ASA树脂性能及其应用

ASA树脂也称AAS树脂，是由丙烯腈（A）、苯乙烯（S）和丙烯酸酯（A）组成的三元接枝共聚物，与ABS相比，由于引进不含双键的丙烯酸酯橡胶取代了丁二烯橡胶，因而耐候性有了本质的改善，比ABS高出10倍左右，其他力学性能、加工性能、电尽缘性，耐化学品性与ABS相似。此外，ASA着色性良好，由于树脂本身耐候性优异，可以染成各种鲜艳颜色而不易褪色。用ASA树脂加工的制品，不用喷漆涂装、电镀等表面防护，可直接在户外使用，在日光下暴晒9~15个月，冲击强度和伸长率几乎没有下降，颜色也几乎没有变化。
 
ASA树脂的结构与性能
 
1、橡胶相玻璃化温度（Tg）对ASA冲击强度的影响
根据共聚合的橡胶相种类的不同，ASA的同系物有ABS、AES（乙烯-丙烯共聚橡胶作为橡胶主链）。研究表明，低Tg的橡胶相对SAN具有更好的冲击效果，几种橡胶相的Tg如下：
因此，在相同的橡胶含量下，常温冲击强度的顺序为ABS>AES>ASA，在耐低温冲击方面，也是ABS最优，AES其次，ASA较差。
 
2、橡胶接枝率对ASA性能的影响
ASA树脂的增韧机理主要是通过诱发银纹而吸收冲击能量，影响银纹产生的关键因素在SAN与橡胶相的界面结协力，界面结协力弱，产生的银纹就少，只能得到低的冲击强度。这就是为什么用丁腈橡胶与SAN掺混而制得ABS与用接枝了SAN的丁苯橡胶与SAN掺混而制得ABS相比，接枝了SAN而掺混的ABS冲击强度远远高于直接掺混而制得ABS的原因。

由于接枝后，SAN树脂与橡胶界面粘结力增大，但接枝率超过一定程度，冲击强度不再进步，反而有下降趋势，这是由于随着橡胶主干接枝率的进步，橡胶弹性可能下降，而降低了橡胶由熵变而产生的效应。另外，接枝率上升，树脂活动性下降，因此，考虑到ASA树脂力学性能与加工性能的均衡性，应控制合适的接枝率。
 
SAN的种类、分子量对ASA性能的影响
进步掺混的SAN的分子量，ASA树脂的冲击强度进步，活动性下降；选用丙烯腈含量高的SAN掺混，树脂的拉伸强度、冲击强度、熔体强度得以进步，活动性下降，耐化学品性进步。因此，改变与接枝的ASA粉掺混的SAN的种类、牌号，可以生产具有不同物性的产品，使牌号多样化。
 
3、橡胶含量对ASA性能的影响
一般说来，掺混的SAN品种固定时，进步橡胶含量，拉伸强度、弯曲强度、热变形温度、MI下降，而冲击强度、拉伸断裂伸长率进步。因此，通过调节橡胶含量，可以制备通用型和高冲型ASA树脂。
 
4、ASA树脂的耐老化性能
能使ASA中SAN树脂相老化的光波波长是250～290nm，该波段在日光中含量较少，通过添加合适的紫外线吸收剂、光稳定剂和炭黑等紫外线屏敝剂，可以对SAN起到很好的防护作用。对于橡胶相，太阳光中波长小于700nm的光波都是有足够的能量对丁二烯起光氧化作用，但只有小于300nm的光波对丙烯酸酯起光氧化作用。紫外线吸收剂对光波的吸收具有选择性，一般可有效吸收270～400nm的光波。所以对于ABS,只有加进炭黑、钛白粉等屏敝剂才能对树脂起到明显的防护作用，紫外线吸收剂起到的防护作用有限。对于ASA，加进适量的光稳定剂和紫外线吸收剂、颜料，就可以起到很好的防护作用。
 
