技术研究 | ABS实验室加速老化与自然暴露相关性研究
塑料制品在户外大气环境中使用时，由于受到诸多环境因素如太阳辐射、氧气、臭氧、温湿度及微生物等的作用，往往会出现变色、粉化、裂纹及霉变等老化现象，影响其使用寿命。因此，对塑料制品进行耐候性评估尤为重要。常用的耐候性评估方法主要有自然暴露及实验室加速老化（氙灯暴露、碳弧灯暴露、荧光紫外灯暴露及金属卤素灯暴露等）。自然暴露能最为真实的反映塑料制品的耐候性，但自然暴露周期往往为数月甚至数年，会大大影响产品的开发周期；实验室加速老化能快速反映某种工况下材料耐候性的优劣，但由于其工况与材料实际使用环境存在差异，材料在实际使用中是否会出现与加速老化一致或相近的老化现象，有着较大的不确定性。
ABS作为一种通用塑料，在家电、卫浴及园林等行业有着广泛的应用，其颜色的变化严重影响用户体验。本文选择10种不同牌号的ABS原材料，以色差作为评价指标，利用氙灯暴露、荧光紫外灯暴露及自然暴露三种手段对其耐候性进行评估，研究了实验室加速老化与自然暴露的相关性以及实验室加速老化的加速因子。
国高材分析测试中心耐候性能评价中心
01
实验
1.1 样品
10种ABS原材料（1-10），具体性能如表1所示。
表1 ABS冲击及熔融指数性能
1.2 测试条件
1.2.1 氙灯暴露
氙灯暴露条件如表2所示。
表2 氙灯暴露条件
1.2.2荧光紫外灯暴露
荧光紫外灯暴露条件如表3所示。
表3 荧光紫外灯暴露条件
1.2.3自然暴露
暴露场地为国高材分析测试中心，暴露条件为朝南45o。
1.3结果表征
特定时间测试样品色差。色差测试条件：D65光源，10o观察角。
02
结果与讨论
2.1实验室加速老化与自然暴露结果比较
10种样品经氙灯暴露、荧光紫外灯暴露及自然暴露，其颜色随暴露时间的变化情况分别见图1、图2及图3。
图1氙灯暴露样品的颜色变化
图2荧光紫外灯暴露样品的颜色变化
图3自然暴露样品的颜色变化
由图1～3可以看到，样品经实验室加速老化的色差值均随辐照量的增加而增大；而经自然暴露的样品，其色差值则在暴露初期随辐照量的增加先增大，后有下降的趋势，到暴露中期后又逐步增大（部分样品色差值在暴露初期与中期之间还会有一定的波动）。自然暴露样品色差值之所以表现出上述现象，主要与ABS的老化特性有关，其色差值主要随黄蓝指数（b*）的变化而变化，暴露初期ABS的b*先减小（此时Δb*为负）后增大(Δb*由负向正变化），因此色差体现为先增大，后减小，暴露中期以后Δb*逐渐变大，因此后续色差值表现出持续增大的现象。经实验室加速老化样品的色差值未表现出与自然暴露一致的现象，原因可能为实验室加速老化试验初期，其相对户外暴露的加速倍率非常大，色差值先变大后减小的过程比较短暂，而实验室加速老化过程中一般不建议频繁的开停设备，导致该现象较难观察到。
2.2 实验室加速老化与自然暴露相关性
实验室加速老化与自然暴露相关性可以用spearman相关系数（以下简称相关系数）来体现，相关系数rs计算公式如式（1）所示。
式中，di表示同一样品耐候性优劣的排序之差，n表示样品个数。
根据式1计算氙灯、荧光紫外灯暴露分别暴露7天及14天与自然暴露28天、42天、56天及90天的关联系数，结果分别见表4、表5。
表4氙灯暴露与自然暴露相关系数
表5荧光紫外灯暴露与自然暴露相关系数
