年产1万吨SAN树脂的生产车间工艺设计外文翻译资料

 2022-05-14 07:05

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摘要：通过与氯化聚乙烯（CPE）和丙烯酸树脂（ACR）在三种不同温度（230, 0和25 8C）的共混，使苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）/丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）共混物（75/25，W/W）硬化。当测试温度为0和25 8C时，CPE对改善共混物的冲击强度而不是ACR起到了关键作用。在230 8C时，CPE和ACR具有明显的协同增韧作用：当添加10的PHR CPE和15的PHR ACR时，共混物的冲击强度在7.50 kJ/m2时达到峰值，比25 PHR CPE或25 PHR A高约2～三倍。将Cr单独引入共混体系中。扫描电子显微镜，动态力学分析，表面能测量被用来研究增韧机制。此外，其他的机械性能和热变形温度进行了评价。VC 2016威利期刊，J.Appl公司。多聚体SCI。2016, 133, 43958。

关键词：共混物；共聚物；玻璃化转变；性能和表征

2016年2月28日收到；2016年5月12日接受

DOI:101002/App.439 58

介绍

聚合物材料的冲击韧性不仅是表征力学性能的重要因素，也是考虑应用的主要因素。事实上，当冬季使用聚合物材料时，使用温度可以低于230℃，因此，当材料增韧时，应考虑室温和低温。因此，研究塑料在不同温度下的韧性是很有意义的。

苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）是一种工程热塑性材料，具有优异的力学性能、耐候性、耐化学性和易加工性等1大性能。它具有许多重要的应用，如移动设备和家用电器的配件，仪表板，以及各种开关和油烟机的薄片。丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）

核壳结构聚合物，2,3，通过接枝得到交联交联聚（丙烯酸正丁酯）SAN壳

橡胶芯。ASA已被认为是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的理想替代物，因为ASA中的ACRY晚期组分与ABS中的不饱和丁二烯组分相比，更具有抗紫外线辐射和氧的攻击能力。在工业上，SAN常与ASA混合制备ASA树脂，具有优异的刚性、耐热性和先进的耐候性。然而，ASA的掺入不能使脆性SAN 6的韧性得到令人满意的提高。在我们以前的工作中，使用7氯化聚乙烯（CPE）来增韧SAN/ASA（75/25）二元共混物。在23和0 8C时，加入CPE对提高SAN/ASA（75/25）二元共混物的冲击韧性有一定的影响，加入60份CPE后，冲击强度在23～8C提高11倍，0℃提高10倍。试验温度为230 8C时，增韧效果不明显，主要原因是CPE的聚合物链在230℃下被“冻结”，因此CPE显然不能改善共混物的韧性。丙烯酸树脂（ACR）是一种典型的核-壳结构冲击改性剂，主要用于硬质塑料的增韧，特别是改善聚乙烯醇的低温韧性。结果表明，SAN/ASA/ACR共混体系具有良好的相容性，在共混体系中观察到了韧脆转变。考虑到CPE可以改善共混物在25和0 8C的冲击韧性，通过ACR提高230～8C，先将ACR和CPE添加到SAN/ASA（75/25）共混物中，然后检测CPE与ACR之间是否存在增韧增效作用。目标是通过混合不同的冲击改性剂，在所有三种温度（230, 0和25 8C）下制备具有良好冲击韧性的共混物。

实验材料

SAN（D-178）由镇江GPPC化工有限公司（中国镇江）提供。ASA（HX-960）由淄博华兴助剂有限公司（中国淄博）供应。潍坊亚星化工有限公司（潍坊，中国）生产的CPE（135A，36重量%氯含量）。ACR（FM－50）是从日本东京的KaigaFuui化学工业有限公司获得的。其他添加剂，如IrGaOx B215，硬脂酸钙和聚乙基蜡，均为工业级，分别用作抗氧化剂、外部润滑剂和内部润滑剂。样品制备为了估计CPE和ACR之间可能的相互作用，SAN/ASA以重量比为75/25固定为基质，CPE／ACR含量的比例从0/25变化到25/0。因此，SAN/ASA/CPE/ACR共混物被描述为75/25 /x/y（x和y 5 5，15, 20, 25）。样品被指定为CXAY，其中C和A代表CPE和ACR，X和Y分别表示它们的剂量。

将共混物和所有添加剂用二辊轧机（SK-160B，中国上海上海橡胶机械厂）混合，在180 8C，SAN，ASA中，添加剂首先熔化2分钟，然后加入CPE和ACR的混合物并继续混合8分钟。UNDS在模压硫化机（XLB-D 350 350 3 350 3 2，上海上海第一橡胶机械厂，中国）压缩成型成2和4毫米厚的片材，在180℃下15分钟，压力为10 MPa。在将模具从模具中取出之前，允许模具在相同的压力下冷却至室温。从2毫米片材切割的哑铃形试样用于拉伸试验，从厚度为4毫米的板材切割的矩形试样（80 3 3 10 3 4毫米3）用于弯曲、冲击和热变形温度测试。所有样品，包括哑铃和矩形形状，在120℃下退火2小时。

