丙烯腈一丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers）ABS

知识达人 · 发表于 2021-1-26 14:04:21

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简介

丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物，英文名：Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，简称ABS。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 ABS树脂是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。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。而且可与多种树脂配混成共混物。现在主要用于合金，塑料，以及ABS牌号。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名：Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，简称ABS。ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。 ABS树脂是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯的三元共聚物。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。而且可与多种树脂配混成共混物。主要用于合金，塑料，以及ABS牌号。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物在3类致癌物(国际癌症研究机构于2018年1月26日更新资料显示：3类致癌物为对人类是否致癌尚无足够证据确定)清单中 [1] 。
性能
ABS塑胶原料树脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构 [2] 。

成分结构
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·C4H6·C3H3N）x
，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%，乳液法ABS最常见的比例是A:B:S=22:17:61，而本体法ABS中B的比例往往较低，约为13%。ABS塑料的成型温度为180-250℃，但是最好不要超过240℃，此时树脂会有分解。

性能变化
随着三种成分比例的调整，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 [1] 。
物质性质
丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
该产品具有高强度、低重量的特点。不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。是常用的一种工程塑料。比重：1.05克/立方厘米、成型收缩率：0.4-0.7%、成型温度：200-240℃ 、干燥条件：80-90℃/2小时。
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树脂电镀可以在-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。

化学特点
（1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性,电性能良好。
（2）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。
（3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
（4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。

成型特性
1、无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90℃，3小时。
2、宜取高料温，高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270℃)。对精度较高的塑件，模温宜取50-60℃，对高光泽耐热塑件，模温宜取60-80℃。
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
5、强度较高，耐冲击能力强 [3] 。

主要用途

综述
ABS树脂是产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、同、酯和某些氯代烃中。
ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（丁二烯的特性）、耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能），且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。

ABS合金
ABS的性能介于通用塑料与工程塑料之间，其抗冲击性能良好，基本不具有缺口敏感性，流动性优良，价格较便宜，因此应用广泛。但其耐热性和耐候性差，力学性能不够理想，故导致其应用受限。ABS可以通过乳液接枝法、乳液掺混法、乳液本体聚合法和连续本体聚合法等多种聚合方法获得。

ABS板

PC和ABS的合金可以克服两种原料自身的缺点，发扬对方的优点，将两者共混后，其一可以提高ABS的耐热性、冲击和拉伸强度，其二可以降低聚碳酸酯熔体粘度，改善加工性能，降低了PC缺口敏感性，改善了PC应力开裂状况，降低了生产成本。特别是由于PC/ABS合金提供了更好的总体成本和优良的低温缺口冲击强度，使得PC/ABS合金得到迅速发展和应用，其发展速度超过了PC、ABS本身和PC的其它合金的发展速度。整体优越的耐热性、强度和加工性是PC/ABS合金得以迅速发展的原因，因此PC为连续相的PC/ABS合金具有更加广阔的应用市场。
PC/ABS合金的微观结构很复杂，其中兼有PC、SAN和接枝丁二烯橡胶三相。若PC含量较高，PC就成为连续相包围着SAN，SAN又包围接枝橡胶相，而接枝橡胶中又有可能包含SAN相。橡胶粒子在合金中作为应力集中中心而存在，受外力作用时它能诱发银纹和剪切带，而银纹和剪切带的产生与发展需要吸收能量，这两者产生越多，能量吸收越多，同时，橡胶粒子可抑制银纹增长并阻止银纹发展成为破坏性裂纹，故橡胶相的存在能提高材料的冲击强度。随合金中ABS含量增加，橡胶相含量也增加，合金的冲击强度也会因为前面述及的原因而上升；当ABS含量继续增加并超过50%时，共混体系的连续变成ABS，这一点不利于诱发剪切带，故导致冲击强度的下降。
选择PET为基体材料，ABS为增强材料，添加第三组分作为相容剂，以双螺杆挤出共混法或注塑成型法，制备出PET/ABS合金材料，ABS/PET 合金，能更广泛满足市场的需求。
PET与ABS是部分相容体系，对于不相容的合金获得优良综合性能的有效手段是改善界面相容性，已经有许多报道提出一些均聚物、嵌段共聚物或接枝聚合物都可以有效地用作高聚物相容剂。
也有研究者用熔融接枝方法制备了ABS-g-MMA反应型相容剂。用带有活性基团（羧基、酸酐和酯等）的乙烯基单体与ABS反应制备接枝共聚物，共混时活性基团能与PC所带的酯基发生化学反应形成化学键，达到增容目的。为保证共混合金的品质，实验中以甲基丙烯酸甲酯（MMA）为接枝单体制备出ABS-g-MMA相容剂，此相容剂应用到PET/ABS合金体系以后能使合金性能显著提高 [3] 。

