论文总字数：22177字

摘 要

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）由于丙烯酸酯代替了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元合金（ABS）中聚丁二烯橡胶相，解决了ABS的耐老化问题，并且具备众多优异性能，有取代ABS、聚氯乙烯（PVC）等型材的趋势。本文主要研究了金红石二氧化钛（TiO₂）和锐钛型二氧化钛（TiO₂）对ASA/α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物（α-MSAN）/氯化聚乙烯（CPE）三元共混体系的耐老化性能的影响。通过对比三组试样老化不同时间前后色差、表面形貌以及宏观力学性能的变化。主要目的是要通过加入紫外光屏蔽剂来提高ASA/α-MSAN/CPE三元共混体系耐紫外光老化的性能。

实验结果表明，加入不同晶型TiO₂可以在一定程度上过提高三元共混体系的耐紫外光老化性能。通过对比老化前后的表面形貌，发现添加不同晶型TiO₂填料后材料表面没有出现明显裂纹；色差分析表明，样品在老化过程中产生有色基团，因此出现不同程度的黄变，随着老化时间的增加，样品表面颜色逐渐加深。通过力学性能测试发现，未改性的三元共混体系的冲击强度下降比较大，其次是加入锐钛型TiO₂填料的共混体系的冲击强度的变化，而加入金红石型TiO₂填料的共混体系的冲击强度相比之下下降变化较小；拉伸强度上，各共混体系强度值都出现下降趋势；弯曲测试上，各共混体系的弯曲强度没有发生明显变化，各共混体系的弯曲模量略有上升。

关键词：ASAα-MSANCPE 紫外光屏蔽剂 二氧化钛

Effect of different polymorphs of titanium dioxide filler for

ASA /α-MSAN/CPE ternary blends UV-resistant performance

ABSTRACT

Acrylonitrile-styrene-acrylate terpolymer (ASA) instead of the acrylate because acrylonitrile-butadiene-styrene ternary alloy (ABS) of the polybutadiene rubber phase,ABS anti-aging solution to the problem , and have many excellent performance, replace the ABS, polyvinyl chloride (PVC) and other sections of the trend. This paper studies the rutile titanium dioxide (TiO₂) and anatase (TiO₂)on ASA/α- methyl styrene - acrylonitrile copolymer aging resistance (α-MSAN) / chlorinated polyethylene (CPE) Ternary Blends impact. By comparing the changes in color, surface morphology and mechanical properties of macroscopic samples before and after aging three different times. The main purpose is to improve ASA/α-MSAN /CPE ternary blends UV aging resistance performance by adding UV shielding agent.

Experimental results show that different crystalline TiO₂ can be added to some extent by increasing resistance to UV aging properties of ternary blends.By comparing the surface morphology before and after aging , and found no significant surface cracks after adding different crystal TiO₂ filler, Color analysis showed that the samples produced colored groups in the aging process , so there are different degrees of yellowing. With increasing aging time,the sample surface color gradually deepened. By mechanical testing found that the impact strength of unmodified ternary blends relatively large decline,followed by adding the change impact strength anatase TiO₂ filler blends , while adding rutile TiO₂ filler blends the decrease in impact strength compared to small changes ; tensile strength , the strength of the various blends values declining trend ; bending test,the bending strength of the various blends did not change significantly , bending all blends modulus increased.

