ABS塑胶原料的简介、特性、应用、注塑工艺
ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称)，ABS塑胶原料为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，是大宗通用树脂，ABS经过改性(加添加剂或合金等方法)提高性能后的ABS属工程塑料，ABS合金产量大，种类多，应用广，是主要改性塑料。
一、特性
ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS塑胶原料的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。
1、综合性能较好、冲击强度较高、化学稳定性、电性能良好。
2、与有机玻璃的熔接性良好、制成双色塑件、且可表面镀铬、喷漆处理。
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点、比PMMA、PC塑胶原料等好、柔韧性好。5、ABS塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。6、ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS塑胶原料缺点:热变形温度较低，可燃，耐候性比较差。
二、注塑工艺
ABS的流动性介于PS与PC之间，其流动性与注射温度和压力都有关系，其中注射压力的影响稍大，因此成型时常采用较高的注射压力以降低熔体粘度，提高充模性能。
ABS的吸水率大约为0.2%-0.8%，对于一般级别的ABS，加工前用烘箱以80-85℃烘2-4小时或用干燥料斗以80℃烘1-2小时。对于含PC组份的耐热级ABS，烘干温度适当调高至100℃，具体烘干时间可用对空挤出来确定。
再生料的使用比例不能超过30%，电镀级ABS不能使用再生料。注塑机选用
可选用华美达的标准注塑机(螺杆长径比20:1，压缩比大于2，注射压力大于1500bar)。如果采用色母粒或制品外观要求料高，可选用小一级直径的螺杆。锁模力按照4700-6200t/m2来确定，具体需根据塑料等级和制品要求而定。模具及浇口设计
模具温度可设为60-65℃。流道直径6-8mm。浇口宽约3mm，厚度与制品一样，浇口长度要小于1mm。排气孔宽4-6mm，厚0.025-0.05mm。熔胶温度
料筒恒温 220℃
模具温度40~80℃
注射压力 100~150MPa(1000~1500bar)
保压压力:保压时间相对较短，注射压力的30%~60%
熔料温度220~250℃
背压 5~15MPa(50~150bar);如果背压太低，熔料中裹入的空气会造成焦化(在制品内有灰黑纹路)
注射速度:最好采用分级注射;从慢到快;需要注射速度以达到好的表面光泽，最小熔合缝以及熔合缝高强度;需要在前流道汇合处开设通气隧道
螺杆转速:最大螺杆转速折合线速度为0.6m/s，但最好将螺杆转速设置低一点，只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可
计量行程:(0.5~4)D
残料量2~8mm，取决于计量行程和螺杆直径
预烘干ABS在有些情况下可从原料袋内直接喂料无需预烘干，否则在80℃温度下烘干3h;潮湿的颗粒会造成制品有裂纹、擦痕或气泡
回收率:可加30%的回料，前提是之前材料没有发生热降解
收缩率 0.4%~0.7%
浇口系统:可使用点式浇口和热流道;最小壁厚不应小于0.7mm，因为ABS流动性较差
机器停工时段:无需用其它料清洗
料筒设备:标准螺杆，止逆环，直通喷嘴
三、应用范围
ABS/PC合金是为改进ABS阻燃性，具有良好的机械强度、韧性和阻燃性，用于建材，汽车和电子工业，如做电视机、办公自动化设备外壳和电话机。ABS/PC合金中PC贡献耐热性、韧性、冲击强度、强度阻燃性、ABS优点为良好加工性、表观质量和低密度，以汽车工业零部件为应用重点。
ABS/PA合金是耐冲击、耐化学品、良好流动性和耐热性材料，用于汽车内件装饰伯，电动工具、运动器具、割草机和吹雪机等工业部件，办公室设备外壳等;
ABS/PBT合金有良好的耐热性，强度、耐化学品性和流动性、适于做汽车内饰件，摩托车外垫件等;
添加抗静电剂的永久抗静电性牌号用途有:复印机、传真机等的传递纸张机构、IC片支座、录像和高级音频磁带等;另外还有ABS/PSU、ABS/EVA、ABS/PVC/PET、ABS/EPDM、ABS/CPE、ABS/PU等合金。
高光泽ABS用于吸尘器，电扇、空调器、电话机等家电制品，靠控制ABS中橡胶粒径R+(较小)来达到，低光泽ABS用于仪表盘、仪表罩、柱状物等汽车内饰件，用填加粗填料方法使表面微观收缩，降低表面光泽。
典型应用范围:汽车(仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等)，电冰箱，大强度工具(头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等)，电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式
四、五大性能
ABS塑胶原料的五大性能
ABS塑胶原料的五大性能包括一般性能、力学性能、热学性能、电学性能、导电性能，ABS塑料的这五大性能各有什么样的特点呢?