由表1及表2可以看到，对于本试验的ABS样品，氙灯暴露14天与自然暴露42天、56天、90天相关系数均在0.8以上，相关性良好；荧光紫外灯暴露14天与户外自然暴露42天、56天、90天相关系数均在0.93以上，相关性极高；而其他阶段相关系数相对较低。这与ABS在不同老化阶段反应速率不一致有关，只有在特定老化阶段、反应速率相近的老化过程中，实验室加速老化才表现出与自然暴露较好的相关性。因此在讨论相关性时，选择合适的老化阶段尤为重要。
2.3实验室加速老化的加速因子
加速因子定义为样品达到同样老化程度（本文以色差值表征）所需的自然老化时间与实验室加速老化时间的比值。对于本试验的ABS，实验室加速老化的加速因子从表1、表2及图1～3可得出，若选取相关系数最高时的自然暴露对应的色差值作为基准，氙灯暴露加速因子大都在3～5，荧光紫外灯暴露加速因子大都在8～13。荧光紫外灯暴露较氙灯暴露与自然暴露相关性更高，其原因可能为荧光紫外灯老化试验条件中存在较长的暗周期，而该阶段对于ABS的老化反应有着重要的影响，这与自然暴露更为接近。荧光紫外灯暴露加速因子远大于氙灯暴露，一方面可能与暗周期有关（亮暗周期的更替有助于某类反应，且暗周期湿度大），另一方面在于荧光紫外灯暴露的短波紫外辐照强度往往较氙弧灯高。因此，对于本试验的ABS材料，荧光紫外暴露能更为快速的分辨其耐候性的优劣。
03
结论
通过以上研究，得到如下结论：
1）本研究中经自然暴露的ABS样品其色差值随辐照量的增大在暴露初期出现先变大后变小的现象，暴露中后期则持续变大。
2）实验室加速老化与自然暴露的相关性，与样品所处的老化阶段有较大关系，只有选择适当的阶段，才能保证二者良好的相关性。
3）本研究中的ABS样品，荧光紫外灯暴露表现出与自然暴露更好的相关性。
4）本研究中的ABS样品，氙灯暴露加速因子大都在3～5，荧光紫外灯暴露加速因子大都在8～13。
ABS系统为什么会提前失效？可能是你的干燥罐出问题了
【卡车之家 原创】提到卡车的ABS系统，尤其是挂车的ABS系统，相信不少卡友都会吐槽：“太难用了！”不可否认，目前很多挂车所装配的ABS系统确实岑差不齐，劣质产品充斥着市场。但需要注意的是，在很多时候，挂车ABS性能变差，并不是它本身的问题，而是你的日常保养没做到位。
前几天，新疆卡友洪哥购买了几台二手的危险品挂车。这批车在上一任的车主手里时，曾因为ABS系统频频出现问题，被改装成了刹车大王的系统。
生锈又进油 气路系统惨不忍睹卡友洪哥接手以后，开始着手恢复ABS系统的功能。但没想到的是，刚把原来的4S2M系统的ABS阀拆掉，就发现了很严重的问题。
首先是它的控制管路接口，很明显，里面已经生了铁锈。要知道ABS控制阀对于压缩空气的洁净度要求是非常高的，如果气路内含有水分，就会腐蚀铁质部件，造成生锈。这些铁锈最终会进入到阀体内部，造成阀体内部的活塞发卡、漏气等故障。
其次，制动气压的输出口内明显能看到残留的油渍，这证明卡车的空压机已经发生了严重的窜油故障——发动机润滑油通过空压机入侵了气路系统。ABS阀体内有许多的橡胶密封圈，而这些密封圈对机油非常敏感，长期接触机油，会造成密封圈提前老化变质，最终导致ABS系统性能变差。
由于挂车的ABS阀门处在全车气路系统的最远端，由此可以判断，距离空压机更近的阀类，受到机油的影响可能会更大。
经过拆解，发现制动总阀内的油污更多，整个排气口已被油彻底浸透，变得油乎乎；而气路接口更为夸张，里面残留的机油非常多，甚至都可以流出来了。
总阀内部残留的机油流出来以后，呈现出乳化的样子，这证明整个气路系统不止被机油污染，还混合进了大量的水分，让人触目惊心。
