ABS 苯乙烯樹脂三元聚合物

英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene

ABS從本世紀(jì)40年代開始商業(yè)化，銷量逐年增長(zhǎng)，現(xiàn)已成為全球銷量最大的工程熱塑性塑料，僅美國的銷量就于1989年超過了12億磅。在大宗商品塑料與高性能工程熱塑性塑料之間，ABS占據(jù)了獨(dú)特的“過渡”聚合物的位置。

化學(xué)和性質(zhì)

ABS的多能性來自于它的三個(gè)單體結(jié)構(gòu)單元——丙烯睛、丁二烯和苯乙烯。每個(gè)組分都為最終聚合物提供了一套不同的有用的性能。丙烯睛主要提供了耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性；丁二烯提供了初度和沖擊強(qiáng)度；苯乙烯組分則為ABS提供了硬度和可加工性。 有三種生產(chǎn)工藝——乳液法、連續(xù)本體法或懸浮法，任一種工藝方法所制得的ABS原料中的苯乙烯含量均為50％甚至更高。通常至少兩種工藝結(jié)合使用，以使最終產(chǎn)物最佳化。ABS樹脂屬于兩相體系：苯乙烯一丙烯睛共聚物（SAN）為連續(xù)相，丁二烯衍生橡膠為彈性體分散相。 實(shí)際上還有少量苯乙烯和丙烯睛在丁二烯橡膠上發(fā)生共聚合反應(yīng)（接枝），本來不相容的硬SAN和橡膠相容起來。因此，人們可把ABS看作是第一個(gè)在商業(yè)上取得成功的聚合物合金之一。

改變?nèi)N單體A、B、S的比例，聚合物的分子量和橡膠相的形態(tài)就能有無限的ABS產(chǎn)品供選擇。例如，橡膠相的顆粒大小可以從小于0．1微米變到幾個(gè)微米。橡膠相內(nèi)平均顆粒大小和顆粒大小分布，對(duì)聚合物性能的整體均衡，包括強(qiáng)度、韌度和外觀有重要影響。大橡膠顆粒增加韌度而降低光滑度。

與分子量相關(guān)的硬相鏈長(zhǎng)度對(duì)ABS樹脂的性能也有顯著的影響。一般地，聚合物鏈越長(zhǎng)，強(qiáng)度性能（包括沖擊和延性）越高，而流動(dòng)性能越低。

最后，硬SAN相與橡膠相的比率將影響ABS樹脂的流動(dòng)性和抗沖擊性能之間的均衡，例如，橡膠含量的增加將提高ABS材料的沖擊強(qiáng)度和韌度，但通常以流動(dòng)性變差為代價(jià)。 流動(dòng)性能和抗沖擊性能之間的均衡是ABS材料的基本產(chǎn)品特征，這種特征將普通用途的ABS材料彼此區(qū)別開來。

合金及專用品

如果在聚合過程中加人更多種的單體，或者混入化學(xué)添加劑，或者與另一種塑料共混或形成合金，就可以進(jìn)一步拓寬以ABS為基礎(chǔ)的樹脂的性能范圍。

例如，在聚合過程中加入α一甲基苯乙烯或馬來酸酥，就能生產(chǎn)出具有較高熱變形溫度的以ABS為基礎(chǔ)的材料。使用甲基丙烯酸甲酯，能使硬相和橡膠相的折射指數(shù)相匹配，從而使材料具有透明度。

通常，ABS樹脂與添加劑在聚合過 程中作為最后一個(gè)工序進(jìn)行配料，或者作為分別的工序在擠壓或班伯里密煉機(jī)等熔體混合設(shè)備中進(jìn)行熔融配料。所用的典型添加劑能改進(jìn)耐紫外線性能和熱穩(wěn)定性、阻燃性和抗靜電性能。具有更高強(qiáng)度和硬度的增強(qiáng)型ABS已經(jīng)商業(yè)化。

ABS的一個(gè)有用的特點(diǎn)就是能與各種不同的聚合物形成一系列合金，這些合金具有超出傳統(tǒng)均衡性能的新的性能范圍。

最普通的是ABS－一聚碳酸酯(PC)合金，與基礎(chǔ)ABS三元共聚物相比，它表現(xiàn)出改進(jìn)了的抗沖擊性能（特別是在低溫下）和高耐熱性能。它們?cè)谄囀袌?chǎng)，如儀表面板和車 輪擋板等方面有很強(qiáng)的適用性。通過加入助劑，PC／ABS合金還能制成阻燃型材料，并已在商用機(jī)器市場(chǎng)上取得很大成功。阻燃型ABS材料的另一個(gè)商業(yè)化途徑是與PVC組成合金；PVC是具有阻燃性的材料。

ABS與一種結(jié)晶型聚合物組成合金，會(huì)具有更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。已商品化的有：ABSPBT（聚對(duì)苯二甲酸丁烯酯）合金和ABS尼龍合金，其目標(biāo)市場(chǎng)包括草坪和花園器具、汽車內(nèi)部材料、動(dòng)力工具殼體和化妝品包裝材料。

ABS合金的一個(gè)新系列，可以不需要化學(xué)添加劑或填料（炭或金屬），而顯示的“永久”的靜電消散性能。這種永久抗靜電性能是耐擦拭的，并對(duì)溫度相對(duì)敏感。

這些合金不風(fēng)化并有良好的著色能力，應(yīng)用目標(biāo)主要是材料加工領(lǐng)域。（要得到更多有關(guān)ABS合金的資料，請(qǐng)參見本書第5頁“合金和共混”一章）。

加工

ABS是無定形的熱塑塑料，它在一定溫度范圍內(nèi)軟化而不是突然熔化。ABS稍具吸濕性，在熔化加工前應(yīng)予以干燥。ABS通常以丸片形成出售，顏色為原色、預(yù)著色或混合色，也有以自然粉末形成出售。也可用濃縮色料來滿足最終用戶的精確要求。各種ABS材料都易于接受常用的二次加工處理，如機(jī)加工、粘合、緊固、電鍍、涂漆等。

ABS樹脂的一個(gè)基本長(zhǎng)處就是加工性能。ABS材料的加工操作條件范圍寬廣和具有良好的剪切稀化流動(dòng)特性。很多加工形式都可選用，包括注塑、擠塑、熱成型、結(jié)構(gòu)泡沫和吹塑。