ABS塑料简介及在3D打印领域的应用
01
ABS的结构
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。
ABS树脂是丙烯腈（Acrylonitrile）、1,3-丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种单体的接枝共聚物。它的分子式可以写为(C8H8）x·(C4H6)y·(C3H3N)z，但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%~35%，丁二烯占5%~30%，苯乙烯占40%~60%，最常见的比例是A:B:S=20:30:50，此时ABS树脂熔点为175℃。
02
ABS的性能
ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.04~1.06 g/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。
当共混的三种成分比例的调整时，树脂的物理性能会有一定的变化：
1,3-丁二烯为ABS树脂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ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质；
苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。
在ABS树脂中，橡胶颗粒呈分散相，分散于SAN树脂连续相中。当受冲击时，交联的橡胶颗粒承受并吸收这种能量，使应力分散，从而阻止裂口发展，以此提高抗撕性能。
接枝共聚合的目的在于改进橡胶粒表面与树脂相的兼容性和粘合力。这与游离 SAN树脂的多少和接枝在橡胶主链上的 SAN树脂组成有关。这两种树脂中丙烯腈含量之差不宜太大，否则兼容性不好，会导致橡胶与树脂界面的龟裂。
03
ABS的特点
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；
与372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；
有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；
流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好；
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。
04
ABS的加工
ABS树脂可用注塑、挤出、真空、吹塑及辊压等成型法加工为塑料，还可用机械、粘合、涂层等方法进行二次加工。由于其综合性能优良，用途比较广泛，主要用作工程材料，也可用于家庭生活用具。由于其耐油和耐酸、碱、盐及化学试剂等性能良好，并具有可电镀性，镀上金属层后有光泽好、比重轻、价格低等优点，可用来代替某些金属。还可合成自熄型和耐热型等许多品种，以适应各种用途。
05
ABS的用途
ABS根据成型加工工艺的差异，又可分为：注射、挤出、压延、真空、吹塑等品种；ABS树脂的应用领域最广的是汽车、电子电器和建材。汽车内饰材料一般都有哑光的要求，这样有利于减少驾驶员的视觉疲劳，提高了驾驶安全性。PC/ABS的综合性能良好，其表面的光泽度较高，而需要喷哑光漆等二次加工来实现哑光与美观的效果。免喷涂解决方案可以大幅降低成本，也可以减少喷漆过程造成的环境污染。
06
在3D打印领域的应用
ABS塑料是3D打印的一款主要材料之一，之所以能成为3D打印的耗材，是其特性决定，ABS塑料有耐热性、抗冲击性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良、制品尺寸稳定等特点。目前ABS塑料是3D打印材料中最稳定的一种材质。
ABS材料具有良好的热熔性和冲击强度，是熔融沉积成型3D打印工艺的首选工程塑料，目前主要是将ABS预制成丝、粉末化后使用，应用范围几乎涵盖所有日用品、工程用品和部分机械用品，在汽车、家电、电子消费品领域有广泛的应用。