冲击性能在IZOD冲击试验机（UJ-4，承德机械厂，承德，中国）ISO 180（塑料：IZod冲击强度）的测定下进行缺口IZOD冲击强度。根据标准，将测试规格（80 3times;10 3 4 Mm3）作为缺口类型A，其缺口基半径为0.25 6 0.05 mm，缺口角度45 6 18，剩余宽度为8 8的缺口基部。0.2毫米。上述试验在三种不同的透射电镜下进行（25, 0和230 8C）。在测试之前，将样品保持在相应的温度10小时，以排除任何温度误差。25℃的试验在空调房间内进行。在0和230 8C的测试中，样品先在冰箱中冷藏10小时，其中温度已经被设定，然后从冰箱取出山姆样品立即进行测试。

扫描电镜分析

扫描电子显微镜（SEM；JSM-5900；JEOL，东京，日本）被用来观察冲击断裂表面的共混物与加速电压为15千伏。在扫描前，用薄的导电层涂覆样品的断裂表面。本试验不使用任何染色或其他化学处理方法。

动态力学分析

动态热分析是由模块化紧凑流变仪（MCR302，Anton Paar，格拉茨，奥地利）进行的。共混物的动态力学分析（DMA）在扭转模式下以1 Hz的恒定频率、0.05%的振幅和290至160℃的温度范围进行扫描。

加热速率为3 8c/min。所有样品（30，3，6，3，2，MM3）从压缩模塑板上切割下来。在相同的测试条件下，所有样品的存储模量（G0）和损耗角正切（TAN D）作为温度的函数而获得。玻璃化转变温度（Tg）被定义为TAN D曲线的峰值。

接触角测量

在室温下的DSA 100滴状分析系统（KRU AUF SS，德国，汉堡）中测量了接触角。测试样品通过压缩成型获得。选择两种试验液体[蒸馏水（H2O）和二碘甲烷-甲烷（CH2I2）]，在2毫升溶剂滴在样品表面上，记录接触角为30秒。本研究中样品的接触角值是同一样品上至少五次重复试验的平均值。计算了接触角的标准偏差小于628。

弯曲和拉伸性能

弯曲试验和拉伸试验是在通用试验机（CMT 5254，深圳SANS试验机有限公司，深圳，中国）根据ISO 178（塑料：测定弯曲性能）13和ISO 527（塑料：测定拉伸性能）14与不变量进行的。2的速率

5毫米/分钟。两种试验均在室温（25 8C）下进行。

热变形温度

用VICAT/HDT设备（ZWK 1302-2，深圳SANS试验机有限公司，深圳，中国）评价共混物的热变形温度（HDT）。在1.80和0.45 MPa的最大混合应力下，在ISO 75（塑料：测定负荷下的偏转温度）下，所有试验均在120℃/h的加热速率下进行。

结果与讨论

冲击性能

为了探讨CPE和ACR在SAN／ASA（75/25）共混体系中是否具有协同增韧作用，CPE／ACR含量的比例在0/25～25/0之间变化。在图1中显示了共混物在三种温度（230, 0和25 8C）的冲击强度。如图1（a）所示，当25的PHR ACR单独添加到SAN/ASA（75/25）共混物时，冲击强度在25 8C时较低（6.79 kJ/m2）。随着CPE浓度的增加，冲击强度不断增大，CPE和ACR接近S时会发生韧脆转变。命名内容。最大值为40.63 kJ/m2出现在C25A0，这是近六倍，高于C0A25的冲击强度。类似的增长趋势是

图2. SAN/ASA/CPE／ACR共混物断裂面的SEM照片

图3. SAN、ASA、CPE、ACR和SAN/ASA/CPE/ACR共混物的Ta－D曲线。[彩色图形可以在在线问题中查看，这在WiyOnLeLeLabRay.com中可用。]

