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透明ABS制品的研究進展及應用現狀

2019-10-15

普通ABS制品不透明,通過選擇適當的接枝主干和接枝單體,可制得透明ABS廣義上說透明ABS樹脂通常分為兩類,其一為MBS。另一類為MABS,MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯三種單體組成的樹脂,它彌補了ABS樹脂不透明的缺陷;MABS是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四元組分組成的共聚物,它具有優良的透明性和機械性能。本文所論述的透明ABS指的是MABS樹脂。MABS樹脂是日本合成橡膠公司于1962年首先開發和生產的。20世紀80年代制備MABS樹脂的工作引起了各國的重視,獲得了迅速發展。目前美國、德國、日本、臺灣等一些發達國家和地區才能工業化生產MABS;而國內Z近才由中國石油天然氣股份公司蘭州石化分公司蘭州石化研究院小試研制成功,尚未工業化生產MABS樹脂的透光率可達85%或以上,其機械強度超過同樣透明的MBS樹脂,同時MABS具有優良的抗沖擊強度和缺口沖擊強度,甚至低溫抗沖性能也很好;它還具有很高的抗彎曲強度和表面硬度,而且所得制品具有較大的扭曲剛性。與其他透明樹脂相比(如PC的流動性、PMMA的化學穩定性、SAN的抗沖擊性),MABS占有一定的優勢,從而使這種透明性ABS樹脂在新用途方面獨樹一幟。因此我國應加大對MABS的研究力度,盡早實現工業化生產。

當光線照射到高分子材料表面上時,一部分光線被材料的表面反射掉,另一部分光線進入高分子材料中,發生散射、吸收,剩余的光線透過材料射出。所以光線通過高分子材料的損失主要由3個因素構成:反射、散射、吸收。

普通ABS由兩個不相容的相,即聚丁二烯橡膠接枝共聚物相和SAN樹脂相所組成,其不同微相之間折射率的差別造成的光散射效應使材料喪失了透明性接枝橡膠粒徑大小和兩相折射率的差值,決定了ABS的透明性。如果粒徑足夠小,小到可與可見波長相比,則可認為二相在光學上是均一的,于是產品表現為半透明。如果折射率完全相等,則產品表現為全透明。

透明ABS樹脂的設計原理在于保持其微觀相分離的高級結構的前提下,通過共混、共聚等手段調節材料的化學結構,降低橡/塑相的折射率差。從而消除光散射效應而實現可見光區透明。一般情況下,當兩相折射率相差小于0.009時就可以達到足夠的透明度。從理論上講,膠乳的粒徑只要小于可見光的波長370nm,就可以透明。但實際上由于兩相折射率有微小差異,接枝橡膠粒徑小于100nm也可以透明,這是因為可見光的波長是430-760nm。當橡膠粒子粒徑比可見光波長小很多時(70nm左右),這樣小的粒子可以看作是懸浮在透明介質中的均勻的透明體而不影響光線通過。

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