保养不到位是祸首 修复代价不小为什么会出现这种情况呢？其实答案很简单：
第一、卡车的空压机对机油的密封性能变差，机油首先进入了干燥罐。
第二、原来的车主没有及时更换干燥罐，除水和滤油性能失效，导致机油和水分进入到了气路系统内。
卡友洪哥为了安全，并结合整车实际情况，决定更换全部阀体、修复ABS，将干燥罐更换为质量合格的产品；窜油的空压机暂时不动，因为它本身窜油并不严重，再加上合格的干燥罐，尤其是具有较强除油功能的干燥罐（比如威伯科银罐、金罐，瑞立绿罐），暂时还是可以继续使用的，只需要将干燥罐的更换周期缩短一些即可。
制动系统无小事儿，非正常的保养，对于精密的ABS系统来说，是致命性的打击。希望大家能吸取这个教训，按照正常的节奏对车辆进行保养。否则，看似能省钱，但实则会让自己花更多的钱，甚至造成严重的安全隐患。（文/图 任海军）
再生塑料ABS生产工艺流程及常见问题-变宝网
ABS通称丙烯腈丁二烯苯乙烯，又名丙丁苯树脂，是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体共聚而成。是五大合成树脂之一。其优良的抗冲性、高刚性、耐油性、耐低温性、耐化学腐蚀性和电气性能，以及加工的便易性、价格的低廉性，使其在电子电器、仪器仪表、汽车、建材工业、机械等领域得到广泛应用。而在这些制品报废后，产生大量废弃的ABS塑料。因此ABS废料也隐藏着大量商机。
再生ABS生产工艺流程
1.ABS废料来源较多的是，电脑壳，电视机壳，仪表壳，车面板，装饰材料。因此，第一步先把废料分类分开，特别是电镀、喷漆的料要分开。
2.化学处理、退镀、退漆，但退镀退漆必须慎重，因化学药水有一定配比，要用防护用品和容器，否则会引起伤害等事件。
3.在清洗槽内清洗干净，然后去晒干，配色或放辅助材料，目的是提高质量。
4.专用挤出机去造粒，一定要放上过滤网，但过滤网按产品要求而放。
5.切粒有冷水切粒，也有风冷切粒，切粒标准，3X4mm，后进行包装标号。
九个再生ABS的常见问题
1、什么是ABS老化的主要因素？
ABS受到自然环境下各种因素的综合影响, 氧是引起ABS老化的主要因素,光和热对ABS老化有加速作用,且光的作用略强。 ABS在自然大气暴露中极易黄化。ABS的黄化主要是因为结构中的聚丁二烯孤立双键在受到氧的作用后,生成氢过氧化物,并引发SAN相的降解,使分子链上形成了羰基等生色团。 光的能量同它的波长成反比,波长越短,能量越大。 对比各种有机化合物键的离解能和太阳光中的紫外光能量,可知紫外光能引起高分子材料的老化降解 。
2、ABS电镀料怎么处理才能保证材料的质量?
目前主要采取两种方式:一种是破碎电镀的ABS制件并直接熔融挤出，通过使用高目数的滤网过滤这些电镀层。虽然在一定程度上保留了材料的原始性能，但是这一方法要求高频率的滤网更换次数。同时由于滤网的过滤效果始终有限，最终成品中始终都有部分电镀成分保留在树脂中，影响后期的注塑效果。
第二种方式是采用金属与ABS热膨胀速率的不同，通过将电镀制件在一定温度条件下加热使ABS树脂软化变形后，将电镀层从ABS树脂上剥落下来。 这一方法最大的缺点是工作效率低，而且由于烘烤时间较长，也会导致ABS树脂的物性遭受破坏。 近年一直在大力开发低酸碱度的溶液浸泡方法，但是效果均不太理想。其中效果比较明显的是通过置换电镀层金属的方式，在中性或偏酸性的溶液中将电镀层溶解以获得脱镀的ABS破碎 。
3、ABS材料跟ASA材料有什么区别?是否能混合使用?
