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ABS的性能及用途

塑料ABS的性能檢測應注意
(1)一般性能:
ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料,無毒、無味、吸水率低其制品可著成各種顏色,并具有90%的高光澤度。ABS同其它材料的結合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數為18.2,屬易燃聚合物,火焰呈黃色,有黑煙,燒焦但不滴落,并發出特殊的肉桂味。
ABS是一種綜合性能十分良好的樹脂,在比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖擊強度和表面硬度,熱變形溫度比PA、PVC高,尺寸穩定性好。
ABS熔體的流動性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類似。ABS的流動特性屬非牛頓流體,其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關系,但對剪切速率更為敏感。
(2)力學性能
ABS有優良的力學性能,其沖擊強度較好,可以在極低的溫度下使用。即使ABS制品被破壞,也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。ABS的耐磨性能優良,尺寸穩定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的蠕變性比PSF及PC大,但比PA和POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。
(3)熱學性能
ABS屬于無定形聚合物,無明顯熔點;熔體粘度較高,流動性差,耐候性較差,紫外線可使變色;熱變形溫度為70—107℃(85左右),制品經退火處理后還可提高10℃左右。對溫度,剪切速率都比較敏感;ABS在-40℃時仍能表現出一定的韌性,可在-40℃到85℃的溫度范圍內長期使用。
(4)電學性能
ABS的電絕緣性較好,并且幾乎不受溫度、濕度和頻率的影響,可在大多數環境下使用。
(5)環境性能
ABS不受水、無機鹽、堿醇類和烴類溶劑及多種酸的影響,但可溶于酮類、醛類及氯代烴,受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。

概念

ABS塑料是丙烯腈(A)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的三元共聚物。它綜合了三種組分的性能,其中丙烯腈具有高的硬度和強度、耐熱性和耐腐蝕性;丁二烯具有抗沖擊性和韌性;苯乙烯具有表面高光澤性、易著色性和易加工性。上述三組分的特性使ABS塑料成為一種“質堅、性韌、剛性大”的綜合性能良好的熱塑性塑料。調整ABS三組分的比例,其性能也隨之發生變化,以適應各種應用的要求,如高抗ABS、耐熱ABS、高光澤ABS等。ABS塑料的成型加工性好,可采用注射、擠出、熱成型等方法成型,可進行鋸、鉆、銼、磨等機械加工,可用三氯甲烷等有機溶劑粘接,還可進行涂飾、電鍍等表面處理。ABS塑料還是理想的木材代用品和建筑材料等。ABS塑料強度高,輕便,表面硬度大,非常光滑,易清潔處理,尺寸穩定,抗蠕變性好,宜作電鍍處理材料。其應用領域仍在不斷擴大。ABS塑料在工業中應用極為廣泛。ABS注射制品常用來制作殼體、箱體、零部件、玩具等。擠出制品多為板材、棒材、管材等,可進行熱壓、復合加工及制作模型。

分子結構

ABS樹脂的結構,有以彈性體為主鏈的接枝共聚物和以堅硬的ABS樹脂物主鏈的接枝共聚物;或以橡膠彈性體和堅硬的ABS樹脂混合物。這樣,不同的結構就顯示不同的性能,彈性體顯示出橡膠的韌性,堅硬的ABS樹脂顯示出剛性,可得到高沖擊型、中沖擊型、通用沖擊型和特殊沖擊型等幾個品種。具體講,隨橡膠成分B的含量(一般為5%~30%)增加,樹脂的彈性和抗沖擊性就會增加;但抗拉強度,流動性,耐候性等則下降。樹脂組分AS的含量(一般為70%~95%)含量增大,則可提高表面光澤,機械強度、耐候性、耐熱性、耐腐蝕性、電性能,加工性能等。而沖擊強度等則要下降。樹脂組分中A與B的比例分別為30%~35%/80%~65%。



