ABS工程塑料的发展

一、ABS的概述

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

比重1.05克/cm3，成型收缩率：0.4～0.7%

ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，这三者的一般比例为20:30:50（熔点为175℃）。其特性是由三组份的配比及每一种组分的化学结构，物理形态控制，丙烯晴组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度，丁二烯表现的特性是抗冲击强度，苯乙烯表现的特性是加工流动性，光泽性。这三组分的结合，优势互补，使ABS树脂具有优良的综合性能。只要改变其三者的比例、聚合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如增加丁二烯的组份，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性亦变差。ABS具有刚性好，冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良，易于加工，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。

ABS是一种综合性能十分良好的树脂，无毒，微黄色，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比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%，而且绝少出现塑化后收缩。

二、ABS的特点：

1、综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。

2、与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理。

3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。

4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。

三、ABS的合成方法

ABS树脂的生产方法很多，目前世界上工业装置上应用较多的是乳液接技掺合法和连续本体法。

1.乳液接枝掺合工艺：

乳液接枝掺合法是在ABS树脂的传统方法--乳液接枝法的基础上发展起来的，根据SAN共聚工艺不同又可分为乳液接枝乳液SAN掺合、乳液接枝悬浮SAN掺合、乳液接枝本体SAN掺合三种，其中后两者在目前工业装置上应用较多。这三种乳液接枝掺合工艺都包括下面几个中间步骤：丁二烯乳胶的制备、接枝聚合物的合成，SAN共聚物的合成，掺混和后处理。

⑴丁二烯胶乳的合成：丁二烯胶乳的合成是ABS生产过程中的一个主要单元，一般采用乳液聚合工艺生产。此生产技术目前比较成熟，控制胶乳中总的固含量（一般总的固含量越高生产成本越低），控制橡胶粒子的大小，在0.05-0.6μm,最好在0.1-0.4μm范围内,粒径呈双峰分布,这样可使ABS树脂产品具有优异的表面性能和韧性。

⑵接枝聚合物的合成：聚丁二烯与苯乙烯、丙烯腈接枝是ABS生产工艺中的核心单元。粒径呈双峰分布的聚丁二烯胶乳连续送入乳液接枝反应器与苯乙烯和丙烯腈单体混合物进行接枝共聚反应。单体与聚丁二烯之比提高则接枝聚合物和SAN共聚物的分子量及接枝度增加，内部接枝率一般随橡胶粒径的增加和橡胶交联密度的降低而增加。在粒径和橡胶交联密度恒定时接枝度和接枝密度是决定ABS产品性能的因素。

⑶SAN共聚物的合成：苯乙烯与丙烯晴共聚物合成方法有三种：乳液法、悬浮法和本体法。本体法采用热引发、连续聚合，产品纯净、质量较高，污染少，在SAN合成中正取代悬浮法，尤其在大型ABS生产装置上。悬浮法采用引发剂，间歇聚合、产品不如本体法纯净，产生的废水对环境有污染，但工艺简单，流程短，投资少，聚合热易撒出，对中小型装置而言悬浮法较为经济。乳液法流程长，技术落后，发达国家已基本淘汰。

⑷掺混和后处理：最后将得到的ABS接枝聚合物与SAN共聚物以不同比例进行掺混，可以得到多种ABS树脂产品，掺混方法使产品具有很大的灵活性。

SAN与接枝聚合物的掺混和后处理工艺上有二种方法：在“湿工艺”中先将接枝胶液脱去大量水，得到的胶粒或胶块和SAN粒子一起送入特殊的挤出机进行干燥、混合和造料。在“干工艺”中，先用离心机将接枝胶液中大量水分脱去，然后用氮氧干燥，干燥的接枝胶粒和SAN粒子混合，挤出、干燥。此二种工艺都为连续法生产，其设备细节是专利技术。

2.连续本体工艺：

近年来连续ABS工艺进一步完善，已逐步确立了其为主要ABS生产工艺的地位，从环保和投资的观点看本体法是最佳期的ABS生产工艺，本体工艺的主要缺点是所生产的产品有局限性，如在高抗冲产品的生产上有局限性。

本体工艺与乳液工艺不同，乳液工艺在水相中进行，反应体系粘度较低，传热较好，而在本体工艺生产ABS树脂时，为了粘度容易控制，对橡胶含量控制在15%以内，最多不超过20%，而且普通本体工艺生产的ABS树脂中橡胶粒子较大，因此表面光泽差。大部分本体工艺采用3-5个连续反应器串联的反应器体系，反应器可以是搅拌槽式、塔式、管式或组合式。近年来连续本体工艺在改进产品上取得的主要进展有如下几点：