Keywords: ASA; α-MSAN; CPE; UV shielding agent; Titanium dioxide

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 课题背景 1

1.2 国内外进展 1

1.2.1 国内进展 1

1.2.2 国外进展 2

1.3 本课题主要研究内容 2

第二章 理论部分 4

2.1 ASA树脂概述 4

2.1.1 ASA树脂组成 4

2.1.2 ASA树脂合成 4

2.1.3 ASA树脂性能 5

2.1.4 ASA树脂用途 5

2.2 聚合物的耐热改性 6

2.2.1 耐热改性方法类型 6

2.2.2 ASA耐热改性 7

2.3 聚合物的增韧改性 8

2.4 紫外线屏蔽剂 8

2.4.1 紫外线的特征和影响 8

2.4.2 紫外线屏蔽剂的种类 9

2.4.3 二氧化钛的结构 9

2.4.4 二氧化钛的应用 10

第三章 实验部分 12

3.1 实验原料 12

3.2 仪器与设备 12

3.3实验配方 13

3.4 样品制备 14

3.4.1 共混过程 14

3.4.2 压片过程 14

3.4.3 制样过程 14

3.5 测试与表征 14

3.5.1 表面形貌分析 14

3.5.2 傅立叶变换红外光谱分析 14

3.5.3 色差分析 14

3.5.4 力学性能测试 15

第四章 结果与讨论 16

4.1表面形貌分析 16

4.2 傅立叶变换红外光谱分析 17

4.3 色差分析 19

4.4 力学性能测试 21

4.4.1 冲击测试 21

4.4.2 拉伸测试 22

4.4.3 弯曲测试 23

第五章 结论 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 引言

1.1 课题背景

ASA树脂是由丙烯腈、苯乙烯与丙烯酸酯类橡胶体接枝共聚产生的，它与ABS相比较的话，因为引入不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，因而耐候性有了本质上的改善，有关实验表明其耐候性比ABS高出10倍左右，而其他的力学性能、电绝缘性、加工性能、耐化学腐蚀性与ABS相似^[1]。虽然ASA的耐热性比ABS要好，但是在一些范围内不能满足使用要求，需要对ASA进行耐热改性，耐热改性有很多方法，本次试验加入为α-MSAN（α-甲基苯乙烯）作为耐热改性剂。但与此同时存在另外的缺点是脆性大，因此加入CPE（氯化聚乙烯）作为增韧改性剂，所以三元共混体系的性能有了综合性的提高。本次课题研究的是三元共混体系的耐紫外光性能，选取了两种不同晶型的二氧化钛紫外光屏蔽剂作为研究对象，分别是金红石型TiO₂、锐钛矿型TiO₂，用这两种不同晶型的TiO₂填料对ASA/ α-MSAN/CPE三元共混体系耐紫外光性能进行改性。

1.2 国内外进展

1.2.1 国内进展

从应用角度而言，钛白粉可以分为非颜料级钛白粉和颜料级钛白粉。涂料、塑料、纸张等行业主要应用颜料级钛白粉，包括金红石型钛白粉和锐钛矿型钛白粉，其中，金红石型钛白粉耐光性强，主要应用于制造室外涂料等产品，锐钛矿型钛白粉耐光性稍逊一筹，多用于制造室内涂料等产品^[2-4]。钛矿床按照工业类型分为钛铁矿和金红石。我国金红石资源十分有限，低品位的原生矿占86%，而砂矿仅为14%^[5-6]。我国钛白粉工业经历了三个发展阶段，20世纪50~70年代，国内产能仅两万吨，且为低端产品，如电焊条和搪瓷所用品种；70~80年代末是第二阶段，硫酸钛白粉工艺的发展使产能达到10万吨以上，这个阶段相继生产出锐钛矿型和金红石型产品；90年代之后我国钛白粉行业大规模发展，产能及产量大逐年扩大，真正意义上形成工业化^[7]。

我国一直是钛矿产品的净进出口国。国内的矿石品位低，所生产的钛白粉由于质量原因很难进入高档钛白粉市场，随着国内经济的迅猛发展，涂料、塑料、橡胶、油墨、日用品等行业对高质量锐钛矿型产品和金红石型产品需求增加，然而国内产品质量难以保证，因此对外依赖明显，进口逐年上升。进口钛白粉以金红石型产品为主，约占进口总量的80%，其余为高档专用的锐钛矿型产品^[8]。

1.2.2 国外进展

美国SRI咨询公司（SRIC）的行业分析报告指出， 2008年亚洲市场约占全球钛白粉新增需求的80%，其中中国市场占50%，未来几年内中国钛白粉市场将以年均8.5%的速度增长^[9-10]。随着纳米材料的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观体积效应等特殊性能的发现和阐明，TiO₂纳米材料的应用领域也不断扩大。20世纪80年代以前，TiO₂纳米材料主要应用于精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，市场需求小；80年代以后，TiO₂纳米材料在催化和环境保护方面的良好表现日益彰显，被广泛用于涂料、电子和电力等行业，展现出了巨大的市场前景。TiO₂纳米材料的需求和生产大幅度增加，使钛白工业的发展跨上一个新的台阶。

请支付后下载全文，论文总字数：22177字