张东杰，陆书来，张国宾，曹志臣

(1.中国石油吉林石化公司 合成树脂厂，吉林 吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021；3.中国石油吉林石化公司 物资采购公司，吉林 吉林 132022)

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

G-ABS树脂胶乳：工业品，聚丁二烯(PB)橡胶相的质量分数为60%、丙烯腈-苯乙烯共聚物(SAN)：工业品，w(键合丙烯腈)=26.8%、硬脂酸镁：分析纯，质量分数≥99%，中国石油吉林石化公司；受阻胺光稳定剂(HALS)YS-770、草酰胺类UVA、二苯甲酮类UVA：分析纯，质量分数≥99.0%，北京北易化工有限公司。

注塑机：Is80，日本东芝公司；分光光度色差仪：UltraScan PRO，美国Hunterlab公司；红外(IR)光谱仪：Frontier，美国PerkinElmer公司；洛氏硬度计：RB2000，美国Instron公司；光泽度测量仪：GlossMeter VG7000,日本电色工业株式会社。

1.2 试样制备

配方称量原料和试剂见表1。利用高速混合机混匀后，使用双螺杆挤出机混炼造粒机组，熔融挤出切粒，再将粒料80 ℃干燥2 h;利用注塑机Toshiba Is80,在200 ℃的条件下，将粒料制成标准测试样条，用于色差、硬度和光泽度表征及光老化实验。

表1 HALS与UVA协同改进ABS树脂抗光氧化性能的配方1)

1) 100质量份ABS树脂中，其它各组分所占的质量份。

1.3 光老化的测试方法

利用色差测试样条进行自然光老化实验，将样条水平放置在室内阳光充足、日照时间长的窗台上，每隔一定时间，测试日光照射面的色差变化。

1.4 性能测试与分析

黄色指数按GB2409—1980测试；洛氏硬度按ASTM D-785-2008(R标尺)测试；红外光谱：分辨率4 cm-1，扫描次数：2次，扫描范围650～4 000 cm-1。表面光泽度(测量角度为45°)按ASTM D523要求测试。

2 结果与讨论

2.1 黄色指数随光老化时间的变化

添加HALS和不同UVA的ABS树脂黄色指数随光老化时间的变化情况见图1。

光老化时间/月图1 ABS树脂试样黄色指数随光老化时间的变化

由图1可见，所有试样在光老化1～2个月时，黄色指数都出现显著下降，这是由于在此期间同时发生了光化学漂白作用与光老化作用，其中，不可逆的光化学漂白作用占明显优势[4-5]。在光老化2～4个月时间段内，各试样的黄色指数均保持平稳，说明在此期间的光化学漂白与光老化变黄的效果处于相持阶段，使得产品外观颜色不变；但是，光老化4个月以后，各试样的黄色指数变化程度明显不同，其中1#、2#试样显著上升，3#也表现出小幅度上升，而4#与5#试样的黄色指数在此期间表现较为平稳，说明这两个样品的抗光氧老化性能优于1#、2#与3#试样。

对于添加了HALS与UVA的4#、5#试样，均表现出优于2#、3#试样的抗光氧老化性能，说明HALS与UVA具有良好的协同作用。其中，受阻胺官能团属于脂环胺类架构，有氧状态下，吸收光能后，可转变为氮氧自由基NO·，其可以捕获材料光降解产生的烷基自由基，同时，这些氮氧自由基在光稳定过程中，具有再生功能，可抑制连锁反应；另外，HALS中的氮原子具有与金属离子配位的孤对电子，能与材料中的金属离子配位，使其钝化，达到保护材料的目的。同时，其产生的NO·可以吸收300～320 nm的紫外光，导致哌啶环的断裂及进一步变化。所以，HALS与二苯甲酮类或草酰胺类UVA并用，表现出良好的抗光氧化协同作用，提高了ABS树脂抗光氧化的能力。

2.2 光老化试样的IR吸收指数

试样编号图2 光老化6个月后，各ABS树脂试样的CO和PB相C—H的IR吸收指数

试样编号图3 光老化6个月后，ABS树脂试样苯乙酮和C≡N的IR吸收指数

2.3 光氧老化后的光泽度和洛氏硬度

ABS树脂的光老化主要发生在试样的表面，使得表面产生褪色、交联、裂纹等现象，导致材料的物理性能发生改变，例如，表面硬度增加，光泽度下降等[11-12]。ABS树脂试样光氧老化6个月后的硬度增加量及光泽度见图4。

试样编号图4 光老化6个月后，ABS树脂试样的洛氏硬度变化及光泽度

另外，图4显示1#空白样的光泽度最低，说明其表面龟裂严重，抗光老化性能最差。添加UVA的2#和3#试样的光泽度略优于1#试样，表明UVA有效提高了试样的抗光氧老化性能，降低了试样表面的龟裂程度；与1#、2#和3#相比，HALS与UVA良好的抗光氧老化协同作用大幅度改善了4#和5#试样的光泽度。其中，5#试样的HALS与草酰胺类UVA的协同效果最突出，对该试样表面进行了最有效的保护。

3 结 论

参 考 文 献：

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