ABS塑料

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一、 ABS塑料简介
ABS为丙烯氰（23%~41%）、丁二烯（10%~30%）和苯乙烯（29%~60%）三种单体共聚而成的聚合物，英文名称Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，简称ABS。ABS的制造有混炼法和接枝法两种，合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类。
ABS最初是在PS改性基础上发展起来的，由于其具有韧、刚、硬的优点，其用量与PS相当，而应用范围已远远超过PS，成为一种独立的塑料品种。ABS即可用于普通塑料又可用于工程塑料。
混炼法ABS最早由美国橡胶公司于1946年开发，接枝法ABS由美国Marbon公司于1954年首先合成。
到2000年，ABS的生产能力可达85万t/a（包括AS），具体生产厂有台湾奇美惠州工厂（300kt/a）、吉林石化公司树脂厂（100kt/a）、大庆石化总厂（55kt/a）、抚顺石化公司（50kt/a）、盘锦乙烯公司（50kt/a）、台湾太平洋公司镇江厂（40kt/a）、齐鲁石化公司（40kt/a）、上海高桥石化公司（40kt/a）、广州石化总厂（40kt/a）、上海石化总厂（30kt/a）、上海大赛路配料有限公司（30kt/a）、上海高桥石化公司（AS、30kt/a）、韩国LG公司宁波用兴化工有限公司（30kt/a）、兰州化学工业公司（20kt/a）、洛阳铭腾塑料有限公司（15kt/a）、兰州化学工业公司（AS、15kt/a）、盘锦有机化工二厂（10kt/a）。
二、ABS塑料的结构性能
1．ABS塑料的结构
ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成，不同的结构单元赋予不同的性能：丙烯氰，耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高；丁二烯，韧性好；苯乙烯，透明性好、着色性、电绝缘性及加工性。
三种单体结合在一起，就形成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂。不同厂家生产的ABS因结构差异较大，所以性能差异也较大。
2．ABS的性能
(1)一般性能  ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，其制品可着成五颜六色，并具有90%的高光泽度ABS的相对密度为1.05，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，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，烧焦但不落滴，并发出特殊的肉桂味。
(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，这是ABS高度韧的写实。ABS的耐磨性优良，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的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及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的热变形温度为93~118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40~100℃的温度范围内使用。
(4)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、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。
ABS的具体性能见表1所示。
表1  ABS的性能
性能 高抗冲型 耐热型 中抗冲型
相对密度
吸水率/%
成型收缩率/%
拉伸强度/Mpa
断裂伸长率/%
弯曲强度/Mpa
压缩强度/Mpa
悬壁粱缺口冲击强度/(J/m)
洛氏硬度
热变形温度(1.82 Mpa)/ ℃
线膨胀系数/（x10-5k-1）
热导率[W/(M•K)]
体积电阻率/（Ω•cm）
介电常数（106Hz）
介电损耗角正且值（106Hz）
介电强度/(kV/mm)
耐电弧/s
氧指数/%
1.02~1.05
0.2~0.45
0.3~0.8
35~44
5~6
52~81
49~64
16~44
R65~109
93~103
9.5~10.5
0.16~0.29
1~4.8x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20 1.06~1.08
0.2~0.45
0.3~0.8
45~57
3~20
70~85
65~71
11~25
R105~115
104~118
6.0~9.0
0.16~0.29
1~5x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20 1.05~1.07
0.2~0.45
0.3~0.8
42~62
5~25
69~72
73~88
6~22
R108~115
93~107
5~8.5
0.16~0.29
2.7x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20
三、ABS塑料的成型加工
1．加工特性
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的熔体流动性比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，其熔体粘度对加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。
ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水性较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度80~85℃，时间2~4h；对特殊要求的制品（如电镀）的干燥条件为温度70~80℃，时间18~18h。
ABS制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h，再冷却至室温即可。
2．加工方法
ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型加工，并以注塑法最广，挤出法次之。
(1)注塑  选用柱塞式注塑机的成型温度为180~230℃，而选用螺杆式注塑机的成型温度为160~220℃；对表面光泽度要求高的制品模具温度为60~80℃，而一般制品模具温度为50~60℃即可；对薄壁制品注塑压力为130~150Mpa，而对厚壁制品注塑压力则为60~70Mpa。
(2)挤出  可生产管材、板材、片材及型材等，挤出机的L/D为18~22，压缩比为2.5~3。以管材为例，挤出成型的工艺条件为：料筒温度160~180℃，机头温度为175~195℃。
(3)吸塑成型  吸塑成型的加热温度可控制在140~180℃范围内，并以150℃最佳。
四、ABS塑料的改性品种
ABS的改性品种主要为其合金，具体种类很多，应用很广。
1．ABS/PVC
可改善ABS的阻燃性，同时还可提高撕裂强度和耐腐蚀性，并可制成柔软或半硬制品。
2．ABS/PC
提高ABS的耐热温度，一般可达120℃左右。还可适当提高强度和硬度等力学性能。
3．ABS/TPU
此合金兼有TPU的冲击性和耐磨性，ABS的刚性、综合性及价格低等优点。
五、ABS塑料的应用范围
1．壳体材料
广泛用于制造电话机、移动电话、传呼机、电视机、洗衣机、录音机
收音机、复印机、传真机、玩具及厨房用品等的壳体。
2．机械配件
ABS可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽及电动工具壳等。
3．汽车配件
具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等。
4．其他制品
化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等，保温、防震用泡沫塑料，防木制品等。

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