塑料工业 第３５卷增刊・３４８ＣＨＩＮＡＰＩ人ｇｎＣＳＩＮＤＵ田１飞Ｙ２（）Ｘ７年６月１又种ＡＢＳ树脂的流变性能比较研究王菊琳，黄剑文 （北京化工大学材料科学与工程学院，北京１以１）２９ 摘要：用熔体流动速率仪测定了８种ＡＢＳ树脂的熔体质量流动速率，并用毛细管流变仪对８种妞５树脂流变性能进行了研究。结果表明，１、７、８号样的流动性最好；８种树脂的非牛顿指数ｎ都小于１，属于假塑性流体；同时８种超５树脂的表观砧度随剪切速率、剪切应力的增加而降低，当剪切速率、剪切应力足够高时，它们对８种ＡＢＳ树脂表观翻度的影响趋于一致。关键词：Ａ Ｂ－Ｓ树脂；流变性能；熔体质量流动速率；非牛顿指数ＣｏｍＰａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆＲ】ＩｏｃｌｏｇｌＩａＣＢｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｓ玉ＪｎｄｓｏｆＡＢＳＲｅｓｉｓｎＷＡＮＧＪｕ一 ｌｉｎ，ＨＵＡＮＧＪｉｎａ一ｗｅｎ（ ＣｏｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｉｒｌａ冤．ａｄｎＥｌｌｇ．，氏巧ｉｇｎＵｎｉｖｅｒｓｉｙｔｆｏｆｏＣｈｅＣ而Ｃ滋１锐ｈｉｌｏｌｏ群，及巧ｉｇｎｌ〕１犯９，Ｃｈｉａｎ）ＡｂＳｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｈｆｉｏｗｉｄｎｅｘｅｓｏｆ８ｋｉｎｄｓｆｏＡＢＳ祀ｓｉｓｎｗｒｅｔｅｓｅｔｄ场ｍｅａｎｓｏｆｍｅｔｌ且ｏｗｒｅｔａｉｓｎｔｎ刀刀ｅｎｔ，朋ｄｔｈｅｔｈｅｌｏｇｉｃｌａｂｅｈａｖｉ二ｏｆｔｈｅｒｅｉｓｓｎｗｅｒｅｓｔｄｕｉｄｅ师ｍｅａｓｎｏｆｃ即１１呵山ｅｏｍｅｒｅｔ．仆ｅｏｓｕｓｔｌｓｈｏｗｅｄｔｈｅｌｆｗｏａｂｉｌｉｔｉｓｅｏｆｓａｌｌｌＰｌｅｌ，７ａｎｄｓｗｅｒｅｂｅｓｔ；ｔｈｅｎｎｏ一Ｎｅｗｔｏｎｉｎａｉ刀（ｌｅｓｅｘｏｆｔｈｅｓｋｉｎ（ＩｓｏｆＡＢＳｒｅｓｉｓｎｗｅｒｅａｌｌｌｓｅｈｔｎａｌ，。玩ｙｅｄｔｈｅｌｗａｏｆｐｓｕｅｄｏｌ〕ｌｓａｉｔｃｆｌｕｉｄ．玩ｔｈｅｍｅａｎｔｉｅｍ，ｔｈｅ即１〕ａｌ℃ｎｔｖｉｃｓｓｏｉｙｔｏｆｔｅｈＡＢＳｒｅｉｓｓｎｄｅｃ呼ｅｄｗｉｈｔｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｓｈｅａｒｒａｅｔａｎｄｓｈｅａｒｓｔｅｒｓ，ａｎｄｔｈｅｅｆｅｆｃｔｓｏｆｓｈｅａｒｒａｔｅａｎｄｓｈｅｒａｓｔｅｒｓｏｎｔｈｅｉｖｃｓ．ｉｙｔｔｎｅｄｅｄｔｏｉｓｄｎｉｃｉｌａ汕ｅｎｔｈｙｅｗｅｒｅｈｉｈｇｅｏｎｕｇｈ．Ｋ灼用旧ｒｓｄ：ＡＢＳ；Ｒｈｃｏｌｏｇｉｃ欲Ｂｅｈａｖｉｒｏ；ＭｅｔｌＦｌｏｗｌｎｄｅｘ；Ｎｏｎ一Ｎｅｔｗｏｉｎａｎｌｎｄｅｘ ＡＢＳ树脂是一种综合性能优良的通用工程塑料，１实验方法它具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性１．