一文了解：ABS 树脂的基本性能、改性及成型加工
一、ABS树脂的基本性能
ABS类树脂是指由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）组成的三元共 聚物及其改性树脂。以ABS类树脂为基材制得的塑料称为ABS塑料。ABS具有聚丙烯腈的刚性、耐药品性和耐热性，聚苯乙烯的成型性能和外观，以及聚丁二 烯的耐冲击性和耐寒性。ABS为浅黄色粒状或粉状不透明树脂，无毒，无味，质 轻，密度为1.04～1.07g／cm3，具有优异的耐冲击性，良好的低温性能和耐化学药品性，尺寸稳定性好，表面光泽性好，易涂装和着色等。缺点是可燃，热变形温度较低，耐候性较差。
1. ABS树脂的分类与典型性能
ABS的组成和结构可根据性能要求在较宽的范围内设计，其分类见表1-1， 表1-2列出了不同品级ABS树脂的典型性能。
表1-1 ABS树脂的分类
表1-2 ABS树脂的典型性能
2. 力学性能
不同级别的ABS拉伸强度差异较大，一般为33～52MPa。ABS树脂有极好 的冲击强度，高抗冲击型ABS树脂在室温下的悬臂梁冲击强度可达400J／m左右，即使在－40℃低温下，其数值也大于120J／m。ABS树脂是非均相体系，为两相结构，树脂是连续相，橡胶是分散相。橡胶颗粒分散于树脂中，橡胶粒子吸收外界的冲击能而抑制了制品的开裂，使ABS具有优异的冲击性能。ABS树脂的冲击性能与树脂中的橡胶含量、接枝率和粒子大小等因素有关。随着橡胶含量的增加，ABS树脂的冲击强度迅速提高，但橡胶含量不能过大，否则其他力学性能，如拉伸强度、弹性模量等则明显降低。通常ABS树脂中的橡胶质量分数以 25％～40％为宜。
ABS具有优良的抗蠕变性，ABS管材试样在室温下的蠕变试验结果表明， 在承受7.2MPa载荷时，即使经过长达两年半的时间，尺寸也无明显的变化。
ABS树脂耐磨性较好，虽不能用作自润滑材料，但由于有良好的尺寸稳定 性，故可用作中等载荷的轴承。
3. 电学性能
ABS树脂在宽广的频率范围内有良好的电绝缘性能，且很少受温度或湿度的 影响。ABS树脂的电性能见表1-3。
表1-3 ABS树脂的电性能
4. 热学性能
ABS树脂的热变形温度在载荷为1.82MPa时约为93℃，随着加工过程中退火的处理，可增加6～10℃。由于ABS树脂的无定形结构特点，它具有平稳的应力-温度效应，因此当载荷由1.82MPa降至0.45MPa时，其热变形温度仅提高4 ～8℃。耐热型ABS树脂的热变形温度可达115℃左右。ABS树脂的脆化温度为－7℃，通常在－40℃时仍有相当的强度。ABS制品的使用温度为－4～100℃。ABS树脂各等级的线胀系数从6.4×10－5／℃到11.0×10－5／℃，在热塑性塑料中是线胀系数较小的一种。ABS树脂的热稳定性在工程塑料中偏低，在260℃时即能分解产生有毒的挥发性物质。ABS树脂易燃，无自熄性。
5. 化学性能
ABS树脂耐化学药品性能较好，由于其分子结构中有腈基的存在，使它几乎 不受稀酸、稀碱及盐类的影响，但能溶于酮、醛、酯和氯代烃中；不溶于乙醇等 大部分醇类，但在甲醇中则经数小时就软化；虽不溶于烃类溶剂，但与烃类溶剂 长期接触会溶胀。与大多数塑料一样，ABS树脂在应力作用下，其表面受醋酸、 植物油等化学试剂的侵蚀会产生应力开裂。表1-4 所示为ABS树脂在部分化学 药品中，经长期浸渍后质量及外观的变化。
表1-4 ABS树脂的耐化学药品性
二、改性ABS树脂
