ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物, 作為綜合性能非常卓越的塑料品種之一,ABS一方面市場應用在持續拓展,另一方面,通過新品種的開發和技術改性及合金研究,它日趨成為第六大工程塑料,尤其是通過改性,ABS衍生出更多的新品種。它可與多種樹脂配混成合金,類別多、應用廣,是主要改性塑料。
ABS物理特性
ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂,無毒、無味、吸水率低,具有優良的綜合物理機械性能,如優秀的電性能、抗磨,尺寸穩定性、耐化學性和表面光澤等,且容易加工成型。缺點是耐候性,耐高溫差,且易燃。
ABS塑料力學性能
ABS有優秀的力學性能,其沖擊強度極好,能在很低的溫度下使用;ABS的抗磨優秀,尺寸性能穩定,又具有耐油性,適用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。
ABS的應用范圍
高光澤ABS用于吸塵器,電扇、空調器、電話機等家用電器制品,靠控制ABS中橡膠粒徑R+(較小)來達到,低光澤ABS用于儀表盤、儀表罩、柱狀物等汽車內飾件,用填加粗填料方式使表面微觀收縮,降低表面光澤。
ABS的類別及特性
防火(阻燃)級ABS
ABS屬于易燃材料,根據UL94標準屬于HB級別。ABS著火時燃燒速度快,并放出大量毒氣和黑煙,不利于實際應用。隨著科技進步和生活質量的提高,人們安全意識愈來愈強,國內外對汽車、建筑、家用電器、辦公用品等方面使用的塑料材料提出了嚴格的防火阻燃要求,制定了相應的技術標準與規范,因此阻燃ABS的研究也就具有了相當重要的意義。
降低ABS樹脂燃燒性主要包括三個途徑:
1、使用阻燃性聚合物與ABS共混,如CPE、PVC;
2、對已有的ABS進行化學改性,如加入三溴苯乙烯作為第四單體制備四組分的ABS;
3、通過通用的方式想ABS中加入阻燃劑,包括無機阻燃劑(如MoO3)和有機阻燃劑(如鹵素化合物、磷類阻燃劑)。阻燃型具有高效的阻燃作用,但它的他性質可能不好(如老化、成本高)。化學改性ABS需要特定的生產過程,工藝更復雜,第三種方式在成本和性能之間獲得了平衡,并且在設計多功能材料方面更有有靈活性。目前,ABS材料的阻燃改性以添加高效含鹵阻燃劑為主。
耐熱(耐高溫)級ABS
耐熱ABS樹脂的熱變形溫度一般在90~105℃,具有優良的耐高溫、韌性和流動性。適用于汽車門、后輪罩內板、面板等制作,使用在家用電器領域,如微波爐、電飯煲、電吹風等。ABS耐高溫可通過降低橡膠含量、增加SAN分子量和丙烯晴含量而提高,但采用添加耐熱單體或耐熱助劑開發耐熱級ABS的方式更受人們的重視。在ABS樹脂中引入α-甲基苯乙烯(MS)、馬來酸酐
(MA)和馬來酰亞胺(MI)可提高ABS的耐高溫。
其途徑主要包括兩類:
1、將MS、MI等作為第三單體與苯乙烯、丙烯晴共聚,增加基體樹脂剛性,提高其Tg 。MA與AN的共聚物比相同AN含量的SAN耐高溫好,其維卡軟化溫度分別為123℃和103℃。二者的耐化學性和物理特性類似,生產方式亦可通用。基于MS的材料顏色比基于苯乙烯的材料黃。實際生產時,MS僅部分取代苯乙烯,獲得SMSAN共聚物。取代比重取決于耐高溫的要求。
2、把耐高溫很不錯的苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)或苯乙烯-馬來酰亞胺共聚物(SMI)作為共混物組分加入到ABS樹脂中。SMA的維卡軟化點溫度達到150℃。但是,SMA在更高溫度是不穩定。會釋放二氧化碳,因此務必釋放是其保持充分穩定并在260℃一下可加工,否則制件會有放射紋形成。在SMA中加入1%的受阻酚抗氧劑和硫酯協效劑可讓其穩定。SMI可應用在需要大于SMA和MS所能所可提供耐高溫的場合。苯乙烯與MI共聚的生產工藝與SAN相同。SMA與氨或胺反應而亞酰胺化,亦可制備SMI。SMI高溫時耐高溫好,不形成放射紋。
防靜電級ABS
SAN的電阻性能應AN極性性質而較PS略有降低,但仍具有充分的絕緣性。ABS的表面靜電荷在加工、運輸、使用中引起吸附塵土、脫模困難、靜電放電等問題。因此,ABS制品需要具有一定導電性,以預防內部放電,甚至可以屏蔽外部對精密電子元件的電磁干擾。添加防靜電劑可預防靜電荷形成或消失靜電荷,是制備防靜電級ABS的主要方式。
防靜電劑能在ABS加工之前或加工的過程中添加。
根據添加方式,防靜電劑的類別如下:
(1) 外防靜電劑,以水或醇溶液的形式涂覆于ABS制品的表面,zui經常使用的是季銨鹽。季銨鹽可降低制件表面電阻,但在制件使用、清潔等過程中易被去除,因此廣泛使用在預防顯示器部件積灰等短期用途。
(2) 內防靜電劑,在ABS加工時添加,添加量少(0.1%~3%),和ABS一定程度的相容。內防靜電劑分為遷移性防靜電劑和永久性防靜電劑,遷移性防靜電劑為離子型或非離子型表面活性劑,疏水部分與ABS有限相容,親水部分在ABS內部遷移至表面后可吸附水增加表面導電性。表面的防靜電劑去除后,內部的防靜電劑仍可持續遷移至表面,直至全部耗盡,因此使用的時間較外靜電劑長。永久性防靜電劑避免發生遷移,包括導電性高的填料(如炭黑、金屬涂覆的碳纖維、不銹鋼絲)、親水性復合材料(如聚氧乙烯共聚物)和導電復合材料(如聚丙烯晴、聚噻吩)。其中,親水性復合材料低,主要使用在辦公自動化設備。導電填料不適合于注明顏色、透明度的用途以及電子領域。
在相同的配方條件下, 共混設備和共混工藝及注塑工藝等生產條件對zui終產品性能都有較大的影響, 如混合溫度、停留時長、螺桿轉速、擠出產量、注塑溫度、模具溫度等都會顯著影響zui終產品的性能。
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