ABS树脂

ABS树脂（Acrylonitrile, butadiene and styrene）是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。ABS树脂是一种淡黄色粘稠或颗粒状树脂，熔点为217°C ~ 237°C，热分解度为250°C，无毒、无味，低吸水性和优良的物理和机械性能、优异的耐磨性和尺寸稳定性。1946年，美国橡胶公司首次采用混合法生产ABS树脂。1954年，美国博格-华纳公司的子公司马邦公司最早采用乳液接枝法生产ABS树脂，使ABS树脂的生产得到了迅速发展。

ABS树脂可以通过接枝共聚来生产、机械混炼法。接枝共聚分为乳液接枝共聚和悬浮接枝共聚。生产出的ABS树脂可用于注塑成型、挤出、真空、吹塑辊压和其他成型方法加工成塑料。还可以用机械、粘接、涂层、采用真空蒸发等方法进行二次加工，满足各种需求。

ABS树脂性能优异，可用于汽车、家用电器、它广泛应用于玩具工业和其他领域，是一种用途广泛的热塑性工程塑料。同时，ABS树脂可作为3D打印的原材料，其打印产品具有良好的韧性、强度高等优点，但其缺点也很明显，印刷产品的收缩率较大且容易翘曲变形。

分子结构

ABS（Acrylonitrile, butadiene and styrene）在树脂中，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS 树脂是一种典型的三组分两相结构热塑性树脂，由苯乙烯和苯乙烯组成-丙烯腈共聚物，即 SAN 树脂，用作连续相和分散的聚丁二烯橡胶相。

空间结构

丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS）树脂的综合性能优异，主要是由于其微观“海-岛”结构，微米或纳米橡胶弹性体均匀分散在苯乙烯中-丙烯腈共聚物（SAN）在基体树脂中， ABS树脂具有良好的强度、韧性耐溶剂性等综合性能优异。

ABS 树脂含有不同的成分，丙烯腈含量为 103356%~30 %丁二烯含量为 %~30 %，苯乙烯含量为 503356%~70 %这三种成分赋予了它们独特的性质。其中，丙烯腈成分赋予树脂耐化学性、耐候性、 耐热性、硬度及拉伸强度；丁二烯成分赋予树脂韧性和耐低温性；苯乙烯成分赋予树脂优异的刚性、电性能、加工性能 和表面光泽等。

一般性能

ABS的外观是不透明的象牙色颗粒材料，其产品可以着色为各种颜色，它有90%的高光泽度。ABS与其他材料具有良好的粘附性，并且易于在表面上印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2一种易燃聚合物，有黄色火焰，黑烟，燃而不滴，有特殊的肉桂味。

力学性能

ABS具有优异的力学性能和优异的冲击强度，可以在极低的温度下使用。即使ABS产品受损，也只能是拉伸破坏而不是冲击破坏。ABS具有优异的耐磨性良好的尺寸稳定性和耐油性，可用于中等负荷和转速下的轴承。然而，ABS的弯曲强度和抗压强度在塑料中较差，并且ABS的机械性能受温度的影响很大。

热学性能

ABS的热变形温度为93 ~ 118°C，退火后产品可提高约10°C。ABS在-它在40°C时仍具有一定的韧性，可用于-在40 ~ 100摄氏度下使用。

电学性能

ABS具有良好的电绝缘性，几乎不受温度的影响、湿度和频率可以在大多数环境中使用。

耐化学药品性

ABS具有良好的耐化学性，除了浓氧化性酸外，它对各种酸都有抵抗力、碱、盐相对稳定，搭配各种食物、药物、长期接触精油不会引起任何变化。醇类、碳氢化合物对ABS没有溶解作用，只能使其在长期接触和使用中慢慢膨胀、酮、酯、极性溶剂如氯代烃能溶解它或与它形成乳液，冰醋酸、植物油会导致应力开裂。

耐候性

ABS分子链的丁二烯部分含有双键，双键中的π键更具活性（尤其是波长小于350纳米的紫外线）或热，这导致耐候性差。宏观上材料变脆，暴露在室外半年的ABS样品冲击强度可降低50%向ABS树脂中添加炭黑、产品表面的紫外线吸收剂涂层和电镀可提高耐候性。

加工性能

ABS是一种加工性能优良的热塑性塑料，可以用一般的加工方法进行加工。ABS的流动特性属于非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关，但对剪切速率更敏感。ABS树脂是一种无定形聚合物，可以注射成型、挤出成型法加工。此外，ABS树脂还可以在320 ~ 380°C下压延成片材，在200 ~ 215°C下吹塑成型。