ASA材料的全称是丙烯睛一苯乙烯一丙烯酸酯三元共聚物，与ABS唯一的区别在于橡胶成分是丙烯酸酯橡胶而不是丁二烯橡胶。ASA材料由于橡胶成分比ABS材料的具有更好的热稳定和光稳定性能，在很多老化要求高的场合下代替了ABS的使用。这两种材料在一定程度上是相容的，可以直接混合做成粒子。
4、ABS和HIPS为什么不好分离？
HIPS与ABS具有相同的缩水率，并且生产出来的塑料制件具有ABS的基本相同外观，因此在不需要修改注塑模具的情况下，可以直接用生产ABS制件的模具来生产HIPS的塑料制件，两者用途有相当一部分重叠。 纯净 ABS 和 HIPS 具有相近的密度，带电差异也不明显，常规的分选方法无法将他们分离 。
5、ABS板材的破碎和刨丝造粒要注意什么?
ABS板材料的粘度要比普通ABS材料要高，加工时应注意适当提高加工温度。此外板材刨丝由于堆积密度很低，加工前需要经过烘干处理，并且加工的过程中最好有强制压缩喂料工序以保证产品的质量和产量。
6、ABS 回收料注塑过程中老是出现烘不干，水花的问题该怎么办?
ABS材料注塑出现水花主要是因为ABS材料中的水分没有充分烘干。而造粒过程中的排气是造成料烘不干的主要原因。ABS材料本身具有一定吸水性，但是这些水分是可以通过热风烘干的方式脱除。但是再生粒子在造粒的过程中如果没有得到良好的排气，就很可能保留有残留在粒子内部的水分。
这些水分要烘干，所需要的时间是很长的。如果采用普通的烘干程序，自然就会出现料烘不干的情况。 解决这一问题主要还是需要从熔融挤出造粒下手，改善熔融挤出过程中的排气条件避免粒子内部残留水分 。
7、浅色阻燃ABS造粒中经常出现发泡，颜色发灰应当如何处理?
这种情况经常出现在熔融挤出设备温度控制不佳的场合下。常见的阻燃ABS，其阻燃成分耐热性能较差。二次回收时，温度控制不当，就很容易分解导致发泡、变色。这种情况一般通过添加一定的热稳定剂来解决。常见的有硬脂酸盐和水滑石这两种类型的添加剂。
8、ABS造粒加增韧剂后，出现分层现象是什么原因?
对于ABS的增韧，并非市面上常见的增韧剂都能使用。例如SBS(聚[苯乙烯一丁二烯一苯乙烯]三嵌段共聚物)，虽然SBS结构上与ABS有相同的部分，但是这两者的相容性并不理想。少量添加可以在一定程度上改善ABS材料的韧性。但是添加比例超过一定程度，就会出现分层的情况。建议咨询供应商以获得相匹配的增韧剂。
9、高光ABS是什么?回收时要注意什么问题?
高光ABS实质上是在ABS树脂中引入MMA(甲基丙烯酸酯)的成分。由于MMA的光泽度要远比ABS自身光泽度好，而且其表面硬度也比ABS高。特别适合做一下薄壁大制件产品诸如平板电视机面板，高清电视机面板及底座等部位。 目前国内高光ABS的质量层级不一，回收时需要留意材料的韧性、光泽及表面硬度。一般而言流动高，韧性好，表面硬度高的材料具有回收价值更高些 。
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