在图1（b）中观察到0 8C。当CPE含量增加到15 PHR时，冲击强度保持在附近。

13 kJ/m2，几乎不变。然而，在SAN／ASA（75/25）共混物中单独引入ACR对0和25 8C的冲击强度没有明显的改善作用，即在0和25 8C时，CPE对改善共混物的冲击强度起着重要作用。令人惊讶的是，CPE和ACR在230 8C出现明显的协同增韧作用。当CPE或ACR单独加入时，共混物的冲击强度较低，而CPE与ACR结合时其冲击强度显著增加。例如，当CPE和ACR接近相同的含量时，共混物的冲击强度达到约7.50 kJ/m2的峰值，约为C25A0或C0A25的两到三倍。此外，应注意的是，当添加15份PHE CPE和10份PHR ACR时，共混物在所有三种温度（230, 0和25 8C）上都具有良好的韧性，其中冲击强度分别为6.52、12.61和33.81 kJ/m2。扫描电镜分析相同放大倍数的SEM显微照片显示试样在冲击试验后的断裂表面。在以前的工作中，ACR用于增韧SAN/ASA二元共混物。11结果表明SAN/ASA/ACR共混物具有良好的相容性。由于在SAN/ASA/ACR共混物中观察到延性-脆性转变，加入ACR仅能在有限尺度上提高韧性，从而使SAN/ASA/ACR（70/30／30）共混物的冲击强度为只有6.9 kJ/m2。如图2所示，C0A25在25 8C处观察到一个主要由细小的分离血小板和云状结构组成的表面，这是一种典型的核壳冲击改性增韧塑料的断裂面。S是相当粗糙的，一旦CPE含量超过15份，就会出现线状形貌。当在25 8C时单独加入25的PHR CPE时，冲击断裂表面呈现出明显的螺纹状形态，表面有明显的微孔，具有良好的增韧效果。

据文献8，当ACR用于塑料增韧时，它作为共混物中的应力集中器，并在变形过程中诱发大量的裂纹，导致云状表面的出现。然而，在CPE引入塑料之后，16在聚合物基体中形成的近似网络结构趋向于形成剪切带来吸收能量，并且出现纤维状或线状的形态。这些结论本研究通过SEM照片验证。此外，根据图2中，云状和线状结构特点同步时出现CPE和ACR都介绍了在25°C，如c10a15和c15a10。相对于0 8C，趋势相似，在25度出现。

应该指出的是，形态像25或0 8C消失在230 8C，冲击韧性断裂在第一阶段表面先增大后减小。随着冲击的结果相关的好，c10a15和c15a10显微照片超过230 8C左右两侧。重叠的血小板出现在冲击破碎。

图4. SAN/ASA/CPE／ACR共混物的储能模量曲线[彩色图形可以在在线问题中查看，这可以在WiyOnnal.Label.com上获得。]

C10A15和C15A10的表面在230 8C，而C0A25和C25A0的冲击断裂表面相对光滑，表明ACR代替CPE在提高冲击强度方面起着重要作用。换言之，SEM分析得到的结果与共混物的冲击强度基本一致。

动态力学分析

用DMA记录共混物的玻璃化转变行为。纯SAN、ASA、CPE、ACR和SAN/ASA/CPE/ACR共混物的不同组成的Tan D曲线如图3所示。将TAN D曲线的峰值温度定义为对应分量的Tg值，并将所得结果汇总在表I中。

可以观察到，SAN和CPE仅显示一个玻璃化转变温度，而在安佐和ACR中检测到两个玻璃转变。众所周知，传统的核壳结构聚合物从DMA分析中表现出两种玻璃化转变特征：较低的温度峰属于橡胶相，而较高的温度峰属于刚性壳。因此，从ASA的TAN D曲线来看，低温区（241.9 8C）的Tg与PsAg核一致，高温区（119 8C）的Tg归因于SAN壳。关于ACR，类似地，两个玻璃转变（237.6和107 8C）分别对应于PBA橡胶芯和PMMA刚性壳。比较表2中的所有Tg，26.3值，在共混物中从纯CPE（26.3 8C）到CPE组分（221到218.2 8C）有明显的值。同样的PANOM ENON已经被报道过。7.，18.19，由软、硬相的热膨胀系数的差异所产生的负压可能是造成这种下降的原因。在SAN和ASA共混后，二元共混物（C0A0）低温区的Tg从241.9降低到可能的原因是，SAN的加入稀释了丙烯酸酯的浓度并扩大了橡胶相的运动空间。21，因此链段开始在相对较低的温度下移动，并且观察到Tg的减少。

此外，当CPE和ACR被引入SAN/ASA共混物中时，低温区的Tg值分别保持在约218和245 8C，并且没有观察到明显的偏移。由于SAN与PMMA22的相容性较好，且Tg值相近，共混物在高温区仅显示出约120 8C的Tg。如图4所示，刚性聚合物SAN的储存模量最高，而三弹性体相当低。由于所有三种弹性体都是无定形聚合物，当测试温度高于Tg时，它们的储能模量急剧下降。正如预期的那样，所有共混物的储存模量处于中间状态。可以看出，C25A0的储能模量优于C0A25，这表明ACR对共混物刚度的影响大于CPE。

接触角测量为了进一步探索增韧机理，测量了接触角，以计算共混物不同组分之间的界面张力。混纺系统有四个组成部分。考虑到SAN和ASA之间的相容性，本文将SAN和ASA简化为一个组成部分。接触角和表面张力的结果列于表中。

二。引入欧文斯-WeNT方法23计算极性和色散张力。

不同聚合物之间的界面张力可以由下列等式计算：

这里，GA和GB是两个部件在接触时的表面张力，GAB是组分A和组分B之间的界面张力。如表II

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