ABS树脂虽具有许多优良性能，但作为工程塑料使用，有不足之处，如强度 和热变形温度不够高，耐候性较差，不具有自熄性，不透明等。因而有许多改性品种，如增强ABS、阻燃ABS、透明ABS、ASA树脂、ACS树脂、MBS树脂等。
1. 增强 ABS
ABS可采用20％～40％（质量分数）的玻璃纤维增强，表2-1列出了玻璃 纤维增强ABS的性能。增强后ABS的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量有较大幅度提高，热变形温度显著提高，线胀系数降低，尺寸稳定性和精度有较大提高， 但冲击强度随玻璃纤维含量的增加而降低。
表2-1 玻璃纤维增强ABS的性能
2. 阻燃 ABS
ABS属易燃材料，在普通ABS中添加低分子的有机阻燃剂和阻燃增效剂可 以生产阻燃型ABS。阻燃ABS主要用于制造要求阻燃且具有良好力学强度的电 子电器制品，如电视机外壳、雷达罩等。
3. 透明 ABS
ABS树脂是一种不透明的树脂，如果在丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三个组分中 再加入甲基丙烯酸甲酯，经接枝共聚反应可制得透明ABS树脂。透明ABS的透明度高，耐溶剂性好，冲击强度高。
4. ASA 树脂
ASA树脂是由丙烯腈和苯乙烯接枝于丙烯酸醋橡胶上而制得的三元共聚物， 也称AAS树脂。ASA树脂具有超群的耐候性，优良的耐冲击、热稳定性和耐化 学药品性。表2-2 列出了德国BASF公司ASA树脂的性能。ASA用于制造汽车 车身、点火器、燃油箱、散热器格栅、反射镜罩、配电盘和尾灯灯罩等。
表2-2 德国BASF公司ASA树脂的性能
5. ACS 树脂
ACS树脂是由丙烯腈和苯乙烯在氢化聚乙烯上接枝聚合而制得的三元共聚 物。ACS树脂耐候性优异，具有阻燃性。表2-3列出了日本昭和电工公司ACS 的性能。
表2-3 日本昭和电工公司ACS的性能
6. MBS 树脂
MBS树脂系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。由于单体丙烯腈被甲基丙烯酸甲酯替换，得到透明材料，透光率达90％；同时具有良好的冲击强度和耐寒性；在－40℃的低温仍有较好的韧性；耐无机酸、碱、盐溶液及油脂性能良好，但不耐酮类、芳烃、脂肪烃和氯代烃。表2-4 列出了上海制笔化工厂MBS树脂的性能。
表2-4 上海制笔化工厂MBS树脂的性能
三、ABS塑料的成型加工
1. 加工特性
（1）流动特性
ABS的熔体流动速率 （MFR）一般为0.02～1g／min （200℃、5kg），个别的 MFR超出此范围。MFR越大，流动性越好。一般情况 下，MFR小于0.1g／min的ABS适合挤出成型，MFR大于0.1g／min的ABS适合注射成型。
ABS熔体属于假塑性流体，表现出 “剪切变稀”的流变特性，可通过调整 剪切速率来改变熔体黏度。但对加工过程来说，如果塑料熔体的黏度在很宽的剪 切速率范围内都是可用的，则应选择在黏度对剪切速率较不敏感的剪切速率下操 作，因为此时剪切速率的波动不会造成制品质量的显著差异，使产品质量的均匀 性得到保证。
ABS树脂熔体黏度适中，其流动性比聚酰胺稍差，比聚碳酸酯要好，熔体的 冷却固化速度较快。
（2）热物理特性
ABS树脂属无定形聚合物，无明显熔点，玻璃化 转变温度Tg 一般在115℃左右，所以成型温度应大于115℃。ABS的热稳定性较 差，受热至260℃以上开始出现分解，产生有毒挥发性物质，通常ABS的成型温度控制在250℃以下。
