五大通用塑料之ABS介紹

時(shí)間：2019-12-30作者：東莞市宇碩新材料科技有限公司瀏覽：638

ABS是五大通用塑料之一，具有較好的耐熱性、較高的表面硬度，良好的尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和電性能、易于成型和機(jī)械加工等優(yōu)異的綜合性能，特別是ABS塑料的成型加工性非常好，可采用注射、擠出、熱成型等方法成型，可進(jìn)行鋸、鉆、銼、磨等機(jī)械加工，可用三氯甲烷等**溶劑粘接，還可進(jìn)行涂飾、電鍍等表面處理。ABS注射制品常用來(lái)制作殼體、箱體、零部件、玩具等。擠出制品多為板材、棒材、管材等，可進(jìn)行熱壓、復(fù)合加工及制作模型，在電子電器、儀器儀表、汽車(chē)、建材工業(yè)和日用制品等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

ABS塑料的分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

ABS樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)，有以彈性體為主鏈的接枝共聚物和以堅(jiān)硬的ABS樹(shù)脂主鏈的接枝共聚物;或以橡膠彈性體和堅(jiān)硬的ABS樹(shù)脂混合物。這樣，不同的結(jié)構(gòu)就顯示不同的性能。

ASB分子結(jié)構(gòu)中通常含有丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三種結(jié)構(gòu)單元，綜合了三種組分的性能，其中丙烯腈(A)使其具有高的硬度和強(qiáng)度、耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性;丁二烯(B)使其具有抗沖擊性和韌性;苯乙烯(C)使其具有表面高光澤性、易著色性和易加工性并改善電性能。三組分的特性使ABS塑料成為一種“質(zhì)堅(jiān)、性韌、剛性大”的綜合性能良好的熱塑性塑料。

通過(guò)調(diào)節(jié)這三種結(jié)構(gòu)單元的相對(duì)含量變化，可制成具有不同流動(dòng)性以及不同抗沖擊性能的各種規(guī)格樹(shù)脂。如通過(guò)調(diào)節(jié)丁二烯(B)的含量，可得到高沖擊型、中沖擊型、通用沖擊型和特殊沖擊型等幾個(gè)品種。但隨B的含量(一般為5%~30%)增加，ABS樹(shù)脂的彈性和抗沖擊性就會(huì)增加，但抗拉強(qiáng)度，流動(dòng)性，耐候性等則下降。需通過(guò)合理調(diào)控以滿足和適應(yīng)各種應(yīng)用的要求。

ABS塑料的合成及生產(chǎn)方法

ABS塑料的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有乳液接枝法、乳液接枝摻和法和連續(xù)本體法等。乳液接枝法是在將丙烯腈和苯乙烯接枝在聚丁二烯乳膠上得到的ABS樹(shù)脂，這種方法現(xiàn)已為乳液接枝摻合法所取代。

乳液接枝摻合法是在ABS樹(shù)脂的傳統(tǒng)方法一乳液接枝法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它將部分苯乙烯單體和丙烯腈與聚丁二烯膠乳進(jìn)行乳液接枝共聚，而以另部分苯乙烯單體和丙烯腈單體進(jìn)行共聚生成SAN，然后再將兩者以不同比例摻合可以得到各種牌號(hào)的ABS樹(shù)脂。

這一方法根據(jù)SAN共聚工藝不同又可分為乳液接枝乳液SAN摻合、乳液接枝懸浮SAN摻合、乳液接枝本體SAN摻合三種。目前乳液接枝一乳液SAN摻混法在發(fā)達(dá)國(guó)家已被淘汰，乳液接枝一懸浮SAN摻混法只適合于中小型生產(chǎn)裝置，乳液接枝一本體SAN摻合法是較為**的一種工藝，它不僅使產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，生產(chǎn)能耗下降，而且使廢水大大減少，生產(chǎn)成本顯著下降。因此現(xiàn)階段ABS樹(shù)脂生產(chǎn)的主要方法是乳液接枝本體SAN摻混法。

連續(xù)本體法是將聚丁二烯直接溶解于苯乙烯單體和丙烯腈中進(jìn)行本體聚合，從而制得ABS樹(shù)脂。但是由于本體法工藝本身的局限性，無(wú)法生產(chǎn)橡膠含量在20%以上的ABS產(chǎn)品，其產(chǎn)品的抗沖強(qiáng)度受到限制，另外在橡膠粒徑控制上相對(duì)較難，亦無(wú)法達(dá)到乳液接枝本體SAN摻混法能達(dá)到的高光澤度，使得產(chǎn)品范圍和性能有一定的局限性，但由于其生產(chǎn)成本和對(duì)環(huán)境影響有很大的優(yōu)勢(shì)，有待進(jìn)一步改進(jìn)，是ABS合成研究的重點(diǎn)。

