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ABS樹