对于注射成型，加工温度一般为160～230℃；对于挤出成 型，加工温度一般为160～195℃；对于吹塑成型，加工温度一般为200～240℃；对于真空成型，加工温度一般为140～180℃。塑料从黏流态温度到分解温度之 间范围的大小对成型非常重要，它决定了成型的难易程度和成型温度的可选择范 围。此温度区间越小、温度越高，成型越困难。ABS熔融温度较低，一般为160 ～190℃，温度较宽，因此易于加工。
热稳定性不仅与加工温度有关，而且还与 加工温度条件下的停留时间有关。加工温度越高，为使塑料不起化学反应，停留的时间应越短。为了提高塑料的热稳定性，常在塑料中加入热稳定剂，以便使加 工温度区间变宽，延长允许停留时间。ABS的热稳定性较差，应尽量减少停留时 间，同时加工后应清理机筒。
（3）干燥特性
由于ABS树脂含有氰基等强极性基团，所以吸水性较 大。其吸水性大于聚苯乙烯，仅次于聚酰胺。ABS的吸湿性小于1％，一般为 0.3％～0.8％。不管采用何种成型方法，在加工前应对ABS树脂进行预干燥。根据含水量的多少，在成型前应在80℃左右干燥2～4h，使其含水量降至0.1％以下。常用的干燥方法为循环鼓风干燥，温度控制在70～80℃，时间为4h以上；也可采 用普通烘箱干燥，温度控制在80～100℃，时间为2h，粒层厚度小于50mm。
2. 注射成型
ABS树脂注射成型通常采用螺杆式注射机。螺杆类型以单头、等距、渐变、 全螺纹、带止回环为宜，螺杆长径比为20，压缩比为2.0～2.5。喷嘴可选用敞 开式或延伸式，避免采用自锁式喷嘴，以免降低注射流程或引起物料变色。
ABS树脂注射温度除耐热级、电镀级等品级要求稍高些，以改善其熔体充模 或有利于电镀性能外，对于通用级、高抗冲击级则应低些，以防止发生分解或对 力学性能带来不利的影响。
ABS树脂注射压力对薄壁、长流程、小浇口的制品或耐热、阻燃等品级，要 求较高些；对厚壁、大浇口的制品则可低些。此外，为了获得内应力较小的制 品，要求保压压力不宜过高。
ABS注射成型的温度为：通用型200～260℃，耐热型220～270℃，阻燃型 190～240℃。模具温度一般为50℃，为了改善制品外观，避免合模线和陷坑等不良现象，减少制品变形，可将模温提高到70℃。表3-1列出了各种品级的 ABS树脂注射成型工艺条件。
表3-1 ABS树脂注射成型工艺条件
3. 挤出成型
ABS树脂的挤出成型可采用长径比为18～20，压缩比为2.5～3.0的通用型 单螺杆挤出机。压缩渐变型螺杆或压缩突变型螺杆均适用。ABS树脂的熔体黏度适中，易于流动，因此，螺杆内无需冷却装置。采用挤出成型法，可以生产ABS 管材、棒材和板材等型材。表3-2和表3-3分别列出了ABS管材和棒材的挤出成型工艺条件。
表3-2 ABS管材挤出成型工艺条件
表3-3 ABS棒材挤出成型工艺条件
塑料PP PE PS PA ABS PVC，你分得清吗？
相信小伙伴们都遇到过这种情况，在饭店里打包了一份菜，回家后发现，打包塑料餐盒底部出现了一个大洞，估计是塑料餐盒质量太差被油的高温熔化掉了，还开玩笑的说估计这顿是吃了一半塑料一半菜，也不知道是什么材料做的。
这种容易烫破的打包盒基本的都是发泡盒，是以聚苯乙烯树脂为原料发泡而成，不知你发现没有，近几年这种盒子用的似乎少了很多，特别是外卖，都是用的透明的盒子了。
小编在查阅相关资料时还发现一个有意思的情况，发泡餐具在1999年的时候规定，要在2000年底全部淘汰，意思就是不准使用了，也不准生产了，白色污染太严重了，而在2013年2月26日又解禁了，所以现在虽然用的少，但还是一直在用的。
