ABS是一種合膠,是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物,這三者的一般比例為20:30:50(熔點為175℃),其特性由三組份的配比及每一種組份的化學結構,物理形態控制,丙烯晴組分在ABS中表現的特性是耐熱性、耐化學性、剛性、抗拉強度,丁二烯的特性是抗衝擊強度,苯乙烯表現的特性是加工流動性、光澤性。這三組分的結合,優勢互補,使ABS樹脂具有優良的綜合性能。

目錄
1. 塑膠金字塔
2. ABS有哪些類型? 射出成型用的ABS應如何選用?
3. PMMA有哪些工藝特性?
4. ABS射出成型過程中應注意那些問題?
5. ABS射出成型工藝
☆   案例討論

 

1. 塑膠金字塔
塑膠按照使用途徑的不同能夠分為通用塑膠、工程塑料以及特種塑膠,工程塑料又包括通用工程塑料和特種工程塑料。通用塑膠即常見的聚乙烯、聚丙烯、ABS 等,技術相對成熟、使用十分廣泛。工程塑料具備相應的力學性能,主要在對塑膠要求更為苛刻的領域應用,用於替代金屬材料。特種塑膠是根據電子電工、航空航太、軍工等領域的要求而發展起來的一類綜合性能優異的結構型耐熱熱塑性工程塑料和耐熱聚合物。

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2. ABS有哪些類型? 射出成型用的ABS應如何選用?

  • (1)ABS的類型

由於ABS是 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物,在ABS中各組份賦予ABS不同的性能,並且隨各組分所佔的比例不同,ABS的性能隨之改變(圖2)。另外,在共聚物中不同助劑的加入,使ABS也會具有不同的性能,這使得ABS的品種、牌號非常多,性能也各異。
目前ABS樹脂品種主要有通用型、擠出型、高流動型、耐熱型、耐寒型、阻燃型和電鍍型等。

  • (2)射出成型用ABS的選用
  1. ABS射出成型時一般選用通用型ABS。通用型ABS無特殊添加劑和功能,產量大,流動性好(融體流動速率一般為1.5~10g/10min)。通用型ABS樹脂的品種和牌號較多,可根據橡膠含量和衝擊強度的高低,分為中抗衝擊型(橡膠含量8%~14%)、抗衝擊型(橡膠含量14~18%)和超高抗衝擊型(橡膠含量18%以上)。各種牌號的衝擊強度及其他性能有所不同,可滿足不同的用途,大多可用來射出成型各種機殼、汽車布建、電器零件、機械部件、冰箱內襯、燈具、家具、安全帽、雜品等。
  2. 耐寒型ABS比一般ABS具有更好的耐低溫性,耐低溫可達-60℃,並且有較高的衝擊強度,能在嚴寒地區和0℃以下的環境使用,一般用於要求耐寒性較高的射出部件。
  3. 阻燃型ABS的生產方法主要有兩種:一種是添加阻燃劑(如溴化物),但阻燃劑的加入往往導致ABS韌性下降;二是與難耐然樹脂共混,通長江ABS與PBC共混,共混後具有良好的阻燃性,可用於射出成形各種要求阻燃的部件和製品,如計算機、電信設備等零部件。
  4. 電鍍型ABS比通用型ABS與金屬鍍層有更高的結合力,是易於電鍍的塑料品種,電鍍後,可增加製品的美觀和裝飾性,降低線性膨脹係數,提高表面導熱性,導電性等。ABS電鍍部件可代替某些金屬,應用於射出成型各種汽車、電器儀表、裝潢、傢俱等方面的零部件。

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3. ABS的性能如何?
由於ABS組分複雜,不同組成的ABS在性能上差別較大,但通用型ABS一般都具有以下幾方面的性能。

  • (1)ABS的物理性能,ABS由於具有各組分所賦予的綜合性能,所以具有質硬、性剛且韌性等良好的力學性能,而且被廣泛地用於通用工程塑料。純淨的ABS樹脂呈淺象牙色、不透明,無毒,無謂,相對密度在1.05左右,溪水率為0.2%~0.7%。ABS燃燒緩慢,離火候繼續燃燒,火焰呈黃色,有黑煙、燃燒後塑料軟化、焦化、伴有橡膠燃燒氣味,無融滴落現象。
  • (2)ABS的受熱性能,ABS的受熱性一般,在1.86MPa壓力下的熱變形溫度在85℃左右,部件經熱處理後,熱變形溫度可提高10℃。ABS的使用溫度範圍為-40℃~85℃,最高一般不超過100℃。ABS的導熱率為0.16~0.29W/(m。K.),線膨脹係數為(6.2~9.5)*10^-5K^-1,其線膨脹係數在熱塑性塑料中屬於較小的品種,易得尺寸精度較高的製品。
  • (3)ABS的力學性能,ABS屬於硬而韌的熱塑性材料,ABS中的橡膠組分對外界衝擊能的吸收和對銀紋發展的抑制,使ABS具有良好的抗衝擊性。大多數ABS在-40℃時能具有一定的衝擊強度,表現出較好的低溫韌性。ABS還具有優良的耐蠕變性,ABS管材在承受7.2MPa載荷作用下,即使長達兩年時間,尺寸也不會發生明顯變化。
  • (4)ABS的耐化學品性能,ABS能耐水、無機鹽、鹼和稀酸,但不耐氧化性酸,如農硫酸和農硝酸;大多數烃類、醇類、礦物油、植物油等化學介質與ABS長期接觸時會引起應力開裂,但對無應力製品影響不大;酮、醛、酯及氯代烃會使ABS溶解或形成乳濁液。
  • (5)ABS的耐候性能,由於結構中有雙鍵存在,ABS樹脂的耐候性較差,在紫外線和熱、氧的作用下易發生氧化降解。例如,ABS製品在室外暴露於大氣中半年,其衝擊強度降低45%。一般來說,變硬、發脆是ABS在紫外線和熱、氧作用下發生老化的特徵。為了提高ABS的耐候性。常加入炭墨和酚類抗氧劑等提高耐候性。尤其是碳黑,成本低,穩定性效果好,是ABS常用的穩定劑兼著色劑。