塑料性能检测技术服务遍布化工行业，从原材料鉴定、化工产品配方分析，到产品生产中的工业问题诊断、产品应用环节的失效分析、产品可靠性测试，都可以提供最专业的分析技术服务。ABS树脂集合了三者单体的优良性质，即:苯乙烯的光泽、电性能、成型性;丙烯腈的耐热性、刚性、耐油性;丁二烯的耐冲击性。
塑料ABS的性能检测因注意:
1、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。
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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
性能测试是通过自动化的测试工具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进行测试。
性能特点是可加工性，良好,流动性高
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冲高端应用！木材/塑料/金属复合，是噱头还是趋势
专塑视界9月2日消息， 据外媒报道，奥地利格拉茨工业大学（TU Graz）的研究人员采用3D打印技术以及超声波接合技术，成功将可再生木材原材料与金属及聚合物复合材料接合在一起，形成了高强度连接。据了解，此种可再生木材原材料既环保，而且轻又坚固，在汽车制造领域内具有显著的吸引力。
图源：TU Graz
目前，该团队声称，希望能够与汽车、航空和家具行业的合作伙伴合作，以进一步改进此类技术，实现可再生木材原材料的高端应用。
作为塑化垂直媒体，专塑视界一直对新材料、新技术、新工艺有着深入的观察，在这一行业热点出现之际，我们不禁有一个疑问，木材/塑料/金属复合材料的高端应用，到底是噱头还是趋势？
如火如荼的塑木复合材料
在谈论三种材料复合之前，我们不妨先来看看木材与塑料的结合。其实20世纪90年代以来，北美、欧洲的许多国家对塑木复合材料进行了大量研究，塑木复合材料（Wood-Plastics Composites, 简称WPC）作为一种创新材料，已经在建筑、家具领域取得了一定的应用成果。
据专塑视界了解，这种材料就是由木质或其他生物质纤维（如木屑、刨花、竹屑、农作物废弃物等）与热塑性塑料通过复合技术制成的新型材料。这些生物质纤维作为填充剂和增强剂，有效提升了热塑性塑料的性能。随着科技的进步，WPC的原料选择更加多样化，但木质纤维仍占据主导地位，同时其他生物质纤维的应用也在持续开发中。
WPC，图源：阿里巴巴
在WPC中，虽有木质材料加入，但塑料仍是基料，其通过两者结合形成连续相，为复合材料提供了良好的加工性和可回收性。早期使用的热固性塑料如酚醛树脂，现已被性能更优、加工更便捷的热塑性塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等广泛替代。这些塑料与生物质纤维结合，经过精心配比和混炼，再通过挤出、注射或压制等成型工艺，制成各种型材、板材及注塑件，展现出木材与塑料的双重优势。
随着技术的进步，近十年，WPC产品的质量也在不断提升，逐渐从低质低价向高质量方向发展。如今，WPC已广泛应用于多个行业，不仅作为木材或塑料产品的替代品，更以其独特的性能优势成为独立材料。例如，在窗户制造中采用WPC材料，就是一个展现其应用潜力的典型案例。
在建筑、家具行业中，塑木材料的成功主要归功于其低成本、环保特性，因此深受欧美国家的青睐，近年来研究颇多，产品也已有普及的趋势。然而，WPC其实大都仍以塑料为基料，木质材料占比不大，即使如此在更高端的领域如汽车和航空航天中，塑料与木材结合应用依旧尚属少数。
塑木复合材料已布局汽车领域
近年来随着低碳环保意识的提升，塑木复合材料（WPC）已经初步涉足汽车制造领域，其配方中的木质材料含量正逐步增加。专塑视界了解得知，当前关于WPC在汽车制造中的研究取得了显著成果。多项研究表明，WPC可以作为车用PP、ABS、PU等传统塑料的有效替代品。