１原料及仪器以及优越的电气性能，且易加工等优点。因此广泛应 电热恒温鼓风干燥箱：ＤＨ一１１０，天津市中环实验用于汽车、电子、通用电器和办公用品等行业。流变电炉有限公司；毛细管流变仪：ＩＮＳＴＲＯＮ３２ｌｌ，ＩＮ－性能是塑料的主要加工性能之一，塑料熔体的流动性ＳｒＲＯＮ公司；熔体流动速率仪：ｘＮＲ－《Ｘ），承德市金能代表了熔体充满型腔的能力〔’，２１。而其流变性能决建检测仪器有限公司。定了成型加工工艺，设备结构形式和所得制品的性１．２流变性能测试能，因此研究塑料熔体的流变行为对于塑料本身特性将８种ＡＢＳ树脂在电热干燥箱中８ ０℃下干燥３的研究，塑料成型加工的研究，定量分析聚合物熔体ｈ，排除样品中的水分，在温度２０℃，负荷为ｓｋｇ流变性能与加工条件间的关系都非常重要。ＡＢＳ虽然下测试各试样的熔体质量流动速率。”祝）。通常被认为是丙烯睛、丁二烯、苯乙烯的三元共聚 用经过干燥处理的８种ＡＢＳ树脂在２０）（℃下，更物，但由于各生产企业所用原料的种类、比例、工艺换不同负荷，用毛细管流变仪测试各试样的流变性条件、生产方法等不同，造成所生产的ＡＢｓ树脂的育旨。性能相差很大，因此对市面上常见的ＧＥ、奇美、吉２结果与讨论化等公司生产的共８种ＡＢｓ树脂进行了流变性研究，２．ＩＡＢＳ的熔体质量流动速率测得了其在毛细管流变仪中的剪切应力Ｔ，剪切速一般情况下，对于同一种高聚物，在相同的条件 率，表观砧度，。和非牛顿指数几等数据，以此为其下，材尸况越大，则流动性和加工性越好［］３。经测定，加工成型参数的确定提供依据。８种ＡＢＳ树脂的ＭＦＲ见表１。作者简介：王菊琳，女，１６９年生，工学博士，讲师，主要从事材料失效机理、文物保护材料的研究。０１０一８９ｎ８５６３Ｊ山ｎｗａｌｌｇ＠１６２．ｃｍｏ第３５卷增刊王菊琳等：八种ＡＢＳ树脂的流变性能比较研究３４９． 表１８种ＡＢＳ树脂的Ｊ夕声五样品号２３４５６７／９．气Ｉ，。 材声衬 Ｕｎｌｌ．、＿１乙．艺ＺＵ‘＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ｎ）Ｉ．吕ｊ石１．以」１１。１）石１．谷１石＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿１．夕１１２．１．抖２．１卜导 从表１可看出，在相同温度下１、７、８号样的材Ｆ况较高，６号样次之，而２、３、４、５号样的材尸况比较低。即在相同加工温度下，１、７、８号样的流动性是最好的；而２、３、４、５号样的流动性最差，６号样居中。２．２剪切应力与剪切速率之间的关系剪切应力：，剪切速率和表观砧度专。的计算公 式分别为：ｒ二．△开‘ 厄万了二砰・４０叭片厄刀万兀△开。式中，△ｐ一口模两端的压力差，ＭＰａ；ｒｏ一管模半径，ｍｎｌ；Ｌ一管模长度，Ｉｎｌ；Ｑ一体积流量，其值为柱塞面积与柱塞速率的乘积，刑１１３／而ｎ；，、咤ｎ｝ ．ｒ ．凡００．