⑴控制橡胶粒径小于1.5um，改进光泽度；

⑵控制橡胶粒径和形态，改进抗冲性；

⑶增加橡胶相中的夹附量；

⑷使橡胶的粒子呈双峰分布；

⑸优选引发剂类型和浓度等；

⑹引入第四单体改性：如引入α-甲基苯乙烯生产耐热ABS树脂。

上述二种ABS生产方法，对年产5万吨的生产装置在生产胶含量为15%（wt）的ABS树脂时，本体工艺和乳液接枝本体SAN掺合工艺的总可变成本相同，总的现金成本则本体工艺较低。如果为了生产抗冲性能好的高胶含量的ABS产品，本体法ABS生产者必须外购买橡胶接枝的浓缩物，或者自己生产这种浓缩物用于本体ABS共混，后者实际上已经将本体工艺转变为乳液接枝本体SAN掺合工艺。所以目前仅有少数公司采用连续本体工艺直接得到ABS树脂产品，大部分仍然采用乳液接枝本体SAN掺合法生产ABS树脂。

四、ABS的成型特性

成型温度：200-240℃干燥条件：80-90℃ 2小时

1.无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时。

2.宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为>270℃）。对精度较高的塑件，模温宜取50-60度；对高光泽.耐热塑件，模温宜取60～80℃。

3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

五、ABS的主要应用

用途：适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。

ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，一般来说汽车、器具和电子电器是ABS树脂三大应用领域，然而不同地区和国家ABS树脂的消费结构存在很大差异，在汽车领域中美国和西欧的消费比较高，约占22-24%，日本占15%左右，远东地区仅占5%，在器具方面日本占27%，西欧占24%，美国占20%，在电子电器领域远东地区所占比例高达50%左右，日本西欧约占23-26%，美国仅占10%左右。此外日本在杂品方面的应用比例高达28%，美国在建筑建材方面应用比例占13-16%。ABS树脂可以注塑、挤出或热成型。

1.汽车：

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。此外由于ABS树脂的耐热性较好，近年来开发了一些新的用途如喷嘴、储藏箱、仪表板等，美国一辆小汽车上ABS树脂的平均用量10公斤，在卡车和其它车型中平均用量高达18-23公斤。

大部分汽车部件都是用注塑成型方法加工的，与PP比ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性，耐热性更好，也比PP更美观、特别在横向抗冲性和使用温度较为严格的部件，PP应用受到限制，而ABS因为表面光滑，抗冲击性好，耐高温和可加工性好，具有与其它树脂相比的竞争性。

2.器具：

ABS树脂在器具方面一般为大型器具如冰箱、冰柜、食品箱等和小型器具和食品加工机，吸尘器、吹风机、缝纫机的外罩和室内空调器、加湿器等。

3.电子/电器：

电子/电器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。消费性电器包括影像设备、音响设备和磁介质存储器。在美国和西欧，办公电器市场比消费性电器市场大得多，前者约占2/3。近年来在电子电器市场?ABS树脂也受其它树脂的冲击，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/PPO和ABS/PC等工程塑料合金的竞争中具有明显的优势。

4.建材：

ABS树脂在建材领域的应用情况各地区差异很大，在美国主要用于管材，约占95%，余下是板或片材，近年来被价格更为低廉的PVC树脂取代了一部分。西欧目前大约4×5%的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。

5.ABS合金/共混物：

合金和共混物可以以最经济的途径量体裁衣地满足各个不同用途需要的性能组合，ABS树脂与较高价格的聚合物合金化或共混，可以从ABS树脂获益于价格低，易加工性和高抗冲性，同时又由其它高价格树脂得到较高的物理性能。最主要的ABS合金/共混物是ABS/PC，占75-80%，其次是ABS/PVC。

ABS是丙烯腈Acrylonitrile（23～41%）、丁二烯Butadiene（10～30%）和苯乙烯Styrene（29～60%）三种单体共聚而成的聚合物，英文名称为Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，简称ABS。

ABS的制造方法分为混炼法与接枝法两种，混炼法ABS最早是由美国橡胶公司在1945年开发的，而接枝法ABS则是由美国Marbon公司在1954年首先合成的。合成的ABS有中冲级型、高冲级型、超高冲级型和耐热型四类。

ABS共聚物中三种单体的一般比例为20：30：50，只要改变三者的比例、聚合方法、颗粒的尺寸，就可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的ABS品种。比如增加丁二烯组分的含量，就可以提高ABS的冲击强度，但是硬度与流动性会降低，强度和耐热性会变差。如果ABS中丁二烯的含量达到50%以上，则称为高胶粉，常用于ABS和PC/ABS的增韧改性。

ABS最初是在PS改性基础上发展起来的，由于具有韧、刚、硬的独特优点，其用量与PS相当，而且应用范围已经远远超过PS，因此成为一种独立于PS的塑料品种。早期将ABS划分为工程塑料一类，但随其快速发展，产量很快接近其母体PS，因此从2000年起就将其划分为通用塑料一类，成为第五大通用塑料品种。

