ABS工程塑料应力开裂现象综合分析及表征.doc

ABS工程塑料应力开裂现象综合分析及表征 A B S塑料现实使用中经常出现应力开裂现象。为了解决此问题，本项 目对有应力开裂的 A B S?试样和无应力开裂的A B S试样进行拉伸实验、冲击性能测试、红外光谱分析、热分解实验、扫描电镜和 感偶等离子原子发射光谱分析。通过分析比较，找出开裂原因，指导材料的应用。试验结果表明：无应力 开裂试样的拉伸强度是有应力开裂试样的约 1 ／3 ，但断裂伸长率却是有应力开裂试样的约 5.6倍；应力开裂试样的抗冲击强度下降了。无应力开裂的试样中无机填料量较少 ( 质量分数约为3 ． 0 7 ％) 、颗粒较小、且分散均匀；而有应力开裂的试样无机填料质量分数约为 5 ． 2 9 ％。无应力开裂试样中T i 的质量分数 2 4 ． 3 3 ％，有应力开裂试样的T i 的质量分数 3 5 ． 7 7 ％，由于 T i 的量增大，且颗粒较细，比表面积增大而不易分散均匀，出现团聚现象，形成应力集中。? 关键词：A B S塑料；应力开裂；裂纹；无机填料 A B S是丙烯腈 ( A) 、丁二烯 ( B )与苯乙烯( S )的三元共聚物。具有耐化学药品性、热稳定性、老化稳定性、柔韧性，高抗冲性、耐低温性、刚性、表面光洁性和易加工性等优良综合性能?，因此 A B S工程塑料得到广泛的应用。如采用 A B S注射成型所制备的冰柜内衬具有良好的耐低温和抗冲击性能 J 。但是，冰柜内衬 A B S的有些产品尽管主体原料为同一种牌号的 A B S树脂，注射设备、模具相同，成型工艺相近，两批产品中的一批却在安装、灌装发泡聚氨酯时出现部分产品应力开裂现象。为此，选择无应力开裂批次的 A B S试样和有应力开裂批次的 A B S试样进行一系列物理力学性能测试和微观表征剖析，分析两者的细微区别，找出应力开裂的原因。 1?实验部分 1 ． 1?? A B S塑料拉伸实验 测试标准：G B ／ T?? 1 3 0 2 2—1 9 9 1 。 实验设备：C M T一 6 5 0 3型拉力试验机，深圳市新三思材料检测有限公司。? 1 ． 2?A B S塑料冲击性能测试 实验设备：X J 一 4 0 A型摆锤式冲击试验机，吴忠材料试验机厂。? 1 ． 3 红外光图谱表征 对无应力开裂试样和有应力开裂试样进行红外光谱表征。实验设备：6 0 5 X B型红外吸收光谱机，美国NI COL ET。? 1 ． 4 热分解实验分析 在马弗炉中，5 0 0 Y ： 下热分解，烧去有机物后，称取无机物的重量。?实验设备：S X ：一 5—1 2型马弗炉，天津市中环实验电炉有限公司。? 1 ． 5 扫描电镜 ( S E M)? 实验设备：S X一4 0?? S E M?1 3本 A K A S H I?? S E I —S AKUS HO?L TD。? 1 ． 6 感偶等离子原子发射光谱分析 对经煅烧后的试样进行感偶等离子原子发射光谱分析。? 实验设备：感偶等离子体原子发射光谱仪，美国 T E公司。? 2 结果分析与讨论 2 ． 1?? A B S塑料拉伸实验 对多组试样进行拉伸性能测试后平均值结果如表 1 所示。?对比两个试样的拉伸性能测试结果，可以看出 无应力开裂试样的拉伸强度是有应力开裂试样的约 1 ／ 3 ，但断裂伸长率却是有应力开裂试样的约 5 ． 6?倍。主要原因是：A B S塑料在应力作用下，产生 了一定的单轴取向，使其抗张强度得到大幅度的提 升。同时，由于开裂后裂纹体的存在，使其断裂伸 长率下降。? 同时可以看出：有应力开裂试样曲线下方的面 积明显小于无应力开裂的，说明有应力开裂试样的 抗冲击强度下降了。? 2 ． 2?A B S塑料冲击实验 在冲击实验中，有应力开裂试样与无应力开裂试样在4 0 K g最大冲击力的摆锤冲击下均未断裂开，说明两者在常温下的冲击相差不明显。? 2 ． 3 红外图谱分析 由图3可知：两者均有归属于聚苯乙烯的峰7 0 0c m 一 ’ 、7 61c m一、1 6 02?c m一 、1494 c m一 ’、3 0 03 c m一 ’ 、3 0 2 7c m一?、3 0 6 2?c m一 ’ 、 3 0 8 5c m一?：归属 于聚丁 二烯 的峰 8 4 0?? c m～、9 1 1?c m～、9 6 7 cm 一?? 、l 1 5 6 c m一?、1 3 7 5?c m一?、 1 6 5 8?c m一 ’ 、 2 8 5 0 cm ～ 、 2 9 1 9?c m～； 归 属 于 聚 丙 烯 腈 的 峰1 4 5 2 e m～、1 4 4 1 c m～、2 2 3 7?? c m～。归属于助剂的峰 1 7 2 6?? c m?? ( 酯类) 、1 0 3 0?? c m～、1 0 7 4?? c m～、5 4 9?? c