主要特性

塑料ABS樹脂是產量最大,應用最廣泛的聚合物,它將PB、PAN、PS的各種性能有機地統一起來,兼具韌、硬、剛相均衡的優良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。經過實際使用發現:ABS塑料管材,不耐硫酸腐蝕,遇硫酸就粉碎性破裂。
由于具有三種組成,而賦予了其很好的性能;丙烯腈賦予ABS樹脂的化學穩定性、耐油性、一定的剛度和硬度;丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高;苯乙烯使其具有良好的介電性能,并呈現良好的加工性。
大部分ABS是無毒的,不透水,但略透水蒸氣,吸水率低,室溫浸水一年吸水率不超過1%,而物理性能不起變化。ABS樹脂制品表面可以拋光,能得到高度光澤的制品。比一般塑料的強度高3-5倍。
ABS具有優良的綜合物理和機械性能,較好的低溫抗沖擊性能。尺寸穩定性。電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性、成品加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類,不溶于大部分醇類和烴類溶劑,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS樹脂熱變形溫度低可燃,耐熱性較差。熔融溫度在217~237℃,熱分解溫度在250℃以上。如今的市場上改性ABS材料,很多都是摻雜了水口料、再生料。導致客戶成型產品性能不是很穩定。
(1)物料性能
1. 綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩定性,電性能良好;
2. 與372有機玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理;
3. 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別;
4. 流動性比HIPS差一點,比PMMA、PC等好,柔韌性好;
5. 適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件。
(2)成型性能
1. 無定形材料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥80-90度,3小時;
2. 宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270℃)。對精度較高的塑件,模溫宜取50-60℃,對高光澤、耐熱塑件,模溫宜取60-80℃;
3. 如需解決夾水紋,需提高材料的流動性,采取高料溫、高模溫,或者改變入水位等方法;
4. 如成形耐熱級或阻燃級材料,生產3-7天后模具表面會殘存塑料分解物,導致模具表面發亮,需對模具及時進行清理,同時模具表面需增加排氣位置;
5. 冷卻速度快,模具澆注系統應以粗,短為原則,宜設冷料穴,澆口宜取大,如:直接澆口,圓盤澆口或扇形澆口等,但應防止內應力增大,必要時可采用調整式澆口。模具宜加熱,應選用耐磨鋼;
6. 料溫對塑件質量影響較大,料溫過低會造成缺料,表面無光澤,銀絲紊亂料溫過高易溢邊,出現銀絲暗條,塑件變色起泡;
7. 模溫對塑件質量影響很大,模溫低時收縮率,伸長率,抗沖擊強度大,抗彎,抗壓,抗張強度低。模溫超過120℃時,塑件冷卻慢,易變形粘模,脫模困難,成型周期長;
8. 成型收縮率小,易發生熔融開裂,產生應力集中,故成型時應嚴格控制成型條件,成型后塑件宜退火處理;
9. 熔融溫度高,粘度高,對剪切作用不敏感,對大于200克的塑件,應采用螺桿式注射機,噴嘴應加熱,宜用開暢式延伸式噴嘴,注塑速度中高速。
(3)粘接問題
根據不同需要,可以選擇以下粘合劑:
1. G-977:單組分常溫固化軟彈性防震粘合劑,耐高低溫,不同粘度粘接速度幾秒至幾個小時固化完畢;
2. KD-833:瞬間粘接劑,可以數秒鐘或數十秒鐘快速粘合PC塑料,但膠層硬脆,不耐60度以上熱水浸泡;
3. QN-505,雙組分膠,膠層柔軟,適合PC塑料大面積粘接或復合。但耐高溫性能較差;
4. QN-906:雙組分膠,耐高溫;
5. G-988:單組份室溫硫化膠,固化后是彈性體具有優秀的防水,防震粘合劑,耐高低溫,1-2mm厚度的話,10分鐘左右初固,5-6小時基本固化,有一定的強度。完全固化的話需要至少24小時。單組份,不需要混合,擠出后涂抹靜置即可,無需加溫

制備方法

ABS的生產方法很多,可分為摻合法,接枝法,聯用法個接枝-摻合法四大類,約十一種制備工藝。如今大多采用的是乳液法,當前最有廣闊前途的是乳液接枝法。ABS通過改變三種單體的比例和采用不同聚合方法,可制得各種規格產品,其結構有以彈性為主鏈的接枝共聚物和以樹脂為主鏈的接枝共聚物,一般三種單體的比例范圍大致為丙烯腈25%~35%,丁二烯25%~30%和苯乙烯40%~50%。
由于PC/ABS是兩種聚合物的共混,又以PC為主,在加工制品時,有時還會在澆口處出現斑紋現象,通常是由于高速注射時,熔料擴張進入模腔造成。熔體破裂所致。從成型工藝方面入手,可以采取提高物料溫度,提高噴嘴溫度,減慢注射速度等措施來減少PC/ABS制品斑紋的出現,也可以提高模具溫度,增設增濫槽,增加澆口尺寸,修改澆口形狀等來解決。例如對大型薄壁制件采用扇形澆口,也可以采用耳形澆口,在澆口出口處增設一個耳槽,使澆口附近的噴射,料流沖擊斑痕,以及殘余應力都集中在耳槽,而不影響PC/ABS制件質量。同時,由于多個澆口注塑或者分流道多時,也會出現熔接線。

常規性能

塑料ABS無毒、無味,外觀呈象牙色半透明,或透明顆?;蚍蹱?。密度為1.05~1.18g/cm3,收縮率為0.4%~0.9%,彈性模量值為2Gpa,泊松比值為0.394,吸濕性<1%,熔融溫度217~237℃,熱分解溫度>250℃。

力學性能

塑料ABS有優良的力學性能,其沖擊強度較好,可以在極低的溫度下使用;塑料ABS的耐磨性優良,尺寸穩定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和低轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。

熱學性能

塑料ABS的熱變形溫度為93~118℃,制品經退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現出一定的韌性,可在-40~100℃的溫度范圍內使用。