ABS树脂的生产方法包括：共混法，共聚法。共聚分为悬浮接枝共聚和乳液接枝共聚。

共混法

ABS树脂采用共混法制备。选用原料的比例：丙烯腈-苯乙烯树脂80%左右、丁二烯-丙烯腈橡胶20%左右、硬脂酸丁酯1%具体流程：首先将转鼓加热至155 ~ 160°C，按上述比例将苯乙烯丙烯腈树脂辊压塑化，然后加入NBR并混合均匀。加入软化剂硬脂酸丁酯，反复混合，并拉动拉环、粉碎、染色造粒得到ABS树脂。共混法制造的ABS树脂质量差，长期使用后容易变质分层，且使用价格昂贵的丁腈橡胶，因此这种方法在国际上很少用于大规模生产。

共聚法

接枝共聚法也有两种，即悬浮法和乳液法。

悬浮法

以聚乙烯醇为分散剂进行接枝共聚。所选择的原料配比如下：苯乙烯约48%丙烯腈27%丁二烯25%偶氮二异丁腈（引发剂）( 0)5%聚乙烯醇（分散剂）( 0)4%生产流程：将溶有添加剂的苯乙烯和丙烯腈单体通过过滤器加入聚合釜中，搅拌。将温度升至75°C，保持恒温3小时，然后加入丁二烯。在75℃下继续反应7小时，然后将反应器中的压力降至1.5kg/Cm2，将温度升至100℃，并固化3小时。反应结束后，将制得的共聚物冷却出料洗涤脱水干燥，最终得到ABS树脂。

乳液法

以合成脂肪酸皂为乳化剂进行接枝共聚。乳液接枝共聚的原料配比如下：丁苯橡胶20%苯乙烯约55%丙烯腈25%十二烷基磺酸钠0.4%偶氮二异丁腈（引发剂）1%合成脂肪酸皂（乳化剂）1.5%水。

成型加工

ABS树脂具有良好的加工性能，可用于一般注塑成型、挤塑、压延、吹塑和其他加工方法、还可采用热成型、冷成型喷涂、电镀、焊接、热压、粘接等方法进行二次加工。

注塑成型

ABS树脂制品的壁厚通常为1.5~4.5mm之间。树脂的最大流动长度与产品壁厚之比约为190：1。对于需要电镀的产品，壁厚要稍厚，以增加镀层与产品表面的附着力。避免产品的尖角以防止应力集中，以及在拐角处、粗细接头等部位采用圆弧过渡。设计模具时，型芯部分沿脱模方向的脱模倾角为35°'0 ~ 1，空腔部分为40'~1°20'

ABS树脂的注射压力和树脂等级、设备的类型与产品的壁厚等因素有关。一般对薄壁、长流程、小门产品或阻燃等级、耐热树脂要求较高的注射压力，可达130～150兆帕；而厚壁、大型闸门产品只需要70 ~ 100兆帕。

注射速度对ABS树脂的熔体流动性有一定影响。当注射速度较慢时，产品表面会出现波纹、熔接不良等现象；注射速度快，充模快，但容易排气不畅、表观光洁度不佳、抗拉强度下降等。

吹塑成型

熔体指数为0.5~3.0g/10min ABS树脂可通过吹塑制成非容器大型部件。成型前，ABS树脂必须干燥，使其含水量小于400毫克/kg、确保型坯不起泡。挤压螺杆的压缩比为2.0~2.5，成型压力为490 ~ 98OkPa.成型温度为210 ~ 230°C，模具温度为60 ~ 80°C。选择较高的模具温度可以获得外观较好的产品。但它不应高于90℃，以防止产品变形。成型周期为2.5~4min。

二次加工

ABS树脂可以电镀、真空成型、冷冲成型、焊接、机械加工等二次加工。电镀级ABS树脂中丁二烯含量为18%~23%因此它对涂层具有很强的附着力。电镀工艺主要包括应力消除、除油、粗化、中和、还原或浸酸、敏化、活化、还原或解胶、化学镀电镀和其他步骤。

通用型

通用ABS树脂具有抗冲击性、耐油、耐低温（40°C）耐化学药品性、优异的机械强度和电气性能，加工尺寸稳定，表面光泽度好，不易上漆、着色等良好的综合性能，是一种用途极其广泛的热塑性工程塑料。

高耐热、超高耐热型

通过与具有高玻璃化转变温度的聚合物共混，或在接枝过程中加入聚合物以提高聚合物主链的刚性，可以获得高耐热性ABS、生产具有提高的玻璃化转变温度的单体的方法。目前耐热ABS树脂的热变形温度一般可达115°C，超高耐热ABS树脂可达125°C以上。超高耐热ABS树脂是指汽车内外部件、器具外壳、电子电器元件等领域已进入实际应用阶段。

抗冲击型

高抗冲ABS由大颗粒制成（3~1μm）和小粒径聚1-丁烯（PB）与丙烯腈按一定比例混合（AN）苯乙烯（SI）接枝后与AS树脂共混，可获得高冲击强度的ABS树脂。将粒径小接枝率高的胶乳与粒径大接枝率低的胶乳共混，也可以提高ABS树脂的抗冲击性能、光泽和加工性。

