水性抗氧剂组成以及含量对ASA树脂性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.03.013

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (3): 73-78.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.03.013

水性抗氧剂组成以及含量对ASA树脂性能的影响

刘孟恩, 汤千熠, 张明耀, 刘伯军()

长春工业大学化学工程学院，长春 130012

收稿日期:2023-08-18 出版日期:2024-03-26 发布日期:2024-03-28
通讯作者: 刘伯军（1988-），副教授，博士研究生导师，主要从事ABS、ASA合成与改性，6020140006@ccut.edu.cn
E-mail:6020140006@ccut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(U21A2088);吉林省科技发展计划(20230201129GX)

Effect of antioxidant composition and content on performance of ASA resin

LIU Meng'en, TANG Qianyi, ZHANG Mingyao, LIU Baijun()

College of Chemical Engineering，Changchun University of Technology，Changchun 130012，China

Received:2023-08-18 Online:2024-03-26 Published:2024-03-28
Contact: LIU Baijun E-mail:6020140006@ccut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用乳液聚合法制备了核壳比为6/4的ASA核壳接枝共聚物胶乳，系统地研究了水性抗氧剂的组成以及含量对ASA接枝共聚物热氧老化性能的影响，并采用熔融共混法制备ASA树脂，探究了水性抗氧剂的组成以及含量对ASA树脂力学性能、表观性能的影响。结果表明，水性抗氧剂的组成CPL/DLTP为2/3时，其ASA接枝共聚物的热氧老化性能最优；随着水性抗氧剂含量的增加，ASA接枝共聚物的氧化诱导期显著增长；水性抗氧剂的加入量超过1 %以后，ASA接枝共聚物的氧化诱导期增长不显著；在230 ℃空气条件下，添加1 %水性抗氧剂的ASA接枝共聚物的氧化诱导期可达73.1 min，其抗热氧老化能力是相同条件下不添加水性抗氧剂ASA接枝共聚物的80倍以上；水性抗氧剂的组成及含量对ASA树脂的力学性能无明显影响，对其表观性能如白度影响明显。

关键词: 丙烯腈?苯乙烯?丙烯酸丁酯, 核壳接枝共聚物, 水性抗氧剂, 氧化诱导期, 抗热氧老化能力

Abstract:

In this study， a core⁃shell structured ASA grafted copolymer latex with a core⁃shell ratio of 6/4 was prepared through two⁃stage emulsion polymerization， and the effects of the composition and content of aqueous antioxidants on the thermo⁃oxidative aging， mechanical， and apparent performance of the ASA grafted copolymers were systematically investigated. The results indicated that the ASA grafted copolymer exhibited the optimal thermo⁃oxidative aging performance at a waterborne antioxidant CPL/DLTP mass ratio of 2/3. The oxidation induction period of the ASA grafted copolymer increased significantly with an increase in the content of water⁃based antioxidants； however， the growth of the oxidation induction period seemed not to be significant with the addition of more than 1 wt% of water⁃based antioxidants. The oxidation induction period for the ASA grafted copolymer containing 1 wt% water⁃based antioxidant reached 73.1 min at 230 ℃ in air， and its resistance to thermo⁃oxidative aging was better than that without an antioxidant under the same condition. Its thermo⁃oxidative aging ability was more than 80 times that of the ASA grafted copolymer without any aqueous antioxidants under the same condition. There is no obvious effect of the composition and content of waterborne antioxidants on the mechanical properties of the ASA resin but an obvious effect on its apparent properties such as whiteness.

Key words: acrylonitrile?styrene?butyl acrylate, core?shell graft copolymer, water?based antioxidant, oxidation induction period, thermo?oxygen aging resistance

中图分类号:

TQ325.2

刘孟恩, 汤千熠, 张明耀, 刘伯军. 水性抗氧剂组成以及含量对ASA树脂性能的影响[J]. 中国塑料, 2024, 38(3): 73-78.

LIU Meng'en, TANG Qianyi, ZHANG Mingyao, LIU Baijun. Effect of antioxidant composition and content on performance of ASA resin[J]. China Plastics, 2024, 38(3): 73-78.

图/表 9

图1 PBA胶乳的粒径分布图（a）和ASA接枝共聚物胶乳粒径分布图（b）

Fig.1 Particle size distribution of PBA latex（a） and particle size distribution of ASA graft copolymer latex（b）

图2 ASA接枝共聚物的FTIR谱图

Fig.2 FTIR plots of ASA graft copolymers

图3 添加不同组成（CPL/DLTP）水性抗氧剂ASA接枝共聚物的DSC曲线

Fig.3 DSC plots of ASA graft copolymers with different compositions （CPL/DLTP） of aqueous antioxidants

CPL/DLTP	氧化诱导时间/min
2/1	51.2
3/2	63.9
1/1	40.7
2/3	73.1

表1 切线法定义添加不同组成（CPL/DLTP）水性抗氧剂ASA接枝共聚物的氧化诱导时间

Tab.1 Oxidation induction times of ASA graft copolymers with different compositions （CPL/DLTP） of aqueous antioxidants defined by the tangent line method

图4 添加不同组成水性抗氧剂（CPL/DLTP）ASA树脂的力学性能与表观性能

Fig.4 Mechanical and apparent properties of ASA resins with different compositions of waterborne antioxidants （CPL/DLTP）

图5 不同水性抗氧剂含量ASA接枝共聚物的DSC曲线

Fig.5 DSC plots of ASA graft copolymers with different aqueous antioxidant contents

水性抗氧剂含量/%	氧化诱导时间/min
0	0.9
0.50	32.0
0.75	33.6
1.00	73.1
1.25	65.8

表2 切线法定义不同水性抗氧剂含量ASA接枝共聚物的氧化诱导时间

Tab.2 Oxidation induction time of ASA graft copolymers with different aqueous antioxidant contents defined by tangent line method

图6 不同水性抗氧剂含量ASA接枝共聚物200 ℃、空气条件下40 min烧焦图片

Fig.6 Pictures of ASA graft copolymers with different aqueous antioxidant contents charred at 200 °C for 40 min in air

图7 加入不同含量水性抗氧剂ASA树脂的力学性能与表观性能

Fig.7 Mechanical and apparent properties of ASA resins with different contents of waterborne antioxidants

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