Page 44 - 《橡塑技术与装备》2017年16期（8月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Plastics)

击断裂面形貌变化 ( 图 6)。水解前，PC/ASA 形貌在
冲击断面有强烈的塑性变形，形成明显的高度差和残
留裂缝，放射线条纹不光滑，呈锯齿状且有小分枝，
原纤化的形成很明显，如图 6(a)，这些结构单元在裂
缝扩展过程中都消耗了大量的破坏能。从图 6(b) 可以
看出，经过 90℃ /90RH/72 h 的环境条件水解后，PC/
ASA 冲击断裂面较平滑，发生的是脆性断裂。这是因
为，水解产生的缺陷使 PC 受力时内部压力分布不平
均，进一步发展为裂缝、空隙等缺陷，产生应力集中，
成为材料的薄弱环节。又因为 PC 是对微小缺口十分
敏感的材料，故一旦这些微小裂纹生成 , PC/ASA 试
图 2 水解前后材料的 TGA 图谱对比
样的缺口冲击强度和断裂伸长率将大幅度下降， PC/
2.3 水解前后材料的抗静电情况对比 ASA 的韧性将遭到严重破坏。
材料的抗静电机理是 ：永久抗静电剂是一种结构
型导电高分子材料，其分子结构中含有共轭双键，π

电子可以在分子链上自由运动，载流子迁移率很大。
当其和高分子基体共混后 , 一方面由于其分子链的运
动能力较强 , 分子间便于质子移动 , 通过离子导电来
传导和释放产生的静电荷 ；另一方面 , 抗静电能力是
(a) 水解前 (b) 水解后
通过其特殊的分散形态体现的，在特殊相容剂存在下， 图 3 水解前后材料的电镜图片对比
经较低的剪切力拉伸作用后，在基体高分子表面呈微
2.5 水解前后材料的冲击强度和拉伸强度对
细的筋状，即网状分散结构，而中心部分呈球状分布，
比
这种 “ 蕊壳 ” 结构中的亲水性聚合物的网状分散状态
湿热老化后 PC/ASA 不仅有构象重排的问题，还
能有效地降低共混物表面电阻。
有水分子作用问题，构象重排和水分子作用的叠加结
但是，当材料在高温高湿的情况下，由于抗静电
果使 PC 冲击强度变化的机理变得更加复杂。一方面，
剂的亲水性，导致 PC 极易吸水，在其内部的链段发
PC/ASA 吸水后会发生水解，部分分子链断裂生成小
生断裂，并导致局部有微孔产生，使已经形成的抗静
分子二氧化碳，导致 PC 的相对分子质量降低，使 PC/
电网状分散结构发生破坏，网状不能互通，电荷无法
ASA 的脆性增加，缺口冲击强度和拉伸强度降低。另
通过网状结构有效释放，从而导致材料的抗静电性能
一方面，在热的作用下，PC 高分子链构象重排会导致
发生明显下降。
自由体积降低，也会使冲击强度和拉伸强度同时下降。
表 1 水解前后材料的抗静电情况对比
表 2 水解前后材料的冲击强度对比
测试项目 水解前 水解 24 h 水解 48 h 水解 72 h
表面电阻率 /Ω 1×10 9 3×10 10 8×10 11 >10 12 测试项目 水解前 水解 24 h 水解 48 h 水解 72 h
-2
静电衰减时间 /s 4.6 37 96 >120 缺口冲击强度 /(kJ . m ) 36 16.7 7.3 4.1
拉伸强度 /MPa 49 37.6 20.4 11.8
由表 1 可以看出，随着水解时间的增加，PC/
从表 2 可以看出，随着水解时间的增加，PC/
ASA 材料的表面电阻率逐步提升，水解 72 h 后，由
ASA 材料的冲击强度显著下降，水解 24 h 时，其性
9
12
原先的 1×10 Ω 下降到大于 1×10 Ω（即材料已经不
2
2
能由原先的 36 kJ/m 下降到 16.7 kJ/m ，水解 72 h 时，
抗静电）。同时，其静电衰减时间也逐步延长，由原先
下降率更是高达 88.6%，几乎完全丧失了冲击性能。
的 4.6 s 延长到大于 120 s。也就是说，水解后，PC/
PC/ASA 的拉伸强度也随着水解时间的增加，逐步下
ASA 材料已经丧失了其抗静电的性能。
降，72 h 后，拉伸强度由最初的 49 MPa 下降到 11.8
2.4 水解前后材料的扫描电子显微镜照片对比
MPa。也就是说，随着水解时间的增加，PC/ASA 材
扫描电子显微镜照片显示了 PC/ASA 水解前后冲
·22· 第 43 卷 第 16 期