温度：材料的打印温度为210～240℃，加热板的温度为80℃以上。ABS的玻璃转化温度（塑料开始软化的温度）为105℃。
打印性能：
ABS塑料相当容易打印。无论用什么样的挤出机，都会滑顺地挤出材料，不必担心堵塞或凝固。然而挤完后的步骤却有点困难。这种材料具有遇冷收缩的特性，会从加热板上局部脱落、悬空，造成问题。另外，要是打印的物体高度很高，有时还会整层剥离。因此，ABS打印不能少了加热板。此外，还建议大家使用密闭式的打印机，至少也别在室温太低的房间打印，促使材料冷却，导致收缩。
ABS能打印得非常快，还能设定仪器大幅增加回抽的速度。由于抽丝的毛病很罕见，因此通常只要稍微回抽一下就够了。
ABS弹性十足，适合做成穿戴用品。
强度：只要以适当的温度打印，让层层材料牢牢黏住，ABS的强度就会变得相当高。ABS具有柔软性，即使承受压力也只会弯曲，不会折断。比如做手镯就可以使用ABS材料。
气味：ABS最大的缺点是打印时会产生强烈的气味。虽然许多人不介意这一点，但也有人在通风不良的房间打印ABS线材后会不舒服。无论是什么样的材料，都建议各位在通风好的房间里打印。尤其是使用ABS时更是如此。
ABS-M30 是一种生产级别的塑料，是专为 FDM 技术的 3D 打印而设计，这种坚固、常见的材料有助于更频繁地进行测试以及重复进行工作，最终减少风险并制造出更好的产品，加快上市速度。由于性能原因和价格更加合适，非常适合概念模型和中等要求零件，包括功能性原型、夹具、卡具、制造加工和最终用途零件。此材料的颜色有自然色、白色、黑色、深灰色、红色和蓝色，此外还可自定义颜色。
使用ABS-M30耗材打印的产品原型
使用ABS-ESD7打印的硬盘卡具
如果你想关注更多材料产业链干货知识
俺搜APP每日也会更新哦
塑料PP PE PS PA ABS PVC，你分得清吗？
相信小伙伴们都遇到过这种情况，在饭店里打包了一份菜，回家后发现，打包塑料餐盒底部出现了一个大洞，估计是塑料餐盒质量太差被油的高温熔化掉了，还开玩笑的说估计这顿是吃了一半塑料一半菜，也不知道是什么材料做的。
这种容易烫破的打包盒基本的都是发泡盒，是以聚苯乙烯树脂为原料发泡而成，不知你发现没有，近几年这种盒子用的似乎少了很多，特别是外卖，都是用的透明的盒子了。
小编在查阅相关资料时还发现一个有意思的情况，发泡餐具在1999年的时候规定，要在2000年底全部淘汰，意思就是不准使用了，也不准生产了，白色污染太严重了，而在2013年2月26日又解禁了，所以现在虽然用的少，但还是一直在用的。
现在有各种材料的餐盒，有的标有PP，有的是PS，还有Pvc材料，即不知道它们有什么区别，也不知道哪些对人体有危害。
塑料是我们现在生活中不可或缺的一部分，单从字面上也能理解就是可以塑形的材料，它是一种高分子材料，主要成分就是合成高分子化合物，也叫它合成树脂，为了增加产品的一些性能，会添加一些助剂以改变它的性能，那么塑料究竟是什么，怎么区分各种塑料材质。
最早的塑料出现在19世纪，人们在天然纤维素中放入樟脑和少量的酒精，制成了人工塑料，这种物质具有可塑性，在热压下可成型各种制品，命名为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史，20世纪开始出现了高分子合成塑料。
从分子结构来说塑料是一种聚合物，这让塑料变得极易塑形，单从字面上也能理解就是可以塑形的材料，尤其是在高温高压状态下，塑料大多数是从化石燃料中提取而来的，石油和天然气是主要原料，它们成为塑料的完美材料。
图片来源：pixabay
塑料的制造过程首先将原油和天然气开采出来，然后被送去精炼厂，提炼出很多种物质，其中就包括塑料中的主要成分，也就是从石油中提炼出乙烷，从天然气中提炼出丙烷，乙烷和丙烷被送去裂解厂分解成分子，用乙烷制造乙烯，用丙烷制造丙烯，然后加入催化剂，将分子结合形成树脂聚合物，塑料因为这种结构所以在高温高压下容易塑形。
聚合作用把乙烯变成聚乙烯，丙烯变成聚丙烯，这些树脂被熔化冷却，再切成塑料原料颗粒，塑料颗粒被送到工厂经过加热做出各种各样的塑料产品。
▼
图片来源：pixabay