今年5月，陕西科技大学游翔宇副教授携手加拿大生物质产品研发中心及日本北海道大学的科研团队，成功研发了一系列新型车用木质-塑料复合材料，旨在减少对传统石油基聚合物塑料制品的依赖。
这些新型复合材料运用了先进的原位改性增容技术和聚合物网络增强技术，即使在木质素含量高达60%的情况下，依然能够保持出色的机械性能，完全符合汽车制造中对仪表盘、车门内板、保险杠等部件的严格要求。此外，与传统聚烯烃材料相比，这些新型复合材料的原料成本降低了约20%，并且通过了包括初级芳香胺迁移、重金属迁移BPA含量等在内的多项环保测试，满足了碳税减免的条件。
木质素/PBAT复合材料潜在的应用领域，图源：中国造纸
与此同时，国际上也出现了许多关于WPC在汽车制造中应用的积极进展。例如，德国Prisma Renewable Composites公司正在研发一种基于WPC的新型ABS塑料替代品，该产品在抗拉强度和紫外线耐受性方面均展现出优于传统ABS塑料的性能。克莱姆森大学等机构则开发了一种木质基聚氨酯（PU）泡沫替代品，这种材料不仅环保，而且具有良好的成型性和缓冲性能，适用于汽车座椅、绝缘材料等多种用途。
随着塑木复合材料在汽车制造领域的应用正逐步深入，木质材料含量的提升成为一大趋势。尽管当前受限于材料强度、适配性等因素，多数研究成果仍停留在科研阶段，但木材、塑料与金属三种材料相结合的探索已初露端倪，这需要在工艺和技术上不断进行探索与突破，格拉茨工业大学等研究机构的努力正是这一方向上的积极实践。
工艺革新加速木材/塑料/金属复合
就目前研究表明木材、塑料、金属三种材料复合相比单一材料具有更高的柔韧性、延展性、强度、刚度和热稳定性。但为何始终没有普及，原因则是因为业内始终无法将其与其他车辆材料（如金属和聚合物复合材料）牢固地接合在一起。
为了突破这一瓶颈，工艺技术迎来了革新。格拉茨工业大学就实现不同类型的木材与两种塑料、不锈钢和钛合金之间的粘合。
一方面，AddJoining技术结合3D打印工艺，为木材与聚合物复合材料的接合提供了新方案。该技术利用3D打印材料渗透木材孔隙并发生化学反应，实现了类似胶水与木材结合的牢固效果。机械负载测试的成功验证了这一接合方式的可靠性。此外，通过激光纹理处理或刻蚀技术增加木材孔隙率和粘接表面，进一步提升了接头的耐用性。
另一方面，超声波接合技术则为实现稳定的点焊接头提供了可能。在超声波连接过程中，高频振动产生的热量使聚合物部件表面熔化，并渗透至木材的多孔结构中，形成机械互锁与粘附力的完美结合。这种接合方式同样经受住了机械测试的考验，而激光预处理木材表面则进一步增强了接头的强度。
复合材料粘合，图源：3D打印制造
工艺革新正加速木材、塑料与金属的复合应用。新技术如AddJoining结合3D打印，通过木材孔隙实现牢固接合，显著提升材料性能。超声波接合技术则确保稳定点焊，增强接头强度。声波和3D打印把不同材料粘合起来，同时也会带动制造业更加环保，而且3D打印木材和金属的结合体，强度也将更强。这些创新解决了接合一部分的难题，推动木材、塑料、金属复合材料在更高端领域的应用。
尾声：多材料复合是噱头还是趋势
纵观复合材料发展历史，21世纪以来，其下游应用领域不断扩大，专塑视界认为，高性能复合材料成为塑化行业主要发展趋势，其具备具有质轻、高强度、耐高温、耐腐蚀、抗冲刷及溅射以及良好的可设计性、可复合性等其他材料不可替代的优良性能等优势。
据前瞻经济学人研究指出，当前建筑家具领域仍为全球复合材料最大的下游需求市场，其需求量占市场总量的25%，其次是物流领域，占比23%。值得注意的是，该两大细分领域的增速已显著放缓，而汽车、能源、航天领域则成为了复合材料市场增长的主要推动力。
这一系列积极的变化，离不开科技的持续进步、研究成果的有效转化以及产业界的积极探索与尝试。在多方力量的共同推动下，我们有充分的理由预见，以木材、塑料、金属为核心的多种复合材料迈向高端应用将逐步实现从概念到实践的跨越，必将照进现实。