蔣 迪 ， 王孝鵬 ， 孫慶利 ， 鄭曉東 ， 陳 杰

(1.吉林化工學院 碳纖維材料研究院 ， 吉林 吉林 132022 ； 2.吉林化工學院 材料科學與工程學院 ， 吉林 吉林 132022)

ABS樹脂由三種單體共聚合成，具有良好的抗沖擊性、抗拉伸性能、耐化學腐蝕性、耐熱性等。在生活中ABS樹脂得到了大量應用，常用于儀器儀表、機械、電器中[1-3]。作為新材料的出現(xiàn)，ABS樹脂在今天仍然面臨著很多問題，比如容易老化、使制品褪色泛黃、使用壽命縮短等[4]。為了抑制ABS樹脂氧化，除去材料中的不穩(wěn)定基團，防止其自動氧化，提高其使用性能和壽命，較好的方法是在ABS樹脂中加入抗氧劑。添加抗氧劑操作簡單、效果突出，成為當下的首要選擇[4-5]。

本文在ABS樹脂中加入抗氧劑2246和光穩(wěn)定劑3853等系列助劑，研究ABS樹脂的力學性能和抗氧化性能，主要進行了拉伸強度、沖擊強度和DSC分析。為ABS樹脂的抗氧化性能研究提供了一定的理論基礎。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

抗氧劑2246[2，2′-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)]，一級品，杭州迅翔化工有限公司；2，2，6，6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯(3853)，分析純，武漢拉那白醫(yī)藥化工有限公司；硬酯酸鎂(MS)，AR，河北千友新材料科技有限公司；乙烯基雙硬脂酰胺(EBA)，一級品，江西東遠科技有限公司；ABS樹脂，0215A，中國石油天然氣股份有限公司吉林石化分公司。

1.2 實驗設備

同向平行雙螺桿擠出機，SHJ-20，中國南京聚力化工機械有限公司；注塑機，SZ-SM1335，深圳時資科技有限公司；拉伸試驗機，WDW3010，長春科新實驗儀器有限公司；懸臂梁沖擊試驗機，XJUD-5.5，廈門崇達智能科技有限公司；差示掃描量熱儀，DSC131 EVO，北京塞塔拉姆儀器公司。

1.3 材料制備及性能測試

在ABS樹脂中按表1配比，分別添加2246、3853、乙烯基雙硬脂酰胺或硬酯酸鎂后，在擠出機中擠出造粒，將粒料烘干后，在注塑機中注塑成型，制成樣條1～6。

表1 ABS樹脂中加入各助劑配比表

按ISO527—2—2012，Ⅰ型試樣，在50 mm/min的拉伸速度下測試拉伸強度。按GB/T1843—2008測試沖擊強度。DSC測試：空氣條件，升溫速度為10 ℃/min。

2 結果與討論

2.1 力學性能測試

拉伸強度/沖擊強度測試結果見表2。

表2 拉伸強度/沖擊強度測試結果

從表2可以看出，未加助劑的ABS樹脂的拉伸強度和沖擊強度分別為46.70 MPa和30.89 kJ/m2。ABS樹脂中加入各助劑后，拉伸強度除未加助劑的ABS樹脂外，最高的是樣條5，為45.08 MPa；沖擊強度最高的同樣為樣條5，此樣條的沖擊強度為31.22 kJ/m2，比未加助劑的ABS樹脂略有提升，其他樣條拉伸強度和沖擊強度均降低。拉伸強度和沖擊強度下降的原因是因為助劑的加入，對材料原有的結晶結構有部分破壞，從而材料力學性能有所下降。在加入硬酯酸鎂和乙烯基雙硬脂酰胺后，力學性能要比只加入2246或3853的有所提高。

樣條4的拉伸強度和沖擊強度均比樣條2和3的高，因加入硬酯酸鎂后可以使各助劑分散均勻，避免應力集中而使材料產(chǎn)生裂紋，減少拉伸過程中的應力集中點，使拉伸強度和沖擊強度均較高。

樣條5的拉伸強度和沖擊強度比其它樣條的高，主要是因為EBA可以起到內(nèi)潤滑的作用，可改善分子鏈之間的滑動，消除高分子鏈之間的結合點，使高分子鏈之間獨立更容易運動，受到拉伸外力作用時分子鏈更容易發(fā)生解纏結。而且可以提高助劑之間的分散程度，降低應力集中，所以樣條5拉伸強度保持率最高，沖擊強度較大。而硬酯酸鎂和乙烯基雙硬脂酰胺同時加入，如樣條6，因助劑的加入量過多使材料原有的結晶結構破壞較多，使力學性能略有降低。

2.2 DSC測試

ABS樹脂的DSC曲線見圖1。

圖1中曲線1～6分別對應1～6樣條的DSC測試曲線。由圖1可以看出未加助劑的ABS樹脂樣條1的氧化誘導溫度為227.5 ℃，加入抗氧劑2246的樣條2的氧化誘導溫度為228.9 ℃；樣條3的氧化誘導溫度為232.5 ℃，為6個樣條中的最高值；樣條4～6的氧化誘導溫度分別為220.2、227.1、225.7 ℃。只有樣條2和樣條3的氧化誘導溫度比未加助劑的ABS樹脂的高，其余樣條氧化誘導溫度均較低。樣條3的氧化誘導溫度最高，因2246和3853之間可以產(chǎn)生協(xié)同作用，提高ABS樹脂的抗氧化能力，使ABS樹脂的氧化誘導溫度提高5 ℃。EBA和MS的加入會降低ABS樹脂的抗氧化能力，所以這兩種物質(zhì)加入量不能太多。

圖1 ABS樹脂的DSC曲線

3 結論

ABS樹脂中加入2246系列助劑后，只有一組樣條沖擊強度數(shù)據(jù)略有提升，其它樣條拉伸強度和沖擊強度均降低；ABS樹脂在加入MS和EBA后，力學性能要比只加入2246或3853的樣品有所提高。樣條2和樣條3的氧化誘導溫度比未加助劑的ABS樹脂的高，其余樣條氧化誘導溫度均較低，樣條3的氧化誘導溫度最高，為232.5 ℃，比未加助劑的ABS樹脂提高了5 ℃。加入MS和EBA會降低ABS樹脂的抗氧化能力，此次制備的樣條MS和EBA的加入量均較多，今后要減少MS和EBA的加入量。