Ｊ卜．．．，Ｌ‘心ＪＣ甘Ｆ．； ．气ＣｎＬ ‘户』．． ．ｄ刹、．』 ．胜几』、０』 ，００ ．．广 ０４００８００１２００１６００ 六ｓ ’－图１８种ＡＢＳ树脂剪切应力随剪切速率的变化关系‘〕』，‘｝ 』，女己 妙 ４ 月峪 ２ ３４ １９护／５一，图２８种ＡＢ ｓ树脂的ｌｒｇ一坛７关系对高聚物熔体而言，剪切速率和剪切应力一般服 从ｏｓｗｔａｌｄ和Ｄｅｗａｅｅｌ推出的幂律公式［］’（二二Ｋｙｎ、，。＝Ｋｙ“一’），这一规律保证了高聚物在较高的剪切应力下具有良好的加工性能。以琢对坛ｙ作图，得一条直线，直线斜率为非牛顿指数ｎ，非牛顿指数反映的是表观赫度对剪切速率的敏感性，对于假塑性流体，ｎ值越小，非牛顿性越强，因此对于ｎ值较小的样品在加工时注意剪切速率的选择范围。 图１是８种ＡＢＳ树脂的剪切应力随剪切速率的变化关系。从图１可看出，８种ＡＢＳ树脂的剪切应力均随剪切速率的升高而增大。同时可以发现８种ＡＢＳ树脂在低剪切速率（１、８号样在１０５一’以下；其余的在１５２５一’以下），近似直线，说明在低剪切速率时都符合牛顿流动定律，并称此低剪切速率区域为第一牛顿区；当剪切速率继续升高，剪切应力与剪切速率之间的关系不再是直线关系，而是当剪切速率继续升高，剪切应力只是缓慢的增加，这是因为随着剪切速率升高，流动体系的结构发生了变化，造成钻度下降，这个区域称为假塑性区。在高剪切速率（１、７、８号样在５５０５一１以上；２、３、４、５、６号样在５８０。一’以上）剪切应力与剪切速率的关系又变成了一条直线，这区域称为第二牛顿区。图２为ＡＢ Ｓ的坛二一坛ｙ图，从图２可见，这８种ＡＢｓ的坛：对坛ｙ都为直线，而且８条直线的斜率ｎ都小于１，从而证明了８种ＡＢＳ都是假塑性流体。图中２、３、４、６、７号样的斜率较１、５、８的小，说明它们的表观砧度对剪切速率比较敏感，如果塑料熔体的勃度在很宽的剪切应力范围内都是可用的，则应该３剪切速率对表观钻度的影响 图３、４是８种ＡＢＳ树脂的表观钻度与剪切速率、Ｓ树脂的熔体表观勃度ｓ熔〕。从图３、４还可看出，Ｓ树脂的表观勃度的影响不尽相同，总的来看，在相同的剪切速率、剪、８号样的表观私度最小。所以在相同的Ｓ树脂互相替代时，４、６号以及２、３、５、７号可以通过提高温０５一‘或剪切应力在２５０ｋｐａ后８条曲线基本重合在一在勃度对剪切速率不敏感的剪切速率下操作。此时剪切速率的波动不会造成制品质量的显著差异，使产品质量的均匀性得到保证。２．样次之；１剪切应力之间的关系，从图３、４可见，随着剪切速率、剪切应力的增加，８种ＡＢ均降低，即出现剪切变稀的现象，这是因为ＡＢ体在流动过程中大分子链解缠容易，使缠结点的浓度下降，并沿流动方向取向。在一定的剪切速率、剪切应力范围内，剪切速率、剪切应力越大，解开的缠结点越多，勃度下降得越快陈６剪切速率、剪切应力对这８种ＡＢ切应力下４、６号样的表观勃度最大；２、３、５、７号低剪切速率、低剪切应力下，用这些ＡＢ度的方法来降低戮度。