论文总字数：23093字

摘 要

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）是一种极为重要的工程塑料，具有良好的机械性能，和耐候性能。但是同样也存在着一系列的不足，使得ASA树脂在现如今的一些特殊领域已逐渐无法满足人们的需要。因此，对于 ASA树脂的改性已成为现阶段研究的热点之一。

本文研究了由α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物（α-MSAN）进行耐热改性并加入氯化聚乙烯（CPE）对其进行增韧改性，以及对ASA/α-MSAN/CPE三元共混体系加入紫外线吸收剂进行耐候改性。主要目的在于提高ASA/α-MSAN/CPE三元共混体系的耐候性能。我们选定了2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（UV531）和2-（2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基）-5-氯代苯并三唑（UV531）两种紫外线吸收剂对ASA/α-MSAN/CPE三元共混体系进行耐候改性的研究。

本实验利用人工老化箱、电子万能试验机、红外光谱仪（FTIR）、色差仪等仪器对经过紫外线老化后的共混物的力学性能、基团变化以及色差等进行了测试与表征。结果表明，加入紫外线吸收剂均可使 ASA/α-MSAN/CPE三元共混体系耐紫外光性能提高，尤其是向基体中加入紫外线吸收剂UV326，在色差方面总色差仅为15，仅是加入紫外线吸收剂UV531体系的60%。冲击，拉伸，弯曲等力学实验性能也均优于加入UV531的体系。

关键词：ASA 紫外线吸收剂 共混 耐候改性

The Influence of Different UV Absorbers on UV-Resistant Performance of the ASA/α-MSAN/CPE Ternary Blending System

Abstract

Acrylonitrile-styrene-acrylate terpolymer (ASA) is a kind of very important engineering plastics with good mechanical properties and weather resistance.But there are a series of deficiencies of it as well which lead to a problem that the ASA resin cannot meet the needs of people in some special areas of today.Therefore,for ASA resin modifiled has become one of the hot spots of current research.

This paper studies on alpha-methyl styrene-acrylonitrile copolymer (α-MSAN) for heat resistant modification and adding chlorinated polyethylene (CPE) on the toughening modification,as well as to join the uv absorber to the ASA/α-MSAN/CPE ternary blending system for weather modification.The main purpose of this study is to improve the weather resistance.of ASA/α-MSAN/CPE ternary blending system.We selected two kind of uv absorber called 2 - hydroxy - 4 - diphenyl ketone octyl oxygen radicals (UV531) and 2 - (2 - hydroxy - 3 - tert-butyl - 5 - methyl phenyl) - 5 - chlorinated benzotriazole (UV531) to study on weather modification of ASA/α-MSAN/CPE ternary blending system.

This experiment used artificial aging box ,electronic universal testing machine,infrared spectrometer (FTIR),chromatic meter instrument and so on to test and characterize the mechanical properties of the blend, group changes and color difference after ultraviolet aging.Results show that adding ultraviolet ray absorbent can make ASA/α-MSAN/CPE ternary blending system of uv-resistant performance improved,especially to join in matrix uv absorbent UV326 to the substrate.The total aberrations in terms of the color difference was only 15,which was just 60% of the ultraviolet absorber UV531 system.What’s more,shocking,tensile,bending and other machanical experiment performance were aslo superior to adding UV531 system to the blending.

Keys: ASA ultraviolet light absorber(uv absorber) blending weather modification

目 录

摘 要 I

第一章 前言 4

1.1 课题背景 4

1.2 国内外进展 5

1.2.1 国外进展 5

1.2.2 国内进展 6

1.3 本课题的工作内容 7

第二章 理论部分 8

2.1 ASA树脂简介 8

2.1.1 ASA树脂的结构 8

2.1.2 ASA树脂的合成 8

2.1.3 ASA树脂的性能 9

2.1.4 ASA树脂的应用 10

2.2 聚合物的耐热改性 10

2.3 聚合物的增韧改性 11

第三章 实验部分 15

3.1 实验用原材料 15

3.2 实验仪器与设备 16

3.3 实验配方 17

3.4 样品制备 17

3.4.1 熔融共混 17

3.4.2 压片成型 17

3.4.3 试样制备 18

3.5 测试与表征 18

3.5.1 傅里叶变换红外光谱分析 18

3.5.2 色差分析 18

将直径23mm的圆形样片放在在色差分析仪上利用标准比色样板与被检测样品之间的差异输出L、a、b三组数据和比色后的ΔE、ΔL、Δa、Δb四组色差数据。 18

3.5.3 力学性能测试 18

3.5.5 表面形貌分析 19

第四章 结果与讨论 20

4.1 傅里叶变换红外光谱分析 20

4.3 力学性能 25

4.3.1 冲击试验 25

4.3.2 拉伸试验 25

4.3.3 弯曲试验 27

4.4 表面形貌分析 28

第五章 结论 29

参考文献 31

致 谢 33

第一章 前言

1.1 课题背景

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（ABS）树脂是五大合成树脂之一。它具有很多优良的性能，比如良好的抗冲击性、耐化学药品性、耐低温性、以及良好的电绝缘性能，而且，ABS还具有良好的尺寸稳定性，染色性能优异，这使其成为一种易于加工的材料。而且其成本相对较低廉，这一系列的优良性能使其成为目前产量最大，应用最广泛的聚合物。渗透进航天、汽车、电子电器、纺织行业以及建筑行业等各领域。但是，事情总是具有相对性，ABS树脂同样自身也存在着一些严重的不足，如不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就会发生粉碎性断裂，而且耐热氧化和紫外线老化等性能也较差，这是由于ABS树脂中存在着丁二烯使得ABS的主链上存在了易被氧化的双键，当在户外使用的时候，双键会由于氧化环境和紫外辐射而发生物理或化学老化，从而导致颜色的变化和力学性能的严重下降。也正是ABS这一耐老化性能差的缺点使其在特定领域难以应用的原因^[1]。

相比于ABS，去掉了丁二烯的苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）具有更好的耐老化性能，但是由于它含有大位阻效应的苯环和强极性的氰基，使得材料的刚性变大，致使其冲击性能下降，所以，SAN的使用范围就相对较窄了。于是，为了改善ABS的耐老化性能和SAN的冲击性能，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（ASA）应运而生。ASA最早由德国巴斯夫公司在1962年将其实现工业化生产，之后国外的一些其他公司也陆续的努力并研发得到了这一新型材料的工业化生产技术，然而国内对ASA的研究起步较晚^[2]。由于在ASA中以丙烯酸酯聚橡胶代替了原来ABS中的含有不饱和双键的丁二烯部分，使得SA接枝共聚物不含有残余双键，提高了链的饱和性，使ASA的耐候性达到了ABS的10倍以上^[3]从而解决了ABS耐老化性能差以及受日光作用颜色逐渐变黄的问题^[3]

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