现在有各种材料的餐盒，有的标有PP，有的是PS，还有Pvc材料，即不知道它们有什么区别，也不知道哪些对人体有危害。
塑料是我们现在生活中不可或缺的一部分，单从字面上也能理解就是可以塑形的材料，它是一种高分子材料，主要成分就是合成高分子化合物，也叫它合成树脂，为了增加产品的一些性能，会添加一些助剂以改变它的性能，那么塑料究竟是什么，怎么区分各种塑料材质。
最早的塑料出现在19世纪，人们在天然纤维素中放入樟脑和少量的酒精，制成了人工塑料，这种物质具有可塑性，在热压下可成型各种制品，命名为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史，20世纪开始出现了高分子合成塑料。
从分子结构来说塑料是一种聚合物，这让塑料变得极易塑形，单从字面上也能理解就是可以塑形的材料，尤其是在高温高压状态下，塑料大多数是从化石燃料中提取而来的，石油和天然气是主要原料，它们成为塑料的完美材料。
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塑料的制造过程首先将原油和天然气开采出来，然后被送去精炼厂，提炼出很多种物质，其中就包括塑料中的主要成分，也就是从石油中提炼出乙烷，从天然气中提炼出丙烷，乙烷和丙烷被送去裂解厂分解成分子，用乙烷制造乙烯，用丙烷制造丙烯，然后加入催化剂，将分子结合形成树脂聚合物，塑料因为这种结构所以在高温高压下容易塑形。
聚合作用把乙烯变成聚乙烯，丙烯变成聚丙烯，这些树脂被熔化冷却，再切成塑料原料颗粒，塑料颗粒被送到工厂经过加热做出各种各样的塑料产品。
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塑料原料大多数都是透明或呈乳白色，各种塑料产品为了使用或设计的需要，而要求有各种颜色，这就需要在塑料加工过程中进行染色；常用的染色方法是生产前在原料中混合一定比例的色母或色粉，在注塑机中让原料与色母或色粉熔化在一起，生产出需要的产品颜色。
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在生活中用到各种形状和尺寸的塑料产品，这些塑料产品的主要生产方式是注塑成型，在这个过程中需要的三个元素为塑料原料，模具，注塑机，注塑的过程就是将原料放入机器料斗中，在注塑机中混合熔化后将原料充填入模具中，原料在模具中快速冷却成型，最后模具打开取出产品。
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还有一种常见的加工方式就是吹塑成型，各种塑料的瓶瓶罐罐，桶，之类的都是吹塑，很好理解的就是原材料熔化后，在模具里将其吹起来成型。
注塑与吹塑最直观的区别就是 注塑产品是实芯体,吹塑是空芯体。
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在日常生活中70%以上的生活用品都是塑料制品，这其中主要的的塑料材质有PP，PS，PA，PC，PE，ABS，PVC这几种，要想分辨它们，就要认识它们的特性与差异，在了解它们之前，先要了解什么是热固性塑料和热塑性塑料。
热固性塑料就是在加工成形时需要加热才会固化的塑料，就是将两种不同的塑料同时混合并注入模具内，通过加热引起反应后，将单个分子变成网状立体结构，也就是加热后会硬化的塑料，优点是耐热性高，缺点是不容易回收再利用，热固性塑料有FRP材质的浴缸，餐具等。