从图中还发现剪切速率在５６起，说明在较高剪切速率或剪切应力下８种产品的剪・３５０．塑料工业２《Ｘｙ７年切速率对表观砧度的影响基本相同，所以在加工过程中，在相同温度下，高剪切速率或高剪切应力时，８个产品都可以互相替换。致。八曰０ｎｎ介ＣＵｎ图３８种ＡＢＳ树脂的表观私度与剪切速率之间的关系３结论在相同加工温度下，１、７、８号产品的流动性最 好；而２、３、４、５号产品的流动性最差，６号产品居中。８种ＡＢＳ树脂的非牛顿指数ｎ均小于１，为假塑性流体。８种树脂的表观私度随着剪切速率、剪切应力的增大而降低，在相同的低剪切速率或剪切应力下，４、６号产品的表观豁度最大，２、３、５、７号产品次之，１、８号产品的表观粘度最小；在相同的高剪切速率、剪切应力下，８种产品的表观勃度趋向一（上接第３０页）４３结论）通过实验，探索到了适合增韧ＡＢ１ Ｓ加工的螺杆组合，此螺杆组合对ＡＢＳ树脂剪切力适中，塑化效果好，增韧剂分布均匀，使增韧ＡＢＳ的力学性能有所提高。 ２）使用优化组合的螺杆配合下游失重计量加料，增韧ＡＢＳ材料的力学性能提高更为显著。）啮合同向双螺杆挤出机的螺杆组合对增韧３ ＡＢＳ及各种改性工程塑料的力学性能影响较大，采用合理的螺杆组合是获得力学性能优良的改性工程塑料的必要条件。（上接第３４４页）１陈成坤，刘春丽，张刚等．２武汉理工大学学报（Ｒｅｃｅｉｖ曰）．ｅ－２陈成坤，刘春丽，张刚等．高分子材料科学与工程（Ｒｉｖ司）．ｅｃ ３陈成坤，刘春丽，张刚等．２吉林大学学报（Ｒ即ｅｉｖｅｄ）．５。．ｄ、夸５０１００２００１５０ ２５０１／ｋＰａ图４８种Ａ ＢＳ树脂的剪切应力对表观戮度的影响参考文献 金日光．高聚物流变学及其在加工中的应用．北京：化学工业出版社，１８６．４９４王贵恒．高分子材料成型加工原理．北京：化学工业出版社，１卯８．１３邵敏芳，稽根定．高分子物理实验．南京：南京大学出版社，１卯８，１０７伪ｎ目ｄＧＢ，众ｎｉｉｒｔｓｌ．Ｃ翻ａｓＰｏｌ，咫ｒｐＩｘ黔ｓＴｉｇ．ｎＷ韶】五刀乡明二Ｂｕｔｔｅｒｏｒｗｌｌｔ．Ｈｅｉｃｅｎｌ”Ｉｎ，１９９５朱明年，陈金全，李新法等．郑州大学学报，２以Ｘ），驼（２）：９１金俊弘，关桂荷，潘婉莲．合成技术及应用，１９８，１３（３）：１９４）采用分步加料，可获得较高的挤出速率，减少物料在螺杆中停留时间，降低剪切速率，实现低温挤出，是提高改性工程塑料力学性能的有效途径之一。参考文献１王文广，田雁晨，吕通建．塑料材料的选用．北京：化学工业出版社，２（）１．５Ｘ３耿孝正．双螺杆挤出机及其应用．北京：中国轻工业出版社，２（）３Ｘ耿孝正，张沛．塑料混合及设备．北京：中国轻工业出版社，１卯２，耿孝正，马秀清．中国塑料，２００１，巧（）：７６３初文广，周昆颖，耿孝正．中国塑料，２Ｘ（）１，巧（）：８５１４１１目２杨杰，陈成坤，龙盛如等．４ＣＮ，１（）２１８麟．Ｘ７．２（Ｘ拓５黄恒梅，王孝军，于斌等．２高分子材料科学与工程，２（Ｘ７，ｙ３（１）：２２ ５０６张刚，黄恒梅，王孝军等，２高分子材料科学与工程（Ｒｅ－ｃｅｉ ｖ曰），