ABS塑料的材料性能

1、常规性能

塑料ABS无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.05~1.18g/㎝3,收缩率为0.4%~0.9%,弹性模量值为2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性<1%，熔融温度217~237℃，热分解温度>250℃。

2、力学性能

塑料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；塑料ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和低转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。

3、热学性能

塑料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

塑料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

塑料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（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，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,其玻璃转移温度大约是105°C(221°F)。ABS是无定形的，因此没有真正的熔点。

ABS有两种主要的工业生产方法：

1、将丙烯腈-苯乙烯共聚物（AS）与聚丁二烯（B）混合，或将这两种胶乳混合后再共聚；

2、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。

扩展资料

性质

ABS树脂是乳白色固体，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杂化共混物，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。

参考资料来源：百度百科-ABS

允许使用温度范围

-40℃到80℃

聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯是一种新型热塑性工程塑料，聚碳酸酯有优良的电绝缘性能和机械性能，尤其以抗冲击性能最为突出，韧性很高，允许使用温度范围较宽（-100～130℃），透明度高（誉为“透明金属”）、无毒、加工成型方便。它不但可替代某些金属，还可替代玻璃、木材等。近年来聚碳酸酯发展迅速，在机械、汽车、飞机、仪器仪表、电器等行业获得了广泛的应用。

ABS塑料由于具有较好的综合性能，冲击性能又十分突出，因而被大量使用代替金属材料，广泛应用于家电、电子电器、办公设备、汽车、机械等领域。

在高分子材料的使用过程中，由于受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用，高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化。所以只能维持10年左右。

物理性能也会相应变坏，如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等，这些变化和现象称为老化， 高分子材料老化的本质是其物理结构或化学结构的改变。

1、家电 家用电器是ABS塑料最大和最有前景的应用领域，包括电视机、收录机、洗衣机、电冰箱、电话机、空调机等的外壳和内部组件。

2、汽车 用ABS塑料制造的汽车内装件有仪表板、仪表壳、车门内衬、控制器箱体、调节器手柄、开关旋钮、导管等。主要是利用ABS的耐冲击性、强度、刚性和成型性等特点。外装件有挡泥板、扶手、通风盖板、支架、缓冲扩板等。

3、机械 ABS塑料可用于制造机械设备的壳体和一般机械零部件。如水箱外壳、仪表箱、电机壳、蓄电池槽、齿轮轴承、泵叶轮模具模型、螺栓、盖板及紧固件等。

4、办公设备 ABS具有优良的耐冲击性能，良好的刚性。尺寸稳定性和成型性，用于制造各种办公设备的壳体经济实用。如传真机、复印机、打字机及电脑显示器等。办公设备对防火要求较高，所以通常均选用阻燃ABS品级制造。

5、模具模型 由于ABS塑料机械加工性能优越，比重轻、价格低廉，近年来被广泛用来制作电子家电工业、汽车、机械设备、检测仪器的模具模型。

目前世界上最先进的快速模型成型机Dimension使用ABS作为标准原料制造立体原型，便你能随心所欲地测试新产品的外观形状，合适程度以及相关功能。在同类产品中具有最好的性价比。

塑料ABS的性能检测应注意

（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。

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，其冲击强度较好，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。

（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。

性能测试是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。

以上内容参考：搜狐网- 什么是ABS塑料？abs材质玩具安全吗？

以上内容参考：百度百科-环氧树脂

以上内容参考：百度百科-ABS塑料

1、ABS塑料是丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的三元共聚物。它综合了三种组分的性能，其中丙烯腈具有高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性；丁二烯具有抗冲击性和韧性；苯乙烯具有表面高光泽性、易着色性和易加工性。

2、ABS树脂的结构，有以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的ABS树脂物主链的接枝共聚物；或以橡胶弹性体和坚硬的ABS树脂混合物。

3、塑料ABS树脂是产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。

4、大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。

5、ABS具有优良的综合物理和机械性能，较好的低温抗冲击性能。尺寸稳定性。电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。

扩展资料：

ABS塑料的主要用途：

工程塑料

PC/ABS再生料是一种重要的工程塑料合金，广泛应用于汽车、电子电气、办公和通讯设备等领域。如今，为了满足在应用领域(特别是电子、电气产品)防火安全的特殊要求，PC/ABS合金的阻燃技术成为人们研究的热点。

3d打印领域

ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一，之所以能成为3d打印的耗材，是其特性决定，ABS塑料有耐热性、抗冲击性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良、制品尺寸稳定等特点。ABS塑料是3d打印材料中最稳定的一种材质。

参考资料来源：百度百科-ABS塑料