增强级型

ABS通行证和不同类型、通过采用不同的高含量玻璃纤维混合技术，开发了多种高刚性ABS树脂。玻璃纤维增强ABS的刚性提高了2~3倍，柔韧性提高了3倍，蠕变性也有所提高、疲劳强度也增加了，屈服强度和弹性模量与金属相似。

耐候型

ABS树脂中的顺丁橡胶成分含有双键，可以在光照下使用、在氧气等作用下容易老化。ABS树脂中的顺丁橡胶改为乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶，这两种橡胶相具有高饱和度和很少的剩余氧化点，因此得到接枝共聚物AES、ASA具有高耐候性。虽然AES和ASA聚合物的耐候性优于ABS树脂，但为了具有长期稳定的室外耐化学辐射性能，必须加入一些稳定剂如紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂。耐候ABS树脂的主要用途包括：帐篷、游泳池配件、游乐型车等。

阻燃型

办公通讯设备、用于电子电器等领域的ABS树脂对阻燃性有严格的要求。阻燃ABS树脂通常通过添加卤化物阻燃剂来生产常用的卤化物阻燃剂有：五溴二苯醒、八溴联苯、三溴三苯基乙烷、三苯酚卤代磷酸酯、四溴双酚A、有气味的环氧树脂化合物等。

透明型

普通ABS树脂不透明是因为橡胶成分和树脂成分的折射率不同，光通过大于光波长的橡胶颗粒时会发生折射和散射。为了使ABS树脂制品透明，必须使用粒径更小的橡胶相，橡胶相和树脂相的折射率要相近。透明ABS树脂可以由苯乙烯制成、苯乙烯接枝丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶（SIBR）这里使用的橡胶分散相的折射率必须非常接近连续相的折射率。生产透明ABS树脂的另一种方法是混合甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-用聚二烯接枝的丙烯腈共聚物必须具有相同的折射率，所用聚丁二烯橡胶的粒径必须太小，不能反射可见光。

ABS树脂具有良好的综合性能，其产品应用广泛。如应用在机械、电气、纺织、汽车制造、飞机制造、造船工业和农业机械、日常用品、儿童玩具等等。以代替金属、木材和其他工业材料，以降低成本、增强使用性能、减轻重量又能起到很好的装饰作用。

电气工业

ABS树脂具有良好的电绝缘性能，可满足电气行业通用的要求，可作为电信设备和电机的应用材料。由ABS树脂制成的电话外壳、听柄、口耳承、指孔盘、手持话筒、手柄、手柄垫等经使用证明，性能良好，质感强，美观耐用。ABS树脂对制冷剂具有耐腐蚀性，并且无毒、它无气味且耐低温，因此非常适合制作冰箱、冷冻汽车、电冰箱、冰箱上的许多零件和产品。此外，ABS树脂也适用于制造吸尘器、洗衣机、电风扇、理发用吹风机及其他电动搅拌器、烘干机的外壳和零件等。

汽车工业

ABS树脂具有良好的尺寸稳定性机械强度变化和化学性能可以用来单独制造形状复杂的零件，也可以用来与其他塑料和金属制造复合材料部件，代替金属材料。例如有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等。在发达国家，平均每辆汽车的塑料消耗量约为200kg，约占整车总重量的20%在汽车塑料中，ABS树脂约占总塑料用量的10%

航空工业

作为一种新型航空材料，ABS树脂已应用于飞机，取代了飞机上使用的金属板。ABS树脂，成型工艺简单，无需加工和精制即可在表面压制出美丽的图案，适用于机舱内部的装饰板等装饰材料。同时它的韧性高、冲击强度好，粘接或铆接部分不会出现疲劳开裂等问题，作为理想的航空材料受到重视。

建材工业

20世纪50年代发展起来的塑料建筑材料已经成为第二钢、木材、仅次于水泥的第四类建筑材料。塑料建材的优点是重量轻耐腐蚀不生锈导热系数低绝缘性好不结垢易着色施工安装维修和生产方便、安装和维护能耗低。ABS树脂在建材行业的应用主要是在管材方面、卫生洁具、装饰板等领域。

打印工业

ABS树脂因其良好的热熔性和易挤出性而成为FDM印刷中使用的第一种聚合物耗材，并且仍然是FDM最常用的成型材料之一，具有稳定的印刷工艺、该产品具有高强度和高韧性的优点。

ABS树脂

美国Stratasys公司为FDM开发了多种ABS改性材料。ABS-Plus是一种特殊的3D打印材料，具有良好的环境稳定性、低收缩率和吸水率；ABS-M30层间结合能力强，可打印功能性零件。ABS-M30i是一种生物相容性3D打印材料，广泛应用于医疗领域、制药和食品包装行业。