热塑性塑料就是加热之后会熔化的塑料，就是将固态的塑料粒子进行加热，待塑料熔化后再注入模具中，等成品冷却固化后，产品就完成了，优点是产品可以再回收利用，缺点就是不耐热，热塑性塑胶就有PE，PP，PS，PVC，ABS，PA，PC等。
我们每个人都有自己的身份证，它可以分辨每个人的身份，那塑料也可以辨别吗？在购买塑料产品后，你如果仔细观察，会看到产品的外壳上有编号码，这是为了区分塑料种类，发展成的塑料辨识码，这种辨识码全世界都是通用的，它是由三条顺时针旋转箭头组成的三角形，中间标注了代表每种材质的数字，目前有7种辨识码，这些辨识码除了让我们通过编码认识塑料材质，最重要的是辅助回收，能细分种类和再利用。
PET（聚酯）代号1，又叫涤纶树脂，原料呈乳白色或浅黄色，透明性好，无毒，具有密度高，硬度高，耐磨损，但不耐热水侵泡，不耐碱等特点，使用温度65℃~-20摄氏度，超过这个温度容易释放有害物质，不能长时间反复使用，主要用于包装材料中的饮料瓶，矿泉水瓶，电子电器中的外壳及配件等。
HDPE（高密度聚乙烯）代号2，又叫低压乙烯，原料呈白色，无毒无味，具有密度低，韧性好，抗酸碱，但抗老化性能差等特点，难清洗干净不要循环使用，主要用于洗涤用品包装瓶，电线和电缆护套等。
PVC（聚氯乙烯）代号3，又叫附胶膜，原料黄色半透明，透明性好，具有高强度，柔性好，不易脆等特点，PVC有软硬之分，它们之间的区别就看是否添加了柔软剂，PVC本身没有毒性，如果添加了增塑剂，防老剂等后就有毒了，所以软质PVC没有毒性，硬质PVC有毒性，主要应用于包装材料，建材行业中的管道，门窗等。
LDPE（低密度聚乙烯）代号4，又叫高压聚乙烯，原料呈乳白色，无味无毒，具有透明性好，良好的柔软性，耐碱，但耐热性不好等特点，密度是所有聚乙烯中最低的，超过110℃就会热熔释放有毒物质，主要用于保鲜膜，塑料膜等。
PP（聚丙烯）代号5，又叫百折胶，密度较小，原料外观透明而轻，无毒无味，强度弹性很高，具有耐化学物质，耐碰撞，耐100~120摄氏度高温，能放入微波炉里加热，但禁止用再生制品盛装食品，常用在塑料饭盒，水杯，食品包装盒等产品都是用PP材料，由于PP具有的这些特性，所以澳大利亚的货币就是用这种塑料制成的。
PS（聚苯乙烯）代号6，又叫硬胶，硬度会比PP高一点，原料透光度高，无色无味，染色容易，但是韧性较差，容易脆，温度超过70℃就会释放有害物质，常用在一次性泡沫饭盒，包装内衬，装潢材料等方面，由于不容易回收利用，现在逐渐用纸类材料替代。
PA（聚酰胺）又叫尼龙，没有代号 ，原料无毒无臭，坚韧性能好，耐磨，耐热，耐化学品，PA塑料的品种繁多，特别是现在通过混入各种纤维材料，让PA塑料的各种性能有了显著提高，已经取代了部分金属，在汽车配件，家用电器外壳，防护用品等领域广泛应用。
ABS塑料也没有代号，是丙烯腈(A)，丁二烯（B），苯乙烯（C)三种物质的合成物，又叫ABS树脂，所以ABS也就有这三种物质的共同性能，抗冲击，耐热，耐低温，综合性能好，价格便宜，用途广泛，ABS塑料无毒，无味，外观呈半透明或透明颗粒，在汽车上很多零件都是由ABS塑料制造的，在家用电器，办公机器上的零件也是由ABS制造。
其它类，代号7，包括亚克力，聚碳酸酯，聚乳酸等，这些塑料的特点就是不能在微波炉加热，不能高温消毒，不能直晒，因为这样有可能会释放双酚A，对人体会造成伤害等。
其实塑料发展到现在，远远不止上面这些，各种合成而来的塑料让人瞬间就懵了，你可能听过， PBT(与PET一起统称为热塑性聚酯) ，HIPS（抗冲击性聚苯乙烯，就是常说的工程塑料）， POM（聚甲醛热塑性结晶聚合物）， EVA(乙烯和醋酸共聚而成的) 等等等等，太多太多了，这里就不举例说明了。