塑料原料大多数都是透明或呈乳白色，各种塑料产品为了使用或设计的需要，而要求有各种颜色，这就需要在塑料加工过程中进行染色；常用的染色方法是生产前在原料中混合一定比例的色母或色粉，在注塑机中让原料与色母或色粉熔化在一起，生产出需要的产品颜色。
▼
图片来源：pixabay
在生活中用到各种形状和尺寸的塑料产品，这些塑料产品的主要生产方式是注塑成型，在这个过程中需要的三个元素为塑料原料，模具，注塑机，注塑的过程就是将原料放入机器料斗中，在注塑机中混合熔化后将原料充填入模具中，原料在模具中快速冷却成型，最后模具打开取出产品。
▼
还有一种常见的加工方式就是吹塑成型，各种塑料的瓶瓶罐罐，桶，之类的都是吹塑，很好理解的就是原材料熔化后，在模具里将其吹起来成型。
注塑与吹塑最直观的区别就是 注塑产品是实芯体,吹塑是空芯体。
▼
在日常生活中70%以上的生活用品都是塑料制品，这其中主要的的塑料材质有PP，PS，PA，PC，PE，ABS，PVC这几种，要想分辨它们，就要认识它们的特性与差异，在了解它们之前，先要了解什么是热固性塑料和热塑性塑料。
热固性塑料就是在加工成形时需要加热才会固化的塑料，就是将两种不同的塑料同时混合并注入模具内，通过加热引起反应后，将单个分子变成网状立体结构，也就是加热后会硬化的塑料，优点是耐热性高，缺点是不容易回收再利用，热固性塑料有FRP材质的浴缸，餐具等。
热塑性塑料就是加热之后会熔化的塑料，就是将固态的塑料粒子进行加热，待塑料熔化后再注入模具中，等成品冷却固化后，产品就完成了，优点是产品可以再回收利用，缺点就是不耐热，热塑性塑胶就有PE，PP，PS，PVC，ABS，PA，PC等。
我们每个人都有自己的身份证，它可以分辨每个人的身份，那塑料也可以辨别吗？在购买塑料产品后，你如果仔细观察，会看到产品的外壳上有编号码，这是为了区分塑料种类，发展成的塑料辨识码，这种辨识码全世界都是通用的，它是由三条顺时针旋转箭头组成的三角形，中间标注了代表每种材质的数字，目前有7种辨识码，这些辨识码除了让我们通过编码认识塑料材质，最重要的是辅助回收，能细分种类和再利用。
PET（聚酯）代号1，又叫涤纶树脂，原料呈乳白色或浅黄色，透明性好，无毒，具有密度高，硬度高，耐磨损，但不耐热水侵泡，不耐碱等特点，使用温度65℃~-20摄氏度，超过这个温度容易释放有害物质，不能长时间反复使用，主要用于包装材料中的饮料瓶，矿泉水瓶，电子电器中的外壳及配件等。
HDPE（高密度聚乙烯）代号2，又叫低压乙烯，原料呈白色，无毒无味，具有密度低，韧性好，抗酸碱，但抗老化性能差等特点，难清洗干净不要循环使用，主要用于洗涤用品包装瓶，电线和电缆护套等。
PVC（聚氯乙烯）代号3，又叫附胶膜，原料黄色半透明，透明性好，具有高强度，柔性好，不易脆等特点，PVC有软硬之分，它们之间的区别就看是否添加了柔软剂，PVC本身没有毒性，如果添加了增塑剂，防老剂等后就有毒了，所以软质PVC没有毒性，硬质PVC有毒性，主要应用于包装材料，建材行业中的管道，门窗等。
LDPE（低密度聚乙烯）代号4，又叫高压聚乙烯，原料呈乳白色，无味无毒，具有透明性好，良好的柔软性，耐碱，但耐热性不好等特点，密度是所有聚乙烯中最低的，超过110℃就会热熔释放有毒物质，主要用于保鲜膜，塑料膜等。
PP（聚丙烯）代号5，又叫百折胶，密度较小，原料外观透明而轻，无毒无味，强度弹性很高，具有耐化学物质，耐碰撞，耐100~120摄氏度高温，能放入微波炉里加热，但禁止用再生制品盛装食品，常用在塑料饭盒，水杯，食品包装盒等产品都是用PP材料，由于PP具有的这些特性，所以澳大利亚的货币就是用这种塑料制成的。
PS（聚苯乙烯）代号6，又叫硬胶，硬度会比PP高一点，原料透光度高，无色无味，染色容易，但是韧性较差，容易脆，温度超过70℃就会释放有害物质，常用在一次性泡沫饭盒，包装内衬，装潢材料等方面，由于不容易回收利用，现在逐渐用纸类材料替代。
PA（聚酰胺）又叫尼龙，没有代号 ，原料无毒无臭，坚韧性能好，耐磨，耐热，耐化学品，PA塑料的品种繁多，特别是现在通过混入各种纤维材料，让PA塑料的各种性能有了显著提高，已经取代了部分金属，在汽车配件，家用电器外壳，防护用品等领域广泛应用。
