塑料万能王之一，ABS的自述
ABS是塑料材料里的万能王之一，它之所以被广泛使用，是因为它坚硬，还可以被处理成五颜六色而有光泽。今天，我们就来好好了解ABS。
中文名：ABS塑料
英文名称：AcrylonitrileButadieneStyrene
专业名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
ABS的自述：
“我”在化学组成上由丙烯腈A、丁二烯B和苯乙烯S三种单体共聚而成的聚合物，简称ABS。每种单体都具有不同特性，从形态上看，ABS是非结晶性材料。这就决定了“我”具有耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异的尺寸稳定性及易加工性等多种特性。且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变“我”的各种性能，故“我”作为工程塑料的一员具有广泛用途。合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类。
随着三种成分比例的调整，树脂的物理性能会有一定的变化：1,3-丁二烯为能为“我”提供低温延展性和抗冲击性，但是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性;丙烯腈为“我”提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质;苯乙烯能为“我”提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。
ABS基本性质
ABS的原料为浅**或乳白色的粒料，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。
ABS树脂可以在-25℃~60℃的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。
ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。
ABS的性能
01、一般性能
ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。
ABS是一种综合性能十分良好的树脂，在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为34—38mN/cm。
ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。
02、力学性能
ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。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。
03、热学性能
ABS属于无定形聚合物，无明显熔点;熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色;热变形温度为70—107℃(85左右)，制品经退火处理后还可提高10℃左右。对温度，剪切速率都比较敏感;ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40℃到85℃的温度范围内长期使用。热分解温度270以上。
04、电学性能
ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。
05、环境性能
ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。
ABS的应用
ABS拥有如此综合性能(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)，必然是这个世界不可或缺的组分，所以在电子电器、仪器仪表、汽车、建筑工业等领域无所不在。
ABS、PP、PA、PC等汽车常用塑料及电镀工艺
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汽车产业不断发展壮大，对推动经济增长作出了突出贡献，但也让能源和环境问题日益严峻。研究表明，汽车轻量化可以有效降低燃油消耗和汽车排放，汽车重量每降低10%，燃油消耗可下降6%～8%，CO2排放则可降低5%～6%。
汽车轻量化技术可分为优化结构设计、轻量化材料应用和先进制造工艺三个方面，其中轻量化材料的应用是实现汽车减重最直接的途径。塑料具有质量轻、成本低、易成型等良好的性能，特别是电镀工艺的应用使塑料具有金属外观和光泽，有效改善了塑料的装饰性、防腐性、机械强度等性能，让塑料已成为汽车轻量化进程中使用最多的非金属材料，并呈现出“以塑料代钢”的趋势。
