ABS 塑料的各种特性解析
ABS 塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物,三种单体相对含量可任意变化,制成各种树脂。ABS 兼有三种组元的共同性能,A使其耐化学腐蚀、耐热,并有一定的表面硬度,B使其具有高弹性和韧性,S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此ABS 塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。ABS塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用。
塑料原料
力学性能
塑料ABS有优良的力学性能,其冲击强度较好,可以在极低的温度下使用;塑料ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和低转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。
热学性能
塑料ABS的热变形温度为93~118℃,制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性,可在-40~100℃的温度范围内使用。
电学性能
塑料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。
ABS制品
环境性能
塑料ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。
塑料ABS无毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状。密度为1.05~1.18g/cm3,收缩率为0.4%~0.9%,弹性模量值为2Gpa,泊松比值为0.394,吸湿性<1%,熔融温度217~237℃,热分解温度>250℃。
ABS的特点及应用
ABS的应用
高冲击强度,热性能等几种性能使ABS适用于汽车,家用电器,电子,建筑,运输等行业。
汽车应用 - 在处理汽车应用时,ABS是首选的工程塑料。人们越来越关注汽车减重。作为金属的绝佳替代品,ABS已广泛用于制造汽车零件。
丙烯腈丁二烯苯乙烯在汽车和运输中的应用包括:
仪表板
支柱饰边
仪表板组件
门衬里和把手
座椅靠背,安全带组件等
电器 - 用于家用电器的ABS包括家电控制面板,外壳(剃须刀,真空吸尘器,食品加工机),冰箱内衬等。家用和消费品是ABS的主要应用。键盘键帽通常由ABS制成。
电气和电子应用 - ABS为电子外壳,计算机键盘等提供良好的全面性能。
由ABS制成的 管道和配件被广泛使用,因为它们更容易安装并且不会腐烂,生锈或腐蚀。在正确的操作下,它们可承受地面载荷和运输,即使在低温下也能抵抗机械损坏。
ABS还用于制造legos,仪器,运动器材,园艺工具,医疗应用包括制造雾化器,压缩机等。
ABS塑料的主要供应商
ABS的厂商众多,排名前五的依次是奇美,拜耳,LG化学,通用电气和巴斯夫。五大企业的产能几乎占了世界产量的一半,着实让人惊叹。
奇美
拜耳
LG化学
通用电气
BASF
TECHNOPOLYMER
......
ABS共混物 - 热塑性合金
ABS不是完美的材料,也是有自己的劣势的地方。为了克服这些限制,ABS可以很容易地与其他聚合物如PA,PBT,PC等混合或合金化。这种与聚合物的混合进一步增加了可用的性能范围,如机械,热......等。其中,具有代表性的,就是ABS/PC 。
ABS/PC合金
ABS / PC是丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚碳酸酯共混物的缩写形式。它是由聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯组成的热塑性合金。这两种聚合物都是它们自身广泛使用的,并且具有非常特殊的性质以及它们自身的缺点。
然而,当合金化时,它们形成最广泛使用的工业无定形热塑性塑料之一:
增强了可加工性
良好的流动特性,强度,刚度
良好的耐热性
此外,可以在共混物中加入添加剂以改善例如其UV和氧化稳定性,防火性和增强剂如玻璃纤维和矿物填料,以改善共混物的强度和刚性。
丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚碳酸酯(ABS / PC)共混物通常用于商业和工业应用,例如汽车,电子,电信等,其中需要坚硬但重量轻,耐热且易加工的材料。
ABS加工条件
ABS具有广泛的加工范围,大部分的加工机械,都可以对ABS进行有效的加工处理。
注塑成型
使用通气式气缸进行注塑并不总是需要预干燥。如果需要干燥,则在80℃下4小时通常就足够了。模塑中的水分迹象是条纹,条纹或气泡,如果看到任何这些,则应预先干燥材料
熔融温度:210-270℃
模具温度:40-70℃
材料注射压力:50 - 100 MPa
注射速度:中等 - 高
挤压
预干燥:在70-80℃下3小时
挤出温度:210至240℃
螺杆设计:推荐L / D比为25-30
3D打印的ABS属性
ABS是目前用于3D打印的最通用的材料之一。ABS以缠绕在线轴上的长丝形式出现。与ABS一起使用的3D打印过程是FDM(融合沉积建模)过程,其中材料通过精细喷嘴加热和挤压,以250微米层构建您的设计。
用于3D打印的ABS
PLA打印ABS的主要竞争对手之一是PLA。与ABS不同,PLA是一种可再生的塑料。因此它是可生物降解的,而ABS只是生物相容的。然而,像许多塑料材料一样,ABS是可回收的。
ABS回收和毒性
如上所述,ABS塑料是生物相容的和可回收的材料。ABS没有自己的塑料编号。使用ABS制造的产品使用回收编号#9。
ABS是100%可回收的
ABS无毒无害
它没有任何已知的致癌物质,并且没有已知的暴露于其暴露的不良健康影响。它稳定且不浸出。
