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ABS合金专题—工程塑料网

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ABS性能
      ABS树脂的化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。淡黄色不透明粒状物，无臭、无味、无毒、吸水率低。具有坚韧、质硬、刚性的特点，且耐热、耐冲击、表面硬度高，尺寸稳定、耐化学性和耐表面光泽等。且易于加工成型。缺点是耐候性、耐热性差，且易燃。 相对密度1.05。软化温度＞90 ℃，热变形温度87-93℃(1.82MPa)，低温-40℃仍有相当的冲击强度。使用温度-40～100℃。耐候性持别是耐紫外线性能较差，室外使用时容易老化。吸水性低，24h为0.2~0.3％。水、无机盐、碱、酸类、醇类、动植物油对ABS几乎无影响。
ABS常见的加工问题
      ABS喂料比较容易，但对金属表面有很强的亲和力，能牢固地粘附在螺杆根部和螺棱表面。另外，ABS(含苯乙烯嵌段)和其他含苯乙烯的混合物通常都需要排气加工。加工ABS的螺杆应该进行表面镀铬处理，而且螺杆头部和尾部都应采取较大的半径。
ABS合金介绍
      塑料合金是利用物理共混或化学接枝的方法，对现有的塑料进行改性，使之实现高性能化、功能化、专用化。塑料合金产品可广泛用于汽车、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域。它能改善或提高现有塑料的性能并降低成本，已成为塑料工业中最为活跃的领域之一，增长十分迅速。
      ABS合金常见的就是PC/ABS合金和 PA/ABS合金。
      本专题重点介绍PC/ABS合金和PA/ABS合金，还有其它ABS/PBT合金、ABS/PVC合金等。
PC/ABS合金
PC/ABS合金介绍
      PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能，一方面可以提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度，另一方面可以降低PC成本和熔体粘度，提高流动性，改善加工性能，减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。可用于成型大面积或薄壁长流程制品。广泛应用于机械零件、电器部件、帽盔及生产汽车车身等要求兼有优良抗冲击性和刚性的制品。如汽车内外部件、家电（电视、电话机等）、电脑及周边设备、办公自动化设备外壳、通讯器材等多个领域。
      选用不同类型的ABS树脂与聚碳酸酯形成的PC/ABS合金，能得到适用于不同领域所需的材料。
国内外研究开发概况
      国外研究概况：近期美国Dow化学公司、GE公司、三井东压化学公司开发了无卤阻燃PC/ABS合金，可用于办公设备、个人电脑，预计今后将以20%的幅度增加。
      国内研究概况：高桥公司化工厂与复旦大学合作承担耐热ABS/PC合金的研究。
共混比例与力学性能的关系
      拉伸强度分析：随着ABS百分含量的增多而减小，处于PC和ABS之间，近似服从加和性。
      冲击强度分析：随ABS百分含量变化呈类似正弦曲线变化，增容剂PVC加入量不同，曲线的极值点位置亦不同。PC质量分数在50%左右有极小值，当PC质量分数高于50%以上，冲击强度迅速增加。
      熔体指数分析：随着ABS的加入量的增大，PC／ABS塑料合金的熔体指数不断增大。降低合金的熔体粘度，可以提高其流动性及其加工性能。
      热变形温度分析：随PC含量的增加而上升而有一个S形曲线。
      增韧机理分析：随ABS含量的增加，因裂纹效应和剪切带效应作用的不同，它们之间相互诱发、歧化、削弱、终止的协同效应使缺口冲击强度与组分间出现复杂的关系，因而ABS能明显增韧PC／ABS体系。
      相容剂的作用：相容剂的加入量对拉伸强度的影响不很大，但却能明显地改变其冲击强度，少量的相容剂及适当的配比能得到性能较佳的PC／ABS塑料合金。近年来ABS/PC开发的核心是相容化技术，PC与ABS的相溶性由ABS中丁二烯的含量决定。适用于ABS与PC掺混的相容剂有PVC、聚矾、聚烯烃、丙烯酸醋一甲基丙烯酸醋共聚物、LLDPE,SMA(苯乙烯马来酸醉共聚物)环氧乙烷一环氧丙烷嵌段共聚物等。
加工工艺
     ABS/PC加工性能优于PC，可用于注塑法、挤塑法成型加工，并可进行二次表面加工和电镀。
     用螺杆或注塑式成型机械进行加工：
    成型温度220~250℃；
    模具温度80℃左右；
    成型加工前物料应在10士5℃鼓风烘箱中干燥10h以上(料层厚度<2.5cm)。
原料干燥条件
ABS/PC注射成型条件
ABS/PC原料挤出造粒条件
融接缝强度的研究
      改善接缝强度有两种方法，一是通过控制PC和ABS的组成和ABS的结构。二是加入第三组分或相容剂。
PA/ABS合金
性能和应用