ASA树脂的共混改性
 
ASA树脂具有优异的耐天气性，良好加工性能，耐化学药品性，均衡的力学性能。但通用ASA树脂也存在热变形温度低，耐冷性差等缺点，限制了ASA在某些领域的应用。因此，有必要将ASA进行共混改性，以拓展其应用领域。
 
ASA树脂耐热改性

通用ASA树脂的热变形温度与通用ABS相似，约80～85℃，(1.82MPa，6.4mm,未退火）。一般说来，选用高丙烯腈含量、高分子量的SAN掺混，减少丙烯酸酯橡胶，可以进步HDT,但进步的幅度不大。通过引进空间位阻大、刚性高的单体，可以制备耐热ASA树脂，已产业化的方法主要有以下几种：
1）用α-甲基苯乙烯全部或部分替换苯乙烯单体共聚合，可以制备耐热ASA树脂。但用该法制备的ASA树脂的HDT进步的程度有限。由于α-SMAN的Tg为140～150℃，所以最高热变形温度可进步至110～115℃，但活动性下降，颜色发黄，光泽变差，制品发脆。
2）用SMA作为耐热组分与ASA共混，可以制备耐热ASA，但耐热温度进步也有限。
3）引进N-苯基马来酰亚胺（NPMI）单体共聚，既保持了平面五元环结构，又增加了侧链的极性与空间位阻，可以赋予ASA树脂更高的热变形温度与热稳度性，如将NPMI与PS共聚，共聚物的Tg可高达195℃,再将共聚物与ASA掺混，可赋予ASA较高的HDT。根据共聚物不同的掺混比例，可制备不同耐热等级的ASA树脂，甚至可开发HDT高达120℃以上的极超耐热ASA树脂,该方法是目前进步ASA树脂耐热性的最好方法之一。目前，锦湖日丽用NPMI法，已开发系列商品化耐热ASA牌号。
4）将PC与ASA共混，制备ASA/PC合金，也可以制备耐热ASA。
 
ASA/AES共混合金
由于ASA的橡胶相Tg为-45℃,所以ASA树脂耐低温冲击强度不高，将ASA与AES共混，既保持了树脂耐候性，又进步了树脂的耐冷性，可满足低温使用的场合。 
ASA/PC合金
ASA树脂与PC 具有一定的相容性，将ASA与PC共混，可以大大进步ASA的冲击强度，热变形温度，同时，保持了树脂优异的耐候性、光泽度，应用于汽车、商用机器设备、消费电子产品。添加相容剂，改善ASA树脂与PC树脂界面的结合，有利于进步合金性能，ASA/PC合金的性能特点主要表现在以下几个方面：
1）力学性能：ASA/PC合金的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度与PC相当，薄壁冲击强度高于ASA，与PC相当。在厚制品应力开裂、低温冲击、缺口敏感性方面优于PC,在抗冲击强度方面显示出良好的协同效应，特别适合于制作结构制品。高的力学强度还有利于制品的薄壁设计，使制品轻量化。
2）耐温性能：ASA/PC合金的热变形温度介于ASA和PC之间，呈现一定的线性关系。
3）流变性能和加工性能：ASA/PC合金的熔体指数比PC高，可成型大型薄壁制件，升高温度和压力都可以进步ASA/PC的MI,升温比进步压力更有效。
4）耐候性：ASA/PC的耐候性优于ABS/PC，不经涂装可直接应用于室外制品，既使用于室内制品，良好的耐候性意味着长期使用，也能保持着色制品鲜艳如初的色彩。选用合适的阻燃剂，可生产阻燃耐候的ASA/PC树脂。
 
ASA/PBT合金
ASA与PBT不相容，必须添加合适的相容剂，才能制备具有良好性能的ASA/PBT合金，一般选用与PBT具有一定相容性的ASA同系物作为相容剂，如PMMA、MBS、SMA等。ASA与PBT共混，可以大大改善ASA的加工活动性，进一步进步ASA树脂耐化学品性，耐刮伤性，同时改善了PBT的尺寸稳定性，耐候性优秀，冲击强度高，特别适用生产大型薄壁制品，如汽车保险杠、防擦条、商用机器壳体、手提电脑外壳等。

 

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