電學性能

塑料ABS的電絕緣性較好,并且幾乎不受溫度、濕度和頻率的影響,可在大多數環境下使用。

環境性能

塑料ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響,但可溶于酮類、醛類及氯代烴中,受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易產生降解;于戶外半年后,沖擊強度下降一半。

加工流程

注塑工藝

ABS樹脂是在聚苯乙烯樹脂改性的基礎上發展起來的三元共聚物。其中A代表丙烯睛、B代表丁二烯、S代表苯乙烯。ABS樹脂具有三種組份的綜合性能、A可以提高耐油性、耐化學腐蝕性,從而具有一定的表面硬度;B使ABS呈現橡膠態的韌性,提高了沖擊韌性;S使ABS塑料呈現出較好的流動性,使之具有熱塑性塑料成型加工的良好性能。
ABS塑料在我國主要用于制造儀器儀表、家用電器、電話機、電視機等的外殼及電鍍用的ABS塑料,使其賦予金屬光澤,ABS用于代替金屬。我廠生產的各類型號電冰箱的內膽及各種塑料制品中,ABS注塑制品占電冰箱塑料制品總數的88%以上。

原料準備

注塑用的ABS樹脂除特殊品級或作著色處理的樹脂外,大部分為淺象牙色或瓷白色不透明的顆粒。樹脂吸水性不很高,如在加工允許值0.1?0.2%以下時,對于包裝嚴密、貯存得當而且制品要求不太高的情況下,可不經干燥處理即可進行成型加工。但若顆粒中水分含量過規定值時,則必須先經干燥處理方可成型,對于特殊品級的顆?;蛑破酚休^高要求(如電鍍品)時,在成型加工前也必須進行干燥處理。

成型工藝規范

1. 注射溫度:包括料筒溫度(又可分為后、中、前三段),噴嘴溫度和模具溫度。ABS熔體粘度受溫度的影響雖不及注射壓力明顯,但溫度高的條件下對于薄壁制品的模具是有利的。ABS的分解溫度,理論上高達270t。以上,但在實際注塑過程中,由于受時間及其它工藝條件的影響,樹脂往往在2501左右就開始變色,同時ABS中所含的橡膠相也不適應過高的溫度,否則將會影響制品性能。ABS的成型溫度除耐熱級、電鍍級等品級的樹脂要求溫度稍高些(在210—250℃)以改箸其熔體充模困難或有利于電鍍性能之外,對于通用級、阻燃級、抗沖級等ABS樹脂都希溫度取低些,以防發生分解或對其物理機械性能不利。塞式注射機比螺桿式注射機所選擇的溫度要稍高些,對于一般的制品,柱塞式選擇溫度范圍在180?230℃之間,而螺桿式注塑機在160?220X:即可成型。在成型過程中,一般料筒溫度(后部150?1701℃、中部170?180℃,前部180?210℃)。噴嘴溫度一般取170?180℃,特別注意的是均化段和噴嘴溫度的任何變化,都會反映到制品上,引起溢料、銀絲、變色、光澤不佳、熔接痕明顯等疵病。
2. 模具溫度:模具溫度對ABS制品表面粗糙度、減少制品內應力有著重要的作用。模溫高,熔體充模容易,制品的表觀好,內應力小,同時對制品的可電鍍性也有改善或提高,但也存在著制品成型收縮率大,成型周期長,易脫模后變型等問題。對于一般要求的制品,模溫可控制在40?50℃;對于表觀和性能要求都比較高的制品,模溫可控制在60?70℃。而且模溫要均勻,要求模腔與模芯之間的溫度差應不超過10對于深孔制品或形狀較為復雜的制品,要求模腔溫度比模芯溫度略高一些,以利制品的順利脫模。
3. 注射壓力:與聚乙烯、聚苯乙烯、尼龍等塑料相比ABS的流動性稍差,故所需的注射壓力較大。但是過大的注射壓力容易造成制品脫模困難或脫模損傷,還可能給制品帶來較大的內應力。ABS的注射壓力除了與制品的壁厚、設備類型等有關外,還與樹脂的品級有關。對于薄壁、長流程、小澆口的制品要求的注射壓力要高,高達130?150MPa,而厚壁、大澆口制品只需100MPa就可以了。在實際生產過程中,螺桿式注射機常選用的注射壓力在100MPa以下,(我們采用50?70MPa),而柱塞式注射機一般在100MPa以上。保壓壓力不宜過高,使用螺桿式注射機一般采用30?50MPa,而柱塞式則需60?70MPa以上即可。若保壓壓力過高,會使制品內應力增大。
4. 注射速度。注射速度對ABS培體流動性的改變有一定的作用,若注射速度慢,制品表觀會出現波紋,熔接不良等現象;若注射速度快,可使充模迅速,但易出現排氣不良,表觀粗糙度不佳等情況,同時還會使制品的拉伸強度和伸長率下降,使鍍層貼緊力也因注射速度過快而降低。為此,在生產過程中,除了充模有困難必需用較高的注射速度外,一般都選用中、低連度為宜。 [5]



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