ABS塑料性能介紹及3類改性方法

ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物， 作為綜合性能非常卓越的塑料品種之一，ABS一方面市場應(yīng)用在持續(xù)拓展，另一方面，通過新品種的開發(fā)和技術(shù)改性及合金研究，它日趨成為第六大工程塑料，尤其是通過改性，ABS衍生出更多的新品種。它可與多種樹脂配混成合金，類別多、應(yīng)用廣，是主要改性塑料。

ABS物理特性

ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有優(yōu)良的綜合物理機(jī)械性能，如優(yōu)秀的電性能、抗磨，尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等，且容易加工成型。缺點(diǎn)是耐候性，耐高溫差，且易燃。

ABS塑料力學(xué)性能

ABS有優(yōu)秀的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，能在很低的溫度下使用;ABS的抗磨優(yōu)秀，尺寸性能穩(wěn)定，又具有耐油性，適用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。

ABS的應(yīng)用范圍

高光澤ABS用于吸塵器，電扇、空調(diào)器、電話機(jī)等家用電器制品，靠控制ABS中橡膠粒徑R+(較小)來達(dá)到，低光澤ABS用于儀表盤、儀表罩、柱狀物等汽車內(nèi)飾件，用填加粗填料方式使表面微觀收縮，降低表面光澤。

ABS的類別及特性

防火(阻燃)級ABS

ABS屬于易燃材料，根據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn)屬于HB級別。ABS著火時(shí)燃燒速度快，并放出大量毒氣和黑煙，不利于實(shí)際應(yīng)用。隨著科技進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高，人們安全意識(shí)愈來愈強(qiáng)，國內(nèi)外對汽車、建筑、家用電器、辦公用品等方面使用的塑料材料提出了嚴(yán)格的防火阻燃要求，制定了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，因此阻燃ABS的研究也就具有了相當(dāng)重要的意義。

降低ABS樹脂燃燒性主要包括三個(gè)途徑：

1、使用阻燃性聚合物與ABS共混，如CPE、PVC;

2、對已有的ABS進(jìn)行化學(xué)改性，如加入三溴苯乙烯作為第四單體制備四組分的ABS;

3、通過通用的方式想ABS中加入阻燃劑，包括無機(jī)阻燃劑(如MoO3)和有機(jī)阻燃劑(如鹵素化合物、磷類阻燃劑)。阻燃型具有高效的阻燃作用，但它的他性質(zhì)可能不好(如老化、成本高)。化學(xué)改性ABS需要特定的生產(chǎn)過程，工藝更復(fù)雜，第三種方式在成本和性能之間獲得了平衡，并且在設(shè)計(jì)多功能材料方面更有有靈活性。目前，ABS材料的阻燃改性以添加高效含鹵阻燃劑為主。

耐熱(耐高溫)級ABS

耐熱ABS樹脂的熱變形溫度一般在90~105℃，具有優(yōu)良的耐高溫、韌性和流動(dòng)性。適用于汽車門、后輪罩內(nèi)板、面板等制作，使用在家用電器領(lǐng)域，如微波爐、電飯煲、電吹風(fēng)等。ABS耐高溫可通過降低橡膠含量、增加SAN分子量和丙烯晴含量而提高，但采用添加耐熱單體或耐熱助劑開發(fā)耐熱級ABS的方式更受人們的重視。在ABS樹脂中引入α-甲基苯乙烯(MS)、馬來酸酐

(MA)和馬來酰亞胺(MI)可提高ABS的耐高溫。

其途徑主要包括兩類：

1、將MS、MI等作為第三單體與苯乙烯、丙烯晴共聚，增加基體樹脂剛性，提高其Tg 。MA與AN的共聚物比相同AN含量的SAN耐高溫好，其維卡軟化溫度分別為123℃和103℃。二者的耐化學(xué)性和物理特性類似，生產(chǎn)方式亦可通用。基于MS的材料顏色比基于苯乙烯的材料黃。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，MS僅部分取代苯乙烯，獲得SMSAN共聚物。取代比重取決于耐高溫的要求。

2、把耐高溫很不錯(cuò)的苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)或苯乙烯-馬來酰亞胺共聚物(SMI)作為共混物組分加入到ABS樹脂中。SMA的維卡軟化點(diǎn)溫度達(dá)到150℃。但是，SMA在更高溫度是不穩(wěn)定。會(huì)釋放二氧化碳，因此務(wù)必釋放是其保持充分穩(wěn)定并在260℃一下可加工，否則制件會(huì)有放射紋形成。在SMA中加入1%的受阻酚抗氧劑和硫酯協(xié)效劑可讓其穩(wěn)定。SMI可應(yīng)用在需要大于SMA和MS所能所可提供耐高溫的場合。苯乙烯與MI共聚的生產(chǎn)工藝與SAN相同。SMA與氨或胺反應(yīng)而亞酰胺化，亦可制備SMI。SMI高溫時(shí)耐高溫好，不形成放射紋。

防靜電級ABS

SAN的電阻性能應(yīng)AN極性性質(zhì)而較PS略有降低，但仍具有充分的絕緣性。ABS的表面靜電荷在加工、運(yùn)輸、使用中引起吸附塵土、脫模困難、靜電放電等問題。因此，ABS制品需要具有一定導(dǎo)電性，以預(yù)防內(nèi)部放電，甚至可以屏蔽外部對精密電子元件的電磁干擾。添加防靜電劑可預(yù)防靜電荷形成或消失靜電荷，是制備防靜電級ABS的主要方式。

防靜電劑能在ABS加工之前或加工的過程中添加。

根據(jù)添加方式，防靜電劑的類別如下：

(1) 外防靜電劑，以水或醇溶液的形式涂覆于ABS制品的表面，zui經(jīng)常使用的是季銨鹽。季銨鹽可降低制件表面電阻，但在制件使用、清潔等過程中易被去除，因此廣泛使用在預(yù)防顯示器部件積灰等短期用途。

(2) 內(nèi)防靜電劑，在ABS加工時(shí)添加，添加量少(0.1%~3%)，和ABS一定程度的相容。內(nèi)防靜電劑分為遷移性防靜電劑和永久性防靜電劑，遷移性防靜電劑為離子型或非離子型表面活性劑，疏水部分與ABS有限相容，親水部分在ABS內(nèi)部遷移至表面后可吸附水增加表面導(dǎo)電性。表面的防靜電劑去除后，內(nèi)部的防靜電劑仍可持續(xù)遷移至表面，直至全部耗盡，因此使用的時(shí)間較外靜電劑長。永久性防靜電劑避免發(fā)生遷移，包括導(dǎo)電性高的填料(如炭黑、金屬涂覆的碳纖維、不銹鋼絲)、親水性復(fù)合材料(如聚氧乙烯共聚物)和導(dǎo)電復(fù)合材料(如聚丙烯晴、聚噻吩)。其中，親水性復(fù)合材料低，主要使用在辦公自動(dòng)化設(shè)備。導(dǎo)電填料不適合于注明顏色、透明度的用途以及電子領(lǐng)域。

在相同的配方條件下, 共混設(shè)備和共混工藝及注塑工藝等生產(chǎn)條件對zui終產(chǎn)品性能都有較大的影響,  如混合溫度、停留時(shí)長、螺桿轉(zhuǎn)速、擠出產(chǎn)量、注塑溫度、模具溫度等都會(huì)顯著影響zui終產(chǎn)品的性能。