(1)一般性能:
ABS的外觀為不透明呈色的粒料,無(wú)毒、無(wú)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(jié)合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)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(fā)出特殊的肉桂味。
ABS是一種綜合性能十分良好的樹(shù)脂,在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度,熱變形溫度比PA、PVC高,尺寸穩(wěn)定性好。
ABS熔體的流動(dòng)性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類似。ABS的流動(dòng)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(guān)系,但對(duì)剪切速率更為。
(2)力學(xué)性能
ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)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(huì)是沖擊破壞。ABS的耐磨性能優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉(zhuǎn)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(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。
(3)熱學(xué)性能
ABS屬于無(wú)定形聚合物,無(wú)明顯熔點(diǎn);熔體粘度較高,流動(dòng)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(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。對(duì)溫度,剪切速率都比較;ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在-40℃到85℃的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。
(4)電學(xué)性能
ABS的電絕緣性較好,并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響,可在大多數(shù)環(huán)境下使用。
(5)環(huán)境性能
ABS不受水、無(wú)機(jī)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(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。
性能測(cè)試是通過(guò)自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。
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(qiáng)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(zhì)堅(jiān)、性韌、剛性大”的綜合性能良好的熱塑性塑料。調(diào)整ABS三組分的比例,其性能也隨之發(fā)生變化,以適應(yīng)各種應(yīng)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(jìn)行鋸、鉆、銼、磨等機(jī)械加工,可用等有機(jī)溶劑粘接,還可進(jìn)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(qiáng)度高,輕便,表面硬度大,非常光滑,易清潔處理,尺寸穩(wěn)定,抗蠕變性好,宜作電鍍處理材料。其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)大。ABS塑料在工業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。ABS注射制品常用來(lái)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(jìn)行熱壓、復(fù)合加工及制作模型。 [2]
ABS樹(shù)脂的結(jié)構(gòu),有以彈性體為主鏈的接枝共聚物和以堅(jiān)硬的ABS樹(shù)脂物主鏈的接枝共聚物;或以橡膠彈性體和堅(jiān)硬的ABS樹(shù)脂混合物。這樣,不同的結(jié)構(gòu)就顯示不同的性能,彈性體顯示出橡膠的韌性,堅(jiān)硬的ABS樹(shù)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(gè)品種。具體講,隨橡膠成分B的含量(一般為5%~30%)增加,樹(shù)脂的彈性和抗沖擊性就會(huì)增加;但抗拉強(qiáng)度,流動(dòng)性,耐候性等則下降。樹(shù)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(jī)械強(qiáng)度、耐候性、耐熱性、耐腐蝕性、電性能,加工性能等。而沖擊強(qiáng)度等則要下降。樹(shù)脂組分中A與B的比例分別為30%~35%/80%~65%。
塑料ABS樹(shù)脂是產(chǎn)量,應(yīng)用最廣泛的聚合物,它將PB、PAN、PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái),兼具韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和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(jīng)過(guò)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn):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(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)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(xiàn)良好的加工性。
大部分ABS是無(wú)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(guò)1%,而物理性能不起變化。ABS樹(shù)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(qiáng)度高3-5倍。
ABS具有優(yōu)良的綜合物理和機(jī)械性能,較好的低溫抗沖擊性能。尺寸穩(wěn)定性。電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成品加工和機(jī)械加工較好。ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)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(shù)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(chǎng)上改性ABS材料,很多都是摻雜了水口料、再生料。導(dǎo)致客戶成型產(chǎn)品性能不是很穩(wěn)定。
(1)物料性能
1. 綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好;
2. 與372有機(jī)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(qiáng)、透明等級(jí)別;
4. 流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn),比PMMA、PC等好,柔韌性好;
5. 適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。
(2)成型性能
1. 無(wú)定形材料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí);
2. 宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270℃)。對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60℃,對(duì)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(dòng)性,采取高料溫、高模溫,或者改變?nèi)胨坏确椒ǎ?/span>
4. 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料,生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物,導(dǎo)致模具表面發(fā)亮,需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理,同時(shí)模具表面需增加排氣位置;
