ABS樹(shù)脂(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物,ABS是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母縮寫(xiě))是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。
結(jié)構(gòu)
ABS樹(shù)脂是丙烯腈(Acrylonitrile)、1,3-丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫(xiě)為(C8H8·C4H6·C3H3N)x,但實(shí)際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-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%,最常見(jiàn)的比例是A:B:S=20:30:50,此時(shí)ABS樹(shù)脂熔點(diǎn)為175℃。
隨著三種成分比例的調(diào)整,樹(shù)脂的物理性能會(huì)有一定的變化:
1,3-丁二烯為ABS樹(shù)脂提供低溫延展性和抗沖擊性,但是過(guò)多的丁二烯會(huì)降低樹(shù)脂的硬度、光澤及流動(dòng)性;
丙烯腈為ABS樹(shù)脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學(xué)腐蝕的性質(zhì);
苯乙烯為ABS樹(shù)脂提供硬度、加工的流動(dòng)性及產(chǎn)品表面的光潔度。
性質(zhì)
ABS樹(shù)脂是微黃色固體,有一定的韌性,密度約為1.04~1.06g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng),也可在一定程度上耐受有機(jī)溶劑溶解。
ABS樹(shù)脂可以在-25℃~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常,而且有很好的成型性,加工出的產(chǎn)品表面光潔,易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品。常見(jiàn)的樂(lè)高積木就是ABS制品。
ABS樹(shù)脂可與多種樹(shù)脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,產(chǎn)生新性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域,如:將ABS樹(shù)脂和PMMA混合,可制造出透明ABS樹(shù)脂。
生產(chǎn)
ABS有兩種主要的工業(yè)生產(chǎn)方法:
將丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)與聚丁二烯(B)混合,或這將兩種膠乳混合后再共聚;
在聚丁二烯膠乳中加入丙烯腈及苯乙烯單體進(jìn)行接枝共聚。
生產(chǎn)1公斤ABS樹(shù)脂需要的原料和能源大約相當(dāng)于生產(chǎn)2公斤石油。
奇美實(shí)業(yè)是世界上最大的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)商,其在臺(tái)南及鎮(zhèn)江的工廠每年大約生產(chǎn)130萬(wàn)噸ABS樹(shù)脂。其他主要的ABS樹(shù)脂生產(chǎn)廠商包括:拜耳化工、LG化學(xué)、GE塑料、巴斯夫及陶氏化工等。
結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和應(yīng)用在ABS樹(shù)脂中,橡膠顆粒呈分散相,分散于SAN樹(shù)脂連續(xù)相中。當(dāng)受沖擊時(shí),交聯(lián)的橡膠顆粒承受并吸收這種能量,使應(yīng)力分散,從而阻止裂口發(fā)展,以此提高抗撕性能。
接枝共聚合的目的在于改進(jìn)橡膠粒表面與樹(shù)脂相的兼容性和粘合力。這與游離SAN樹(shù)脂的多少和接枝在橡膠主鏈上的SAN樹(shù)脂組成有關(guān)。這兩種樹(shù)脂中丙烯腈含量之差不宜太大,否則兼容性不好,會(huì)導(dǎo)致橡膠與樹(shù)脂界面的龜裂。
ABS樹(shù)脂可用注塑、擠出、真空、吹塑及輥壓等成型法加工為塑料,還可用機(jī)械、粘合、涂層、真空蒸著等法進(jìn)行二次加工。由于其綜合性能優(yōu)良,用途比較廣泛,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、堿、鹽及化學(xué)試劑等性能良好,并具有可電鍍性,鍍上金屬層后有光澤好、比重輕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),可用來(lái)代替某些金屬。還可合成自熄型和耐熱型等許多品種,以適應(yīng)各種用途。
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