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饱和弹性体增韧SAN树脂具有良好的物理机械性能和耐候性能,是一种高性能树脂。目前弹性体增韧SAN树脂多用溶液接枝法制备,工艺复杂、成本高昂且污染环境,简单利用熔融共混法制备弹性体增韧SAN树脂又一直存在相容性差等问题而无法产业化。本研究以自己合成的新型接枝单体N—(4—羟基苯基)马来酰亚胺(4-HPM),与马来酸酐(MAH)分别接枝非极性弹性体三元乙丙橡胶(EPDM),再与其它廉价的饱和弹性体CPE和ACR一起共混增韧SAN树脂,探讨了几种饱和弹性体对SAN树脂的增韧效果。
首先,研究了N—(4—羟基苯基)马来酰亚胺合成反应的影响因素,得到产率为80%的桔黄色粉末,FTIR、DSC和<1>H—NMR等手段说明产物确为4—HPM。
紧接着,利用4-HPM和马来酸酐作为接枝单体,分别制得了接枝率为1.2%和1.6%的接枝物EPDM-g-MAH和EPDM-g-4-HPM,探讨了马来酸酐接枝EPDM反应的影响因素,FTIR红外光谱表明马来酸酐和N—(4—羟基苯基)马来酰亚胺确已接枝在EPDM链上。
然后,分别制备了EPDM、EPDM-g-MAH、EPDM-g-4-HPM、ACR和CPE与SAN树脂的共混物,考察几种不同饱和弹性体对SAN的增韧效果。实验结果表明:EPDM对SAN没有增韧作用;EPDM-g-MAH和EPDM-g-4-HPM增韧作用也很微弱;ACR和CPE对SAN的增韧效果比较好,含量40%时共混物的缺口冲击强度分别达到最大6.28 KJ/m<2>和10.26 KJ/m<2>,是SAN缺口冲击强度的2.4和3.9倍。SEM照片同样显示EPDM、EPDM-g-MAH和EPDM-g-4-HPM在SAN基体中分散相尺寸较大,材料呈脆性断裂。ACR和CPE与SAN共混物的断面则呈层层剥落状,并且有橡胶粒子空穴化形成的孔洞,基体层明显的塑性形变,说明材料呈韧性断裂。
最后,分别用CPE/EPDM-g-MAH和CPE/ACR对SAN树脂进行复合增韧,考察CPE与EPDM-g-MAH或者ACR对SAN树脂的协同增韧作用。CPE与EPDM-g-MAH配比为1∶1,在体系中总量为40%时,其缺口冲击强度达到最大,是等量EPDM-g-MAH/SAN体系的2.5倍,断裂伸长率更是提高到后者的10.7倍。CPE∶ACR为40∶60,总量为30%时,共混物的缺口冲击强度达到最大为12.73KJ/m<2>,大于任一单组分增韧体系的缺口冲击强度,说明两种增韧剂之间存在协同增韧效应。