ABS塑料特性以及成型工艺

ABS塑料  化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene

ABS为丙烯腈A、丁二烯B和苯乙烯S三种单体共聚而成的聚合物，简称ABS。每种单体都具有不同特性，从形态上看，ABS是非结晶性材料。这就决定了ABS材料的耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异的尺寸稳定性及易加工性等多种特性。且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途。合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类。由于其具有韧、刚、硬的优点，应用范围已远远超过PS，成为一种独立的塑料品种。ABS既可用于普通塑料又可用于工程塑料。ABS树脂（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为（C8H8·C4H6·C3H3N）x，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型温度为180-250℃，但是最好不要超过240℃，此时树脂会有分解。

　　随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：

　　1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性；

　　丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；

　　苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。

性质

　　ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06 g／cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。

　　ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。

　　ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC／ABS、ABS/PVC、PA／ABS、PBT／ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。

　生产

　　ABS有两种主要的工业生产方法：

　　将丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）与聚丁二烯（B）混合，或这将两种胶乳混合后再共聚；

　　在聚丁二烯胶乳中加入丙烯腈及苯乙烯单体进行接枝共聚。

　　生产1公斤ABS树脂需要的原料和能源大约相当于生产2公斤石油。

　　奇美实业是世界上最大的ABS树脂生产商，其在台南及镇江的工厂每年大约生产130万吨ABS树脂。其他主要的ABS树脂生产厂商包括：拜耳化工、LG化学、GE塑料、巴斯夫及陶氏化工等。

ABS的性能（坚韧，质硬，性刚）

1、一般性能  

       ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。
      ABS是一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为34—38mN/cm。
      ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。

2 、力学性能

ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。

3、热学性能  

 ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70—107℃（85左右），制品经退火处理后还可提高10℃左右。对温度，剪切速率都比较敏感；ABS在－40℃时仍能表现出一定的韧性，可在 -40℃到85℃的温度范围内长期使用。热分解温度270以上

电学性能 

 ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。

5、环境性能    ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。

ABS塑料的成型加工

ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。

ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定，表面光泽。

ABS的热稳定性好，不易出现热降解现象。ABS的吸水性较高，吸水率:   0.2%～0.7%,加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为80℃-85℃，2～4小时；对特殊要求的制品（如电镀），则需70℃-80℃，10-18小时(水分控制在0.2%以下)。

ABS制品在加工中易产生内应力，如应力太大或制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体方法是制品置于70℃-80℃的热风循环干燥箱内2-4小时，再冷却到室温即可。

ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型，并以注塑法最广，挤出法次之。

注塑模工艺条件:

注射温度：180～ 270℃（适宜加工温度范围220～250）；（注塞式机，炉温维持在180～230；螺杆机，炉温维持在160～220）

模具温度：一般模温65～85℃，生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80，动模温度要求50～60.（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。

注射压力：采用较高的注射压力。

注射速度：中高速度。

料量控制：每次注射量仅达标准注射量的75%

ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。

ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。

ABS典型注射工艺条件    工艺参数                 

                             通用型        高耐热型          阻燃型

            后部              180-200        190-200       170-190

料筒温度   中部               210-230        220-240       200-220

           前部               200-210        200-220        190-200

   喷嘴温度                   180-190        190-200        180～190

        注射压力MPa                70～90         85～120       60～100

        螺杆转速（r/min）          30～60          30～60         20～50

   模具温度                   50 ～70         60～85        50～70

ABS的“阻燃添加剂”

对 ABS塑料具有较好阻燃作用的主要有磷系、卤系有机物及某些无机化合物，其中无机阻燃剂在ABS中添加量需要达到 40%以上才有较明显的效果，同时由于其添加量大，因此会严重损害ABS的物理力学性能。而磷系阻燃剂品种、数量较少，且多数又为液体和低熔点化合物，不适用于ABS的造粒加工工艺。因此，当前对于ABS的阻燃体系主要采用卤系阻燃剂，其中阻燃效果最好的为含溴有机化合物，如十溴联苯醚 (DBDPO)、四溴双酚A等。

材料展望

　　ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优秀的塑料品种，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点，可以注塑、挤出或热成型。

　　大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性，耐热性更好，比PP更美观，特别在横向抗冲性和使用温度较为严格的部件。ABS树脂是汽车中使用仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂。ABS树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。[2] 

　　ABS树脂容易加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器领域，包括各种办公和消费性电子/电器，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。近年来在电子电器市场， ABS树脂在要求阻燃和高耐热的电子/电器市场中将保持其地位，阻燃与耐高热的ABS树脂在与ABS/PC等工程塑料合金的竞争中具有明显的优势。

　　ABS树脂在日用消费品领域具有广泛的应用，比如建材管材、板材或片材，近年来被价格更为低廉的PVC树脂取代了一部分。ABS树脂用于与建筑有关的领域，其中挤出片材用于卫生器具如澡盒、游泳池衬里等，另外注塑成型的管材和管件，少量生产挤出成型的电话电缆管线。

　　AIE亚太国际紧跟材料市场趋势，致力于ABS材料的开发与推广，推出一系列具有优异综合性能及技术表现的ABS汽车材料，开发处诸多新型ABS复合材料，如高抗冲性、阻燃性、外观、着色等，为最终用户的使用提供全程的支持和帮助并不断提供新的解决方案。

ABS管材的特点

　　(1)工作压力高:在常温2OC情况下压力为1.OMpa。

　　(2)抗冲击性好:在遭受突然袭击时仅产生韧性变形。

　　(3)本产品化学性能稳定、无毒、无味，完全符合制药、食品等行业的卫生安全要求。

　　(4)流体阻力小，其内壁光滑，转弯处呈圆弧形，因而流动磨擦力小，大大减少了系统流体阻力和泵的马力。

　　(5)使用温度范围大:其使用的温度范围为-2O℃～+70℃。

　　(6)使用寿命长:本产品在室内一般可用50年之久，如埋在地下或水中寿命会更长，且无明显腐蚀。

　　(7)安装简便密封性好:本产品安装采用承插式连接溶剂粘接密封，施工简便，固化速度快、粘合强度高，避免了一般管道存在的跑、冒、滴、漏的现象。

(8)重量轻，节省投资:ABS的重量是钢铁的1/7，因而减轻了结构重量，减轻了工人劳动强度，并降低了原材料的消耗，可大大节省工程投资。