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摘 要

甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（透明ABS）不仅具备普通ABS的高抗冲击性、耐化学性等优良性能外，还拥有良好的透明度。聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）是一种透明度高、力学性能良好的新型环保工程塑料。本实验用熔融共混的方法制备了不同组分的透明ABS/PETG二元共混物，并对二元共混物的结构和性能进行了研究。利用冲击试验机、电子万能试验机、溶体流动速率仪（MFR）、旋转流变仪、红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）对共混物的力学性能、流动性能、流变性能、表面基团、断面形貌等进行了测试与表征。

结果表明，随着透明ABS含量的增加，透明ABS/PETG共混物的拉伸强度和断裂伸长率都逐渐降低。当透明ABS含量达到15 %时，拉伸强度从纯PETG的53MPa下降到48.7 MPa，下降了8%；断裂伸长率从纯PETG的245%下降到151 %，下降了38%。当透明ABS含量为30%时，拉伸强度下降到42.9MPa，下降了19 %；断裂伸长率下降到12%，下降了95 %。缺口冲击试验结果表明，纯PETG的缺口冲击强度为3.4 kJ/m²，共混物的缺口冲击强度随着透明ABS含量的增加而逐渐降低，但是纯透明ABS的缺口冲击强度较高为11 kJ/m²。熔体流动速率测试结果表明，共混物的熔体流动速率随着透明ABS含量的增加下降明显，当透明ABS含量由15 %增加到85 %时，共混物的MFR值由6.8 g/10min下降到1.7 g/10min。流变实验结果表明，提高剪切速率可以降低透明ABS/PETG共混物的复数粘度；透明ABS含量较高的共混物具有较高的储能模量、损耗模量和复数粘度。FTIR结果表明，透明ABS/PETG共混物中不存在强的相互作用，该共混物的制备过程为物理过程。SEM结果表明，随着透明ABS含量的增加，共混物体系发生了相反转，透明ABS/PETG(50/50)共混物近似双连续相结构。

关键词：透明ABS PETG 共混物 相容性 流变性能

Study on properties of transparent ABS/PETG blends

Abstract

Methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymer (transparent ABS) hashigh impact strength of ordinary ABS, chemical resistance and goodtransparency.Poly(ethylene glycol-co-cyclohexane-1,4-dimethanol terephthalate) (PETG) isanovel environmental protection engineering plastics, which has high transparency and good mechanical properties.In this study, mechanical properties, flowing properties, rheological properties, surface groups and morphology of transparent ABS, PETG and their binary blends with different blending ratios were studied by  impact testing machine, universal testing machine, melt flow rate instrument (MFR), rotary rheometer, infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM).

The results showed that tensile strength and elongation at break of the blends decreased with an increase in transparent ABS content. When the transparent ABS content increased to 15%, the tensile strength decreased from 53 MPa of neat PETGto48.7 MPa and the elongationatbreakdecreased from 245% of neat PETGto 151 %.When the transparent ABS content increased to30%, the tensile strength and elongation at break decreased significantly to 42.9MPaand 12%,respectively.The results of notch impact test indicated that the notch impact strength oftheblendsdecreasedwith the increase of transparent ABS content. MFRresultsshowed that the value of MFR decreased gradually withan increase in the transparent ABS content.When the transparent ABS content increased from 15 % to 85%,the value of MFRdecreasedfrom 6.8g/10min to 1.7g/10min. The results ofrheologicalexperimentsshowed that the complex viscosity of blends reduced with anincrease in shear rate. The blends with high transparent ABS content had higher storage modulus, loss modulus and complex viscosity. FTIR results revealed no reactions in the blends, which just  physicalblending.The results of SEM indicatedtheblends appeared phase inversion with the increase of transparent ABS content, and thetransparent ABS/PETG(50/50) blend existed double phase continuous structure.

Keywords:Transparent ABS; PETG; Blends; Compatibility; Rheological property

目录

摘要 I

Abstract II

第一章前言 1

1.1课题背景 1

1.2国内外进展 1

1.2.1 国外进展 1

1.2.2 国内进展 2

1.3本课题的工作内容 2

第二章理论部分 4

2.1透明ABS树脂简介 4

2.1.1 透明ABS的合成 4

2.1.2 透明ABS的性能 6

2.1.3 透明ABS的应用 6

2.2PETG聚酯简介 6

2.2.1 PETG的合成 7

2.2.2 PETG的性能 7

2.2.3 PETG的应用 8

2.3 PETG和ABS的共混改性 8

2.3.1 PETG的共混改性 9

2.3.2 ABS的共混改性 10

第三章实验部分 12

3.1实验用原材料 12

3.2实验仪器与设备 12

3.3样品制备 12

3.4测试与表征 13

3.4.1力学性能测试 13

3.4.2熔体流动速率的测定 13

3.4.3流变性能测试 13

3.4.4红外光谱分析 13

3.4.5 扫描电子显微镜表征 14

第四章结果与讨论 15

4.1力学性能测试 15

4.1.1 拉伸性能 15

4.1.2 冲击性能 17

4.2熔体流动速率测定 18

4.3流变性能 19

4.4红外光谱分析 21

4.5扫描电子显微镜分析 22

第五章结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 前言

1.1课题背景

当今高分子材料已成为工业、农业生产和人民生活不可缺少的重要材料。但是随着现代科技的日新月异和人民生活水平的逐步提高，对高分子材料也提出了日益广泛和苛刻的要求。聚合物共混改性不仅是聚合物改性的重要手段，更是开发综合性能优异的新型材料的重要途径,降低了生产成本，带来较大的社会效应。据国外统计^[1]，一种工业化的新型聚合物，从研制到中试需近两亿美元的投资，而研制并投产一种新型聚合物共混物只需数百万美元的投资。此外，一些工程聚合物共混物的力学性能可与某些金属合金相媲美，这是均聚物难以比拟的。

聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）作为一种新型环保型工程塑料，具有优良的力学性能、良好的加工性能和优异的透明性，用于制作高性能的透明板材、包装等。甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(透明ABS)不仅具有普通丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（ABS）的耐化学性、抗冲击性、刚性等优良性能，还拥有良好的透明性，用于制造高物理机械性能的透明制品。

1.2国内外进展

1.2.1国外进展

Walter W. Focke^[2]等人研究了用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）作为增容剂对ABS-高冲击性聚苯乙烯（HIPS）-PETG三元共混物的拉伸和冲击性能的影响。实验结果表明，共混物的拉伸强度、屈服强度和模量几乎与本体聚合物相类似。而共混物的缺口冲击强度与高协同作用的ABS/PETG共混物和强对抗的HIPS/PETG共混物相比较偏差较大。此外，SBS增容剂的加入提高了ABS/HIPS共混物的冲击强度。动态力学分析证实了ABS/PETG共混物是不相容体系。

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