4. ABS射出成型過程中應注意那些問題?
ABS不僅綜合力學性能優良、耐化學藥品性好,而且還具有良好的加工性能,成型時融體流動性好,部件的尺寸穩定性高、表面光澤性好。但ABS射出成型過程中應注意以下幾方面。

  • (1)ABS樹脂易於吸濕,吸水率在0.3%左右,有時表面吸水率可達0.8%,因而在成型前常需進行乾燥處理,使吸水率降低0.2%以下。生產中多採用帶有乾燥系統的加料裝置,也可採用循環鼓風乾燥烘箱,乾燥溫度為70~90℃,時間約為6h。使用乾燥後的樹脂可獲得表面高度光潔的部件。ABS的染色性好,根據需要可採用浮染法或色母染料法著色。
  • (2)ABS為無定形聚合物,無明顯熔點,黏流溫度在160℃左右,分解溫度達250℃以上,屬於成型加工性良好的材料。由於其牌號、品牌較多,因此,在射出成型時要根據所用物料的具體情況制定合適的成型工藝參數。
  • (3)ABS的熔體黏度適中,熔體的黏度對成型溫度和射出壓力都比較敏感。提高料管溫度和射出壓力,熔體黏度下降,流動性增加,有利於充模。
  • (4)ABS的成型收縮率較低,一般為0.4%~0.8%,可以制得尺寸精度較高的製品。另外,如果採用拋光或研磨光潔的模具來成型,部品具有高光澤且色彩豐富。
  • (5)成型後的部品通常可以不進行熱處理,如果部品需表面電鍍、噴塗等裝飾時,可在75~90℃下熱處理適當時間,以消除內應力,得到外觀完好的裝飾性製品。
  • (6)ABS材料表面的黏結力強,最適宜表面電鍍,電鍍部品的表面硬度、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕等提高,並且可增加美觀性。
  • (7)由於大分子中含有雙鍵,ABS的耐候性較差,紫外線可引起ABS變色。
  • (8)ABS加工性能良好,對射出機無特殊要求。在實際生產中大多採用螺桿式射出機,這樣可使物料塑化充份,部品質量好。射出灌嘴採用直通式。
  • (9)射出成型時部品壁厚通常取1.5~5.0mm,L/D在190左右;應盡量避免缺口與銳角,以防應立即中。模具設計時脫模斜度一般在1.0度左右;澆口厚度應大於製品壁厚的1/3;澆口位置不能再墊部表面處。

5. ABS射出成型工藝

  • (1)射出溫度(料管溫度),加工溫度不能超過250℃。一般來說,柱塞式射出機的料管溫度為180~230℃,螺桿式射出機的料管溫度為160~220℃,射嘴溫度在200℃左右。其中,耐熱級、電鍍級等品級樹脂的加工溫度可稍高些,而阻燃級、通用級、抗沖擊等,則加工溫度應取低些。。
  • (2)模具溫度,提高模具溫度有利於熔體充模,使部品的表面光潔度提高,內應力減小,同時也有利於電鍍性的改善,但部品的收縮率增加,成型周期延長。因此。對表面質量和性能要求比較高以及形狀複雜的部品,可採用加熱模具的方法,使模溫控制在60~70℃(可參考物性表內容去調整模具溫度)。
  • (3)射出壓力,射出壓力對選取與部品的壁厚、設備的類型及樹脂的品級等有關。對薄壁、長流程、小澆口的製品或耐熱級、阻燃級樹脂,要選取較高的射出壓力,為100~140MPa;對壁厚、大澆口的部品,射出壓力可低些,為70~100MPa。提高射出壓力雖有利於充模,但會使部品內應增加,並且易造成部品脫模困難或發生脫模損傷,因此,射出壓力不能太高。同樣,為減小內應力,保壓壓力也不能太高,通常控制在60~70MPa。
  • (4)射出速度,射出速度對ABS熔體的流動性有一定影響。射出速度慢,部品表面易出現波紋、熔接不良等缺陷;而射出速度快,充模迅速,則易出現排氣不良,部品表面光潔度差,並且ABS塑料會因摩擦熱增大而分解,使力學性能下降。因此,在生產中,除充模有困難時採用較高射出速度外,一般情況下一採用中低速。
  • (5)部品後處理,與其他塑料一樣,ABS部品也存在內應力,只是在一般情況下很少發生應力開裂。因此,當部品使用要求不高時,可不必進行熱處理;如果製品使用要求較高,則須將部品放入溫物70~80℃的熱空氣中,處理2~4h,然後緩慢冷卻至室溫。ABS部品內應力大小的檢驗方法為:將部品浸入冰醋酸中,5~15s內出現裂紋,則說明部品內應力大;而2min後無裂紋出現,則表明部品內應力小。

☆ 案例討論

  • 案例討論01

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  • 案例討論02

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