本文介绍了车用塑料的概况，总结了ABS、PP、PA、PC等几种用量较多的塑料在汽车上的应用，并对其电镀工艺进行了阐述，旨在为车用塑料及电镀工艺的进一步研究提供参考。
1、塑料在汽车上的应用概况
塑料是以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，可在加热、加压条件下塑制成型。因其质量轻、成本低、易加工、表面处理多样等优良的性能，广泛应用于汽车内饰件、外饰件、结构件及功能件。随着汽车轻量化技术的不断发展，塑料在汽车上的使用量急剧攀升。
在车用塑料中，通用塑料价格较低，使用比例超过50%，其次是工程塑料使用比例约15%，特种塑料价格较高，用量相对较少。经研究统计，用量居于前列，且适合电镀的车用塑料品种有ABS、PP、PA、PC等。
2、ABS的车用及其电镀
1.ABS在汽车上的应用
ABS是一种用途极广的热塑性工程塑料。因ABS塑料存在耐候变色性差、易燃等方面的不足，在汽车上使用时常与其他聚合物进行混合，制备出更为丰富的改性产品，如：ABS/PC、ABS/PA、ABS/PVC塑料合金等。
ABS/PC合金可以提高ABS的耐热性和拉伸强度，还可以降低PC熔体粘度，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性，主要用于汽车内、外饰，车灯等有高强度、高耐热性的零部件；
ABS/PA合金具有耐翘曲性、良好的流动性、独特的亚光特性，可用于保险杠、仪表板、立柱装饰板等零部件；
ABS/PVC合金，不仅具有耐热、耐冲击的性能，还具难燃自熄性，耐化学药品性，主要用于汽车仪表盘、仪表台表皮等一些要求阻燃的零部件。
汽车方向盘部件 来源：深圳金源康
2.ABS的电镀工艺
电镀级ABS塑料，要求金属镀层与基体有良好的结合力，丁二烯的含量应控制在18%～23%。ABS塑料电镀工艺流程包括前处理、化学镀和电镀三个阶段，【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘特种塑料’、‘改性塑料’等行业知识，海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案，欢迎进入《塑库网》即可解决！】，一般的工艺主要流程为去应力→除油→粗化→六价铬还原→钯锡活化→去氢氧化锡→化学镀镍（或铜）→预镀→电镀，其中镀前表面处理最为关键。表面预处理、工艺简化、环保镀液替代等一直是研究的热点。
3、PP的车用及其电镀
1.PP在汽车上的应用
PP是一种无臭、无毒、无色半透明的热塑性轻质通用塑料，具有良好的耐化学性、耐热性、电绝缘性及高强度机械性能。在原料中加入增强剂、增韧剂等，能够使得聚丙烯高分子组分与大分子结构或晶体构型发生改变而提升其综合性能。
如在PP中加入一定比例的玻璃纤维，可得到刚性和耐热性较高的玻璃纤维增强PP，常用于汽车结构件及工作温度较高的零部件，如：发动机舱的进气管、空气滤清器壳体、散热器风扇等；在PP中加入适量的滑石粉和碳酸钙，同样可以提高PP的刚度和耐热性，此改性PP常用于汽车保险杠骨架、仪表板、导流板、立柱等；在PP中加入POE或三元乙丙橡胶（EPDM）等增韧剂，可用于高档汽车的一些韧性要求较高的结构件。
汽车前格栅电镀加工 图源：深圳金源康2.PP的电镀工艺
从电镀工艺的角度，PP可分为普通型、电镀型、导电型。
普通型PP电镀尺寸精度差、粗化麻烦，在浸蚀粗化前一定要用有机溶剂进行溶胀处理，常用的有机溶剂是二甲苯。粗化后，便可按ABS塑料的敏化、活化等工艺和程序进行处理；
电镀级PP是在聚丙烯塑料中加入一定比例的ZnO、TiO2等填料，这些填料可以在化学浸蚀粗化过程中被溶解，形成粗糙表面，以提高镀层结合力。对于电镀型PP也完全可以按照ABS塑料的电镀工艺进行，只是在化学浸蚀时溶液温度要升高到70～80℃；
导电型PP是由聚丙烯中加入质量分数约为30%的石墨粉而得到，其导电性能良好，可以按照金属件工艺进行电镀。电镀级PP的研制与粗化工艺的改进，一直是PP电镀工艺研究的热点。
4、PA的车用及其电镀
1.PA在汽车上的应用
PA塑料具有良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其他填料填充增强改性。
玻璃纤维增强PA可用于发动机舱内的塑料件及发动机零部件；高耐热PA/ABS合金，用于汽车后视镜、油箱盖、挡泥板等；PA/PPE合金具有优异的耐热、强度、阻燃、导电等性能，可用于汽车中央电气盒、翼子板、大型挡板、护板等。