ABS塑料的改性與應(yīng)用

ABS本身為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹(shù)脂，大多無(wú)毒無(wú)味，具有優(yōu)良的綜合性能，較好的低溫抗沖擊性能和尺寸穩(wěn)定性，電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成品加工和機(jī)械加工較好。ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類(lèi)，不溶于大部分醇類(lèi)和烴類(lèi)溶劑，而*溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。大部分ABS是無(wú)毒的，吸水率低，室溫浸水一年吸水率不**過(guò)1%而物理性能不起變化。ABS樹(shù)脂制品表面可以拋光，能得到高度光澤的制品。比一般塑料的強(qiáng)度高3-5倍。加工流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好。但ABS樹(shù)脂熱變形溫度低，可燃，耐熱性較差，易受溶劑影響而發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂，耐氣候性能差，易受陽(yáng)光作用變色變脆，加工過(guò)程中有較強(qiáng)烈的苯乙烯味道且易發(fā)黃。此外，由于其結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)存過(guò)程中易變色。

ABS老化前后對(duì)比

ABS抗UV改性后的效果圖(老化后)

對(duì)于ABS塑料的改性，通過(guò)其分子結(jié)構(gòu)的調(diào)整可獲得高抗沖、透明、耐熱級(jí)的品種外，更多的主要是經(jīng)過(guò)填充、共混、增強(qiáng)等或者通過(guò)添加各種助劑或合金等方法進(jìn)行改性，從而來(lái)提高ABS材料的阻燃性、強(qiáng)度、抗沖擊性、韌性等方面的性能而獲得改性ABS材料。

盡管ABS屬于通用塑料，但經(jīng)過(guò)以上方法的改性而得到的改性ABS材料更多用作工程塑料，特別是ABS合金產(chǎn)量大、種類(lèi)多、應(yīng)用廣泛，是主要的改性塑料之一。

常見(jiàn)的ABS合金主要有PC/ABS、ABS/PA、ABS/PBT等等。PC/ABS合金中PC主要貢獻(xiàn)耐熱性、沖擊韌性，ABS則提供良好加工性、表觀質(zhì)量和低密度，PC/ABS合金具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和阻燃性，用于建材，汽車(chē)和電子工業(yè)，如做電視機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備外殼和電話機(jī)，并以汽車(chē)工業(yè)零部件為應(yīng)用重點(diǎn);ABS/PA合金是耐沖擊、耐化學(xué)品、良好流動(dòng)性和耐熱性材料，用于汽車(chē)內(nèi)件裝飾件，電動(dòng)工具、運(yùn)動(dòng)器具、割草機(jī)和吹雪機(jī)等工業(yè)部件，辦公室設(shè)備外殼等;ABS/PBT合金有良好的耐熱性，強(qiáng)度、耐化學(xué)品性和流動(dòng)性、適于做汽車(chē)內(nèi)飾件，摩托車(chē)外墊件等。

此外，通過(guò)添加各種改性助劑，也可以賦予ABS材料相應(yīng)的性能優(yōu)勢(shì)。如添加抗靜電劑得到的抗靜電ABS材料可用于安全帽、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等的傳遞紙張結(jié)構(gòu)、錄像和**音頻磁帶等。

通過(guò)高光澤和消光改性，可分別應(yīng)用于吸塵器，電扇、空調(diào)器、電話機(jī)等家電制品和儀表盤(pán)、儀表罩、柱狀物等汽車(chē)內(nèi)飾件等等，如通過(guò)添加特殊顏料得到的免噴涂ABS材料。

通過(guò)添加阻燃劑得到的阻燃ABS樹(shù)脂在一定溫度范圍內(nèi)具有良好的抗沖擊強(qiáng)度和表面硬度，有較好的尺寸穩(wěn)定性、一定的耐化學(xué)藥品性和良好的電氣絕緣性，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械部件、汽車(chē)部件、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域;通過(guò)耐熱改性得到的耐熱ABS材料在一定溫度范圍內(nèi)具有良好的抗沖擊強(qiáng)度和表面硬度，具有較好的尺寸穩(wěn)定性、優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性和良好的電氣絕緣性，可廣泛應(yīng)用在汽車(chē)部件領(lǐng)域，如汽車(chē)儀表板、車(chē)身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤(pán)、隔音板、門(mén)鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件。


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