ABS塑料也没有代号，是丙烯腈(A)，丁二烯（B），苯乙烯（C)三种物质的合成物，又叫ABS树脂，所以ABS也就有这三种物质的共同性能，抗冲击，耐热，耐低温，综合性能好，价格便宜，用途广泛，ABS塑料无毒，无味，外观呈半透明或透明颗粒，在汽车上很多零件都是由ABS塑料制造的，在家用电器，办公机器上的零件也是由ABS制造。
其它类，代号7，包括亚克力，聚碳酸酯，聚乳酸等，这些塑料的特点就是不能在微波炉加热，不能高温消毒，不能直晒，因为这样有可能会释放双酚A，对人体会造成伤害等。
其实塑料发展到现在，远远不止上面这些，各种合成而来的塑料让人瞬间就懵了，你可能听过， PBT(与PET一起统称为热塑性聚酯) ，HIPS（抗冲击性聚苯乙烯，就是常说的工程塑料）， POM（聚甲醛热塑性结晶聚合物）， EVA(乙烯和醋酸共聚而成的) 等等等等，太多太多了，这里就不举例说明了。
你会发现还有很多塑料产品并没有标注辨识码，那怎么才能知道它们是什么塑料材质嘞？除了利用专业的仪器进行分析外，还有相对初级简单的辨识方法，当然这种方法只是参考，并不能完全确定塑料种类。
浮力测试，就是根据塑料的密度来分辨其材质，目前市场上常见的塑料在没有添加其它成分的情况时，密度都会在0.9~2.0g/cm3之间，水的密度正好在1g/cm3，在常见的塑料中只有PP和PE的密度小于1.0，所以放入水中能漂浮在水面上的就是PP和PE，其它塑料材质因为密度大于水则会沉入水底。
燃烧测试，如果要更清楚的分辨出各种塑料材质，可以通过烧烧来辨别，燃烧测试就是通过对各种塑料进行燃烧，在这个过程中观察所出现的特性和变化，进而判断出塑料的材质，观察的几个状态是，离开火源的状态，燃烧气味，火焰颜色，燃烧后的状态，易燃程度，燃烧测试完全是根据塑料的特效得出的结论，并不能作为辨别塑料的科学依据。
PET燃烧冒黑烟，有酸酸的味道
PP能一直燃烧，火焰为上黄下蓝，有一股蜡烛的味道
PS也能一直燃烧，火焰为黄色黑烟，燃烧后有碳末，有松油气味
ABS点燃后能快速持续燃烧，火焰为黄色黑烟，燃烧后软化无滴落，橡胶味很重
PC比较难烧，火拿走就会熄灭，火焰为小量黑烟，燃烧后软化起泡，无特殊气味；
PE 火焰为上黄下蓝，燃烧后软化滴落，有石蜡燃烧气味；（小时候烧过塑料袋吗，那种噗噗噗滴落的感觉没忘记吧，滴在手上那种疼还记得吗？）
PA不易燃烧，离开火源就熄灭，火焰为黄色灰白烟，燃烧后起泡滴落，有羊皮，指甲气味；
PVC不易燃烧，离开火源就熄灭，火焰为上蓝下绿有烟，燃烧后难软化，有刺激性酸味；（包装上的收缩膜，比较硬的那种就是PCV）
▼
随着人们对身体健康越来越重视，双酚A就经常出现在各种报道中，双酚A，也称BPA，白色晶体，主要用于制造环氧树脂和聚碳酸酯，也作为一种催化剂广泛用于塑料制品中，如水瓶，医疗器械，奶瓶等产品上，添加了双酚A能让塑料制品无色透明，提高韧性，轻巧，耐用等特性，经过研究发现，双酚A是一种低毒性化学物，经常接触能对人体，特别是对婴幼儿的健康造成伤害，现在中国和世界上很多国家，都规定禁止双酚A用于婴幼儿奶瓶，水瓶等产品上。
因为塑料的用途越来越多，所以全球的塑料产量也在不断增加，这些塑料大部分最后都变成垃圾，特别是一些一次性塑料产品，它们很大一部分并没有回收利用，最后会伤害动物，破坏地球环境。
▼
图片来源：pixabay
好在现在人们已经认识到它的危害，开始采取各种措施，如减少一次性塑料的使用，采用可以重复使用的替代品，利用一些生物来分解塑料，还有利用一些微生物将塑料的降解时间从上百年缩短至短短几天，塑料几乎无处不在，只有完全了解塑料，才能利用好塑料，同时也能降低塑料对地球的污染。
其实人们常说保护环境，保护地球，我的理解是，地球都46亿年了，什么大风大浪没经历过，还需要人类保护吗？不管是塑料还是垃圾，还是人类，都是地球的一部分，管你怎么折腾，怎么污染，就像地球表面有点皮炎一样，药膏一抹，完事了，病毒真菌消失了，地球还是地球！所以治理环境，减少污染，不是拯救地球，而是拯救人类。
更多机械，制造，原理 干货类文章，请关注我们的微信公众号 制造原理
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℃。