你会发现还有很多塑料产品并没有标注辨识码，那怎么才能知道它们是什么塑料材质嘞？除了利用专业的仪器进行分析外，还有相对初级简单的辨识方法，当然这种方法只是参考，并不能完全确定塑料种类。
浮力测试，就是根据塑料的密度来分辨其材质，目前市场上常见的塑料在没有添加其它成分的情况时，密度都会在0.9~2.0g/cm3之间，水的密度正好在1g/cm3，在常见的塑料中只有PP和PE的密度小于1.0，所以放入水中能漂浮在水面上的就是PP和PE，其它塑料材质因为密度大于水则会沉入水底。
燃烧测试，如果要更清楚的分辨出各种塑料材质，可以通过烧烧来辨别，燃烧测试就是通过对各种塑料进行燃烧，在这个过程中观察所出现的特性和变化，进而判断出塑料的材质，观察的几个状态是，离开火源的状态，燃烧气味，火焰颜色，燃烧后的状态，易燃程度，燃烧测试完全是根据塑料的特效得出的结论，并不能作为辨别塑料的科学依据。
PET燃烧冒黑烟，有酸酸的味道
PP能一直燃烧，火焰为上黄下蓝，有一股蜡烛的味道
PS也能一直燃烧，火焰为黄色黑烟，燃烧后有碳末，有松油气味
ABS点燃后能快速持续燃烧，火焰为黄色黑烟，燃烧后软化无滴落，橡胶味很重
PC比较难烧，火拿走就会熄灭，火焰为小量黑烟，燃烧后软化起泡，无特殊气味；
PE 火焰为上黄下蓝，燃烧后软化滴落，有石蜡燃烧气味；（小时候烧过塑料袋吗，那种噗噗噗滴落的感觉没忘记吧，滴在手上那种疼还记得吗？）
PA不易燃烧，离开火源就熄灭，火焰为黄色灰白烟，燃烧后起泡滴落，有羊皮，指甲气味；
PVC不易燃烧，离开火源就熄灭，火焰为上蓝下绿有烟，燃烧后难软化，有刺激性酸味；（包装上的收缩膜，比较硬的那种就是PCV）
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随着人们对身体健康越来越重视，双酚A就经常出现在各种报道中，双酚A，也称BPA，白色晶体，主要用于制造环氧树脂和聚碳酸酯，也作为一种催化剂广泛用于塑料制品中，如水瓶，医疗器械，奶瓶等产品上，添加了双酚A能让塑料制品无色透明，提高韧性，轻巧，耐用等特性，经过研究发现，双酚A是一种低毒性化学物，经常接触能对人体，特别是对婴幼儿的健康造成伤害，现在中国和世界上很多国家，都规定禁止双酚A用于婴幼儿奶瓶，水瓶等产品上。
因为塑料的用途越来越多，所以全球的塑料产量也在不断增加，这些塑料大部分最后都变成垃圾，特别是一些一次性塑料产品，它们很大一部分并没有回收利用，最后会伤害动物，破坏地球环境。
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好在现在人们已经认识到它的危害，开始采取各种措施，如减少一次性塑料的使用，采用可以重复使用的替代品，利用一些生物来分解塑料，还有利用一些微生物将塑料的降解时间从上百年缩短至短短几天，塑料几乎无处不在，只有完全了解塑料，才能利用好塑料，同时也能降低塑料对地球的污染。
其实人们常说保护环境，保护地球，我的理解是，地球都46亿年了，什么大风大浪没经历过，还需要人类保护吗？不管是塑料还是垃圾，还是人类，都是地球的一部分，管你怎么折腾，怎么污染，就像地球表面有点皮炎一样，药膏一抹，完事了，病毒真菌消失了，地球还是地球！所以治理环境，减少污染，不是拯救地球，而是拯救人类。
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