5. 冷卻速度快,模具澆注系統(tǒng)應(yīng)以粗,短為原則,宜設(shè)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(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大,必要時(shí)可采用調(diào)整式澆口。模具宜加熱,應(yīng)選用耐磨鋼;
6. 料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大,料溫過(guò)低會(huì)造成缺料,表面無(wú)光澤,銀絲紊亂料溫過(guò)高易溢邊,出現(xiàn)銀絲暗條,塑件變色起泡;
7. 模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響很大,模溫低時(shí)收縮率,伸長(zhǎng)率,抗沖擊強(qiáng)度大,抗彎,抗壓,抗張強(qiáng)度低。模溫超過(guò)120℃時(shí),塑件冷卻慢,易變形粘模,脫模困難,成型周期長(zhǎng);
8. 成型收縮率小,易發(fā)生熔融開(kāi)裂,產(chǎn)生應(yīng)力集中,故成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)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(duì)剪切作用不,對(duì)大于200克的塑件,應(yīng)采用螺桿式注射機(jī),噴嘴應(yīng)加熱,宜用開(kāi)暢式延伸式噴嘴,注塑速度中高速。
(3)粘接問(wèn)題
根據(jù)不同需要,可以選擇以下粘合劑:
1. G-977:?jiǎn)谓M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(gè)小時(shí)固化完畢;
2. KD-833:瞬間粘接劑,可以數(shù)秒鐘或數(shù)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(fù)合。但耐高溫性能較差;
4. QN-906:雙組分膠,耐高溫;
5. G-988:?jiǎn)谓M份室溫硫化膠,固化后是彈性體具有優(yōu)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(shí)基本固化,有一定的強(qiáng)度。完全固化的話需要至少24小時(shí)。單組份,不需要混合,擠出后涂抹靜置即可,無(wú)需加溫。
ABS的生產(chǎn)方法很多,可分為摻合法,接枝法,聯(lián)用法個(gè)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(dāng)前最有廣闊前途的是乳液接枝法。ABS通過(guò)改變?nèi)N單體的比例和采用不同聚合方法,可制得各種規(guī)格產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)有以彈性為主鏈的接枝共聚物和以樹(shù)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(shí),有時(shí)還會(huì)在澆口處出現(xiàn)斑紋現(xiàn)象,通常是由于高速注射時(shí),熔料擴(kuò)張進(jìn)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(lái)減少PC/ABS制品斑紋的出現(xiàn),也可以提高模具溫度,增設(shè)增濫槽,增加澆口尺寸,修改澆口形狀等來(lái)解決。例如對(duì)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(shè)一個(gè)耳槽,使?jié)部诟浇膰娚?,料流沖擊斑痕,以及殘余應(yīng)力都集中在耳槽,而不影響PC/ABS制件質(zhì)量。同時(shí),由于多個(gè)澆口注塑或者分流道多時(shí),也會(huì)出現(xiàn)熔接線。
塑料ABS無(wú)毒、無(wú)味,外觀呈色半透明,或透明顆?;蚍蹱睢C芏葹?.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℃。
塑料ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)度較好,可以在極低的溫度下使用;塑料ABS的耐磨性優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和低轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。
塑料ABS的熱變形溫度為93~118℃,制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
塑料ABS的電絕緣性較好,并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響,可在大多數(shù)環(huán)境下使用。環(huán)境性能
塑料ABS不受水、無(wú)機(jī)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(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解;于戶外半年后,沖擊強(qiáng)度下降一半。
PC/ABS再生料是一種重要的工程塑料合金,廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、辦公和通訊設(shè)備等領(lǐng)域。如今,為了滿足在應(yīng)用領(lǐng)域(特別是電子、電氣產(chǎn)品)防火安全的特殊要求,PC/ABS合金的阻燃技術(shù)成為人們研究的熱點(diǎn)。但隨著科技的進(jìn)步,對(duì)材料環(huán)境友好性的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的鹵系阻燃帶來(lái)的危害日益明顯。
在工程中,ABS廣泛運(yùn)用到工程管道中,在市政中對(duì)材質(zhì)要求比較高的項(xiàng)目的池底管道一般可采用ABS管道。
ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一,之所以能成為3D打印的耗材,是其特性決定,ABS塑料有耐熱性、抗沖擊性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良、制品尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)。ABS塑料是3D打印材料中最穩(wěn)定的一種材質(zhì)。
ABS樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器中。建材方面,ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具、體育和用品、機(jī)械和儀表工業(yè)中。
ABS樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè).電器儀表工業(yè)和機(jī)械工業(yè)中,常作齒輪、汽車配件、擋泥板、扶手、冰箱內(nèi)襯、葉片、軸承、把手、管道、接頭、儀表殼、儀表板、盆安全帽等。在家用電器和家用電子設(shè)備的應(yīng)用前景更廣闊,如電視機(jī)、收錄機(jī)、冰箱、冷柜、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、吸塵器和各種小家電器材;日用品有鞋、包、各種旅游箱、辦公設(shè)備、玩具及各種容器等,低發(fā)泡的ABS能代替木材,適合作建材、家具和家庭用品。
由于ABS具有綜合的良好性能以及良好的成型加工性,所以在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域中都有它的足跡,扼要內(nèi)容下如:
1、汽車產(chǎn)業(yè)
汽車產(chǎn)業(yè)中有眾多零件是用ABS或ABS合金制造的,如上海的桑塔納轎車,每輛車用ABS11kg,位列汽車中所用塑料第三。在其它車輛中,ABS的使用量也頗。2000年我國(guó)就汽車用ABS的量就達(dá)到3.5萬(wàn)噸。轎車中主要零部件使用ABS的如儀表板用PC/ABS作骨架,表面再?gòu)?fù)以PVC/ABS/BOVC制成的薄膜。此外,車內(nèi)裝飾件大量使用了ABS,如手套箱、雜物箱總成是用耐熱ABS制成,門檻上下飾件、水箱面罩用ABS制成,另外還有很多零件采用ABS為原料。 [4]
2、辦公室機(jī)器
由于ABS有高的光澤和易成型性,辦公室設(shè)備機(jī)器需要有漂亮的外觀,有良好的手感,如電話機(jī)外殼、存儲(chǔ)器外殼以及計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)中都大量使用了ABS制作的零件。
3、家用電器
由于ABS有高的光澤和易成型性,所以在家電和小家電中更有著廣泛的市場(chǎng),如家用傳真機(jī)、音響、VCD中也大量選用ABS為原料,吸塵器中也使用了很多ABS制作的零件,廚房用具也大量使用了ABS制作的零件。
塑料ABS的主體是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物,是一種堅(jiān)韌而有剛性的熱塑性塑料。苯乙烯使ABS有良好的模塑性、光澤和剛性;丙烯腈使ABS有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕性和表面硬度;丁二烯使ABS有良好的抗沖擊強(qiáng)度和低溫回彈性。三種組分的比例不同,其性能也隨之變化。