生产技术

配方介绍
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成分
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成分说明
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ABS塑料
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; J" U& Z$ {& Y6 b6 L本体工艺从环保和投资的观点看本体法是最佳期的ABS生产工艺，本体工艺的主要缺点是所生产的产品有局限性，如在高抗冲产品的生产上有局限性。
本体工艺与乳液工艺不同，乳液工艺在水相中进行，反应体系粘度较低，传热较好，而在本体工艺生产ABS树脂时，为了粘度容易控制，对橡胶含量控制在15%以内，最多不超过20%，而且普通本体工艺生产的ABS树脂中橡胶粒子较大，因此表面光泽差。大部分本体工艺采用3-5个连续反应器串联的反应器体系，反应器可以是搅拌槽式、塔式、管式或组合式。本体工艺在改进产品上取得的主要进展有如下几点：
⑴控制橡胶粒径小于1.5μm，改进光泽度；
⑵控制橡胶粒径和形态，改进抗冲性；
⑶增加橡胶相中的夹附量；
⑷使橡胶的粒子呈双峰分布；
⑸优选引发剂类型和浓度等；
⑹引入第四单体改性：如引入α-**乙烯生产耐热ABS树脂。
上述二种ABS生产方法，对年产5万吨的生产装置在生产胶含量为15%（wt）的ABS树脂时，本体工艺和乳液接枝本体SAN掺合工艺的总可变成本相同，总的现金成本则本体工艺较低。如果为了生产抗冲性能好的高胶含量的ABS产品，本体法ABS生产者必须外购买橡胶接枝的浓缩物，或者自己生产这种浓缩物用于本体ABS共混，后者实际上已经将本体工艺转变为乳液接枝本体SAN掺合工艺。所以仅有少数公司采用连续本体工艺直接得到ABS树脂产品，大部分仍然采用乳液接枝本体SAN掺合法生产ABS树脂。
三、ABS的特点：
1、综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好。
2、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。
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。
ABS的主要应用
用途：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。
ABS是20世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，一般来说汽车、器具和电子电器是ABS树脂三大应用领域，然而不同地区和国家ABS树脂的消费结构存在很大差异，在汽车领域中美国和西欧的消费比较高，约占22-24%，日本占15%左右，远东地区仅占5%，在器具方面日本占27%，西欧占24%，美国占20%，在电子电器领域远东地区所占比例高达50%左右，日本西欧约占23-26%，美国仅占10%左右。此外日本在杂品方面的应用比例高达28%，美国在建筑建材方面应用比例占13-16%。ABS树脂可以注塑、挤出或热成型。

安全防护

待增加

茂名石化，英力士，LG，台塑，中石油，中石化，宁波乐金甬兴化工有限公司，镇江奇美化工有限公司，中石油吉林石化，浙石化，利华益维远化学股份有限公司，恒力石化，青岛中新华美塑料有限公司，镇江奇美有限公司，扬州市豫禾塑料业制品厂，盛禧奥聚合物（张家港）有限公司

补充内容

ABS牌号
9715A 吉化 16 用于汽车,家电,电子产品外壳配件,玩具,日用品等行业及产品。
　　0215A 吉化 20 用于汽车,家电,电子产品外壳配件,玩具,日用品等行业及产品。
　　750 大庆石化 4.5 具有易流动性,OA设备,杂货等。
　　301 兰化 1.3-2.3 适合于普通的各种机壳部件,家用电器,灯具,杂品。
　　510 辽宁华锦 2.5 用于汽车,家电,电子产品外壳配件,玩具,日用品等行业及产品。
　　757K 镇江奇美 4.2 电视机前壳，复印机外壳，电话机机壳，化妆品盒
　　707K 镇江奇美 1.9 电话机外壳，灯座，玩具，办公室用品，家电按钮。
　　757 台湾奇美 1.8 电视机前壳，复印机外壳，电话机机壳，化妆品盒
　　747原白台湾奇美 0.8 安全帽，摩托车档板，鞋后跟，雪地运动用品等
　　747磁白台湾奇美 1.2 超高强度,射出成型用。
　　777D 台湾奇美 6 超耐热性。
　　777B 台湾奇美 6.5 耐热性。
　　758 台湾奇美　透明性好
　　765B 台湾奇美 4.2 难燃性，耐光性，耐热性。
　　750 南韩锦湖 4.5 家电制品、汽车零件。
　　GP-22 巴斯夫 13-23 家电制品、汽车零件。
　　121H 韩国LG 20 真空吸尘器，搅拌机 [3] 。

待增加

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