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
沿着高速看吉林丨儿童玩具、家电等原材料都离不开ABS树脂
来源：吉网
7月8日下午，“沿着高速看吉林”主题采访活动从长春出发，沿着珲乌高速公路长吉段走进位于吉林市的吉林石化公司合成树脂厂。
在吉林石化公司合成树脂厂的产品展示台上，一些像米粒大小的浅象牙色塑料颗粒，也就是ABS树脂吸引了采访团成员的目光。这小小的颗粒竟然有这么多的用途。
据吉林石化合成树脂厂常务副厂长、总工程师陆书来介绍，这种塑料颗粒在加热后可以融化，融化后可以重新塑造其它形状，等到冷却后，便成型了。比如安全帽、儿童玩具、家电等，都离不开ABS树脂。
据悉，ABS树脂是由丙烯腈(AN)、丁二烯(BD)和苯乙烯(ST)三种单体共聚而成的热塑性聚合物，它具有强度高、韧性好、易于加工成型、产品尺寸稳定、表面光泽度高等特点，广泛应用于电子电器、汽车领域、轻工和建筑等领域，是世界五大通用塑料之一。
陆书来说，为了解决产品结构性矛盾，吉化依靠科技创新研发生产出高端化、绿色化、适销对路的ABS新产品，并通过“产销研用”协同创新，新产品顺利进入市场，品牌影响力显著提高，实现了提质降耗、增产拓销、降本增效，走出了一条炼化企业大力开展科技创新、积极应对市场变化、主动迎接竞争挑战、全力满足用户需求的高质量发展之路。
五年来，吉化研发ABS新产品10余个，产量连创历史新高，成为中国石油盈利能力最强的化工产品，为吉化提高产品竞争力，实现持续盈利和ABS产业高质量发展做出了重要贡献。
中国吉林网 吉刻APP记者 王涛 文字/图片/视频
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