      PA/ABS是聚酰胺(PA)树脂和ABS树脂的合金。根据独自的相容化技术将本来非相容的两树脂合金化。使之既具有PA的耐冲击性，耐化学药品性等，又具有ABS树脂的韧性、刚性、良成形性、二次加工性等特征。该合金广泛用于汽车和电子领域。同时，由于能降低由PA树脂的吸水特性的尺寸变化，物性变化等关系、要求尺寸精度的成形品也可能被应用。此外具有热变形温度比PA高，以及维卡软化温度较高等特点，因而成为制造汽车车身壳板等汽车部件的理想材料。
发展状况
      PA/ABS合金具有冲击强度高、热稳定性和抗化学腐蚀性优良、减震和吸声性能较好等特点，在汽车等方面的应用日益广泛，此前国内市场多为进口产品。山东道恩经过一年多研发，使PA/ABS合金在简支梁缺口冲击、悬臂梁缺口冲击、热变形温度以及刚性等性能方面有了重大突破，目前处于国内领先水平。与巴斯夫PA/ABS合金NM-11、NM-19、NMX-04相比，该产品部分性能已经达到其指标，可以在部分应用中替代国外产品。
      国外部分PA/ABS合金生产厂家及其商品牌号和性能
性能研究
      1、PA/ABS合金的增容改性：PA、ABS是热力学不相容的，简单的共混导致两相界面张力很大，从而造成力学性能较差。因此要获得有实用价值的PA/ABS合金，必须进行形态控制和界面改性。 PA/ABS中常用的增容剂是苯乙烯与马来酸醉的接枝共聚物(S-g-MA其中马来酸酐含量12%)。在共混物中S-g-MA的用量为2%-8%。共混物的混炼温度为260℃。PA-6/ABS共混物中S-g-MA变量，不同共混比共混物的性能变化值如表1所示。
      2、PA对PA/ABS合金性能的的影响
      3、ABS对PA/ABS合金性能的的影响
      4、加工工艺对PA/ABS合金性能的的影响
PVC/ABS合金
PVC/ABS介绍
      PVC/ABS共混物具有较好的加工性和抗冲击性，较好的耐腐蚀性，但共混物具有较差的耐候性，热稳定性及透明性。
共混原理
      ABS是三元共聚的，各个单体成分在PVC合金中的作用都不一样，而且各个单体含量的不同，可以构成不同的改性剂。1）苯乙烯的作用主要是调节体系的粘度和加工性。2）丙烯腈的作用是强极性和刚性，与PVC的相容性都靠丙烯腈的含量，根据相容性的原理，ABS与PVC是半相容的，所以丙烯腈在28％以上的产品（当然20％以上就可以了）与PVC的相容更加好。40％以上的丙烯腈更好，不过这时候刚性太大，加工不容易了。3）丁二烯主要提供低温物理性能和柔性，经常有高胶的ABS用于PVC的片材等的增韧。
性能研究
      体系相容性研究：PVC/ABS共混物不需要相容剂就可以直接作合金。不过加入相容剂可以改善PVC与ABS的相容程度。
      ABS的A相就是丙烯腈，溶解度参数与PVC非常接近，所以可以直接作合金。而且，ABS中的A相越高，两者越可以成为均一的相。丙烯腈一般在20％以上与PVC的相容性就很好了。不过丙烯腈太高，刚性太大，加工会有些困难。
      共混比例与力学性能的关系：
      应力应变分析：PVC/ABS（60/40）共混物具有最高的应力。PVC/ABS共混物共混比与应力应变关系，如图1所示。
      冲击强度分析：共混物中ABS的橡胶(丁二烯)增量，共混物冲击强度明显地增大。共混物中ABS含量越大，橡胶的增量使冲击强度增加的越大。PVC/ABS共混物中ABS橡胶含量对冲击强度影响，如图2所示。
      拉伸性能分析：不同共混比的PVC/ABS(ABS中橡胶含量25%)共混物，它的屈服强度屈服伸长率及拉伸模量，如表1所示。
      PVC/ABS（50/50）共混物中ABS不同组成共混物性能变化如表2所示
      不同共混比的PVC/ABS共混物拉伸强度、冲击强度与共混比关系，如图3所示。
PBT/ABS合金
PBT/ABS介绍
性能研究
    ABS/PBT合金充分利用了PBT的结晶性和ABS的非结晶性特征，材料具有优良的成型性、加工流动性、尺寸稳定性、极高的冲击强度和耐药品性，缺口冲击强度较PBT大大提高。
     PBT的性能特点
      1、体系相容性研究：用PBT去改性不同牌号的ABS,在不加相容剂的情况下,也能得到较好性能的ABS/PBT合金,但其合金性能受加工条件的影响较大.用相容剂对ABS/PBT合金增容后,能显著提高其性能,且合金体体系相分散好,形态结构稳定.加入弹性体对ABS/PBT合金体系增韧,弹性体与相容剂协同增韧,在一定程度上克服了增韧对材料拉伸强度等性能造成的损失,起到了优化材料性能的目的.因此ABS/PBT合金研制的关键之一是添加合适的相容剂。PBT/ABS共混物所用的增容剂为苯乙烯-丙烯睛-甲基丙烯酸缩水甘油酯(S-AN-GMA)。共混物的混炼温度250℃。以S-AN-GMA为相容剂时，PBT/ABS共混物中S-AN-GMA增容剂与不同共混比的性能变化如表1所示。
      2、形态与性能的关系：ABS/PBT合金的性能不仅依赖于组分的相对比例及分布，还依赖于ABS接枝橡胶粉中橡胶相的粒径、形态结构、相对分子质量及其中丙烯腈的含量。
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