2.PA的电镀工艺
普通PA工件电镀前应检查应力，其方法是将工件浸入正庚烷中，若5～15s内出现裂纹则需要去除应力。有应力的工件可放入冷水中升温至沸腾，保持3h后随水缓冷，即可消除内应力。PA电镀前的预处理工艺与ABS塑料大体相同，只是粗化工艺有差异。电镀材料研制，环保及工艺改进依然是研究的热点。
汽车中控台部件 来源：深圳金源康
5、PC的车用及其电镀
1.PC在汽车上的应用
PC是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，具有冲击强度高、耐疲劳性佳、尺寸稳定性良好、透明及自由染色性好的特性。但因其抗划痕和耐磨性较差，常以塑料合金的形式用于汽车内外饰。如PC/PET、PC/PBT合金既有PC的高耐热和耐冲击性，又有聚酯的耐磨和加工性能，适合制作汽车车身构件、侧护板、汽车门框及低温冲击性能要求较高的保险杠。
2.PC的电镀工艺
PC的预处理工艺流程包括内应力检查、去应力、溶胀处理、化学浸蚀粗化。应力检查是将工件浸入质量分数为70%的丙酮的水溶液中，在室温下停放1min，观察是否出现裂纹。而去应力的方法是在烘箱中缓缓升温至110～130℃，保温2～6h后缓冷；溶胀是将工件浸入甲醇、乙醇、苯酚和乙醚等溶剂中浸渍，至表面稍微发白为止；化学浸蚀粗化可采用ABS的高硫酸型化学粗化溶液，但温度宜高一些，也可在氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等粗化液中进行。合金材料的制备、表面预处理工艺改良是PC电镀研究的热点。
6、其他塑料的车用及其电镀
除以上四种应用较多的车用塑料外，PE、PET、POM、PPO、PVC等也广泛应用于汽车工业，【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘特种塑料’、‘改性塑料’等行业知识，海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案，欢迎进入《塑库网》即可解决！】。PE的绝缘性和化学稳定性好，易于加工，常用于汽车内护板、行李箱、油箱、护套、挡泥板等。
PET抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性、尺寸稳定性都很好，改性的PET常用于汽车倒车镜架、音响喇叭、天窗边框、顶棚等；POM强度比ABS塑料高，被誉为“超钢”或者“赛钢”，具有较好的力学性能、绝缘性、耐溶剂性和可加工性，改性POM可用于汽车动力阀、万向节轴承、把手、车窗升降装置等。
电镀门把手
PPO无毒、透明、相对密度小，具有优良的机械强度、抗蠕变性、耐热性和尺寸稳定性，PPO/PS、PPO/PA、PPO/PBT等合金常用于汽车轮毂罩、车灯壳体、保险丝盒、大型挡板、缓冲垫等；PVC电器性能好，耐酸碱、化学稳定性好，可用于汽车防撞系统、车门内饰板面料、仪表板表层及密封件等。
汽车内饰部件 图源：深圳金源康
以上塑料的电镀工艺的主要差别在前处理和粗化工序，只要与之相适应的粗化工艺，形成最佳的粗化表面，就能在其表面顺利进行敏化、活化、化学镀和电镀，在此不再赘述。
纤维增强塑料是在塑料或树脂中加入纤维状的材料和织物而成的复合材料，已成为汽车轻量化材料的重要发展方向。玻璃纤维增强塑料（GFRP），【了解更多‘塑料’、‘工程塑料’、‘特种塑料’、‘改性塑料’等行业知识，海量材料超级物性表、超多选材案例、降本增效方案，欢迎进入《塑库网》即可解决！】，也称玻璃钢，具有比强度高，耐腐蚀、电绝缘性能好，容易着色等优点，常用于汽车车身结构件、翼子板、顶盖、保险杠等。
碳纤维增强塑料具有强度高、弹性好、耐疲劳和耐磨性好等特性，多用于高档汽车的车身、底盘、轮毂等；天然纤维塑料是利用黄麻、剑麻等天然植物纤维作为增强材料，不仅性能优异而且绿色环保，可用于车门内饰板、车顶内衬、座椅靠背和仪表板等。纤维增强塑料是以塑料、树脂为基体，其电镀工艺的研究重点依然是电镀级材料的制备与电镀工艺的改进。
7、结语与展望
随着汽车轻量化技术的不断发展，塑料已然成为用量最多的轻量化非金属材料。电镀工艺的广泛应用不仅使塑料制件具有金属的外观和质感，改善了汽车零部件的美观性、舒适性，还可以提升塑料制件的力学性能、化学稳定性，丰富了塑料在汽车上的应用。
车用塑料电镀，促进了金属材料的替代，加速了汽车轻量化的进程。共混改性塑料、纤维增强塑料以其优异的性能在汽车上的应用越来越广泛，电镀级材料的制备与电镀工艺的改进将成为塑料表面金属化技术发展的关键。
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