PC/ASA合金的DMA测试 32

3.3 本章结论 32

第4章 结论与展望 35

4.1 全文总结 35

4.2 论文不足及展望 35

参考文献 36

第1章 绪论

1.1 PC树脂

1.1.1 PC的简介

聚碳酸酯（polycarbonate，简称PC）是一种无定型、无臭、无毒、高度透明无色或微黄色的热塑性塑料^[1]。PC可根据分子链中含有的基团大致分为芳香族PC与脂肪族PC。PC具有良好的抗冲击强度、抗蠕变性、耐热性与介电性能。是一种优良的工程塑料。但同时也具有比较明显的缺点，如加工流动性差，不耐水解与易应力开裂，使之应用范围受到了极大的限制。PC的分子结构如下：

从分子结构上来看，分子主链上的苯环降低了分子链的柔顺性，减小了分子聚合物在某些溶剂中的溶解性和吸水性；但主链上的碳酸酯基存在的极性使分子链之间的作用力增大，使PC较易溶于有机溶剂。分子链上存在的醚基赋予了分子链一定的柔性，增大了聚合物的韧性。但是总体上看苯环和酯基的作用超过了醚基的作用，使PC分子链具有很大刚性，使PC聚合物拥有很高的玻璃化温度和熔点，熔体粘度较高，分子链在外力下蠕变小，尺寸稳定，不易滑移，因此力学性能较好；但从另一方面看，刚性大的特点又影响了分子链被迫取向后，制品冷却后内部残存应力不能消除，导致PC制品在某些情境下易应力开裂；而熔体粘度较高的特点也使PC聚合物存在加工流动性差，加工不易的缺点。

1.1.2 PC的改性

因PC具有加工流动性差、易应力开裂、不耐水解等明显缺点，我们可以通过加入其它热塑性材料共混的方法来克服PC具有的局限性。选取的共混材料应与PC具有相近的溶解度参数，PC溶解度参数为19.5（J/CM³）^1/2，最常用的就是ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）与PC共混，ABS溶解度参数为19.6-20.5（J/CM³）^1/2。^[2]ABS的加入可使形成的高分子合金具有良好的良好的加工性能，同时还可以改善提高PC的耐应力开裂性、光敏感性、降低冲击对厚度和缺口的敏感性，是一种综合了两种物质各自优良性能的出色合金。