卖了18年ABS料,一文帮你学会ABS塑料性能介绍及3类改性方法
ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物, 作为综合性能非常优越的塑料品种之一,ABS一方面市场应用在不断开拓,另一方面,通过新品种的开发和技术改性及合金研究,它日趋成为第六大工程塑料,特别是通过改性,ABS衍生出更多的新品种。它可与多种树脂配混成合金,种类多、应用广,是主要改性塑料。
ABS物理特性
ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂,无毒、无味、吸水率低,具有良好的综合物理机械性能,如优良的电性能、耐磨性,尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等,且易于加工成型。缺点是耐候性,耐热性差,且易燃。ABS塑料力学性能
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;ABS的耐磨性优良,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的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及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。
ABS的应用范围
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。
ABS的种类及特性
防火(阻燃)级ABS
ABS属于易燃材料,按照UL94标准属于HB级别。ABS着火时燃烧速度快,并放出大量毒气和黑烟,不利于实际应用。随着科技进步和生活质量的提高,人们安全意识越来越强,国内外对汽车、建筑、家用电器、办公用品等方面使用的塑料材料提出了严格的防火阻燃要求,制定了相应的技术标准与规范,因此阻燃ABS的研究也就具有了相当重要的意义。
降低ABS树脂燃烧性主要有三个途径:
1、使用阻燃性聚合物与ABS共混,如CPE、PVC;
2、对现有的ABS进行化学改性,如加入三溴苯乙烯作为第四单体制备四组分的ABS;
3、通过通用的方法想ABS中加入阻燃剂,包括无机阻燃剂(如MoO3)和有机阻燃剂(如卤素化合物、磷类阻燃剂)。阻燃型具有高效的阻燃作用,但其他性质可能不好(如老化、成本高)。化学改性ABS需要特定的生产过程,工艺更复杂,第三种方法在成本和性能之间取得了平衡,并且在设计多功能材料方面更具有灵活性。目前,ABS材料的阻燃改性以添加高效含卤阻燃剂为主。
耐热(耐高温)级ABS
耐热ABS树脂的热变形温度一般在90~105℃,具有良好的耐热性、韧性和流动性。可用于汽车门、后轮罩内板、面板等制作,应用于家电领域,如微波炉、电饭煲、电吹风等。
ABS耐热性可通过降低橡胶含量、增加SAN分子量和丙烯晴含量而提高,但采用添加耐热单体或耐热助剂开发耐热级ABS的方法更受人们的关注。在ABS树脂中引入α-甲基苯乙烯(MS)、马来酸酐(MA)和马来酰亚胺(MI)可提高ABS的耐热性。
其途径主要有两种:
1、将MS、MI等作为第三单体与苯乙烯、丙烯晴共聚,增加基体树脂刚性,提高其Tg 。MA与AN的共聚物比相同AN含量的SAN耐热性好,其维卡软化温度分别为123℃和103℃。二者的耐化学性和物理性能相似,生产方法也可通用。基于MS的材料颜色比基于苯乙烯的材料黄。实际生产时,MS仅部分替代苯乙烯,得到SMSAN共聚物。替代比例取决于耐热性的要求。
2、把耐热性更好的苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)或苯乙烯-马来酰亚胺共聚物(SMI)作为共混物组分加入到ABS树脂中。SMA的维卡软化点温度可达150℃。然而,SMA在更高温度是不稳定。会释放二氧化碳,因而必须释放是其保持足够稳定并在260℃一下可加工,否则制件会有放射纹产生。在SMA中加入1%的受阻酚抗氧剂和硫酯协效剂可使其稳定。SMI可应用在需要高于SMA和MS所能所能提供耐热性的场合。苯乙烯与MI共聚的生产工艺与SAN相同。SMA与氨或胺反应而亚酰胺化,也可制备SMI。SMI高温时热稳定性好,不产生放射纹。
抗静电级ABS
SAN的电阻性能应AN极性性质而较PS略有降低,但仍具有足够的绝缘性。ABS的表面静电荷在加工、运输、使用中引发吸附尘土、脱模困难、静电放电等问题。
因此,ABS制品需要具有一定导电性,以防止内部放电,甚至可以屏蔽外界对精密电子元件的电磁干扰。添加抗静电剂可防止静电荷产生或消散静电荷,是制备抗静电级ABS的主要方法。
抗静电剂可在ABS加工之前或加工的过程中添加。
根据添加方式,抗静电剂的种类如下:
(1) 外抗静电剂,以水或醇溶液的形式涂覆于ABS制品的表面,最经常使用的是季铵盐。季铵盐可降低制件表面电阻,但在制件使用、清洁等过程中易被除去,因此广泛应用于防止显示器部件积灰等短期用途。
(2) 内抗静电剂,在ABS加工时添加,添加量少(0.1%~3%),和ABS一定程度的相容。内抗静电剂分为迁移性抗静电剂和永久性抗静电剂,迁移性抗静电剂为离子型或非离子型表面活性剂,疏水部分与ABS有限相容,亲水部分在ABS内部迁移至表面后可吸附水增加表面导电性。
表面的抗静电剂除去后,内部的抗静电剂仍可持续迁移至表面,直至全部耗尽,因而使用的时间较外静电剂长。永久性抗静电剂不发生迁移,包括导电性高的填料(如炭黑、金属涂覆的碳纤维、不锈钢丝)、亲水性高分子材料(如聚氧乙烯共聚物)和导电高分子材料(如聚丙烯晴、聚噻吩)。其中,亲水性高分子材料低,主要应用于办公自动化设备。导电填料不适用于注明颜色、透明度的用途以及电子领域。
常见的抗静电级ABS如下表
抗静电级ABS典型性能
在相同的配方条件下, 共混设备和共混工艺及注塑工艺等生产条件对最终产品性能都有很大的影响, 如混合温度、停留时间、螺杆转速、挤出产量、注塑温度、模具温度等都会直接影响最终产品的性能。