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。
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
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