1.1.5.1 概述
ABS树脂是由丁二烯—丙烯腈橡胶(丁腈橡胶)和丙烯腈—苯乙烯树脂(AS树脂)混炼或丙烯腈—苯乙烯树脂与聚丁二烯橡胶接枝共聚而成的,英文名称为acrylonitrile—butadiene—styrene,简称ABS,混炼所得产物称为混合型ABS树脂,共聚所得共聚物称为接枝型ABS树脂。目前国内外普遍使用的是共聚发生产的ABS树脂,分为中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四大类。
ABS最初是在聚苯乙烯改性的基础上发展起来的.由于具有韧、刚、硬的优点,其用量已与聚苯乙烯相当,而应用范围己远远超过聚苯乙烯,成为一种独立的塑料品种。ABS既可作为通用塑料.又可作为工程塑料。
ABS的加工性很好,可用注塑、挤出、压延、热成型的方法加工.还可进行机械加工、连接、修饰等二次加工,特别是ABS极易电镀,由于ABS树脂对化学电镀的吸附性特别优良,因此,电镀后的制品不仅具有金属的外观,而且机械强度与耐热性、耐老化性也都得到提高。此外,ABS还可进行冷加工。
ABS可用于制造机械、电气部件,如收音机、录音机、电视机壳,汽车的仪表板、方向盘、仪表壳,家用电器零部件、日用品与文具等。
1.1.5.2 结构和性能
(1)结构特点
ABS的大分子主链是由三种结构单元重复连接而成的,不同的结构单元赋予其不同的性能:丙烯腈组分为ABS树脂提供优良的化学:稳定性、表面硬度,刚性和电镀性;丁二烯组分为ABS树脂提供优良的韧性和耐低温性;苯乙烯组分为ABS树脂提供优良的刚性、硬度、光泽性,透明性、着色性、电绝缘性及加工性。因此,ABS树脂的性能受组分含量的影响很大:当丙烯睛含量增加时,ABS的硬度、拉伸强度、弹性模量、冲击性能、耐溶剂性、耐热性均提高,但高频绝缘性下降;当丁二烯含量增加时,ABS的拉伸强度、弹性模量、硬度均下降.但冲击性、耐磨性、伸长率均提高;当苯乙烯含量增加时,可以提高熔融树脂的流动性,但材料变得硬且脆。一般三组分的含量分别为:丙烯腈25%一30%、丁二烯25%~30%,苯乙烯40%一50%.
ABS是—种高分子合金.高分子合金的结构为织态结构,含量少的组分形成分散相,含量多的组分形成连续相.当分散相的含量逐渐增加时,分散相由球状分散变为棒状分散,当两组分含量接近时,就形成层状结构,此时两组分均为连续相,故又称织态结构为岛屿型结构。ABS是由丙烯腈—苯乙烯树脂和聚丁二烯橡胶组成的复杂的两相结构,其中丙烯腈—苯乙烯树脂为连续相,聚丁二烯橡胶为分散相.树脂相起保持材料的刚性、模量和Tg的作用,而橡胶相能够吸收、分散冲击能,因而赋予材料冲击韧性,这样,三种组分结合在一起就构成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂.
不同厂家生产的ABS树脂因结构差异较大,所以性能差异也较大。
(2)性能
①力学性能 ABS具有优良的力学性能。其冲击强度极好,且在低温下也不迅速下降,因此可以在极低的温度下使用。
ABS制品即使被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS之所以具有如此优异的冲击性能,基本可归因于橡胶粒子吸收了冲击能,抑制了开裂的发展,故冲击强度与橡胶含量、橡胶粒子的大小、橡胶的接枝率、橡胶的分散状态有关。另外,ABS树脂的冲击强度也与环境有关,环境温度越高,冲击强度越大。
ABS具有良好的耐蠕变性,其耐蠕变性比聚砜和聚碳酸酯差,但比聚酰胺和聚甲醛好。
ABS的耐磨性好,摩擦系数虽不是很低也不能作为自润滑材料,但由于尺寸稳定性优,又具有耐湿性,因而宜于用作中等载荷和转速下的轴承。
ABS具有一定的表面硬度,其洛氏硬度杓;R62~R118之间,但随橡胶含量的改变,ABS的表面硬度变化较大。
ABS的拉伸强度一般,但综合了它有很高的耐冲击强度的优点后,就使得其成为一种良好的工程塑料。ABS的拉仲强度随温度的升高而下降.
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。
②热学性能 ABS的耐热性一般,热变形温度为93一118℃,制品经退火处理后可提高10℃左右,连续工作温度为70℃。ABS的耐寒性良好,在一40℃时仍能表现出一定的韧性,可在一40一100℃的温度范围内使用。
③电学性能 ABS树脂中的丙烯腈组分具有极性,因此,对树脂的电学性能有不利影响,使得ABS的电绝缘性中等。但ABS的电学性能几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用,因此可作为要求不很苛刻的绝缘材料。ABS的电学性能指标与三种组分的含量.添加剂的种类和数量有关。
④化学性能 ABS的耐化学试剂耐溶剂性好,但当受丙酮、苯等有机药品的侵蚀时,ABS将部分溶解。
⑤环境性能 ABS中的丁二烯组分含有双键,故其耐候性差,在紫外线和热的作用下易氧化降解。ABS制品于户外半年后,冲击强度下降一半。
⑥燃烧性能 ABS树脂的极限氧指数仅为18.3%~20.0%,属于易燃材料。ABS的燃烧性状为:燃烧缓慢,离火后仍继续燃烧,火烟呈黄色黑烟,燃烧后塑料软化,烧焦,发出特殊的气味,但无熔滴。
⑦加工性能 ABS在熔融状态下的流变性接近于非牛顿型,因此,其熔体黏度对剪切速率比对温度更敏感,加工过程中提高简切速率比升高温度更能有效地提高ABS的加工流动性。
ABS的加工性能非常好,表现在两个方面:一是ABS是无定形聚合物,熔融温度不太高,熔程宽(217~237℃);二是ABS熔体的黏度适中,类似于LDPE,流动性好,易于冲模。
ABS粒料具有一定的吸水性.吸水率在0.3%一0.8%的范围内,加工前必须进行干燥。干燥条件一般是80-90℃下2一3h。
ABS可以采用注塑、挤出、中空、压延等多种方法成型。由于ABS的伸长率较高,因此,ABS特别适宜真空加工成各种形状的制品。
ABS可二次加工.可电镀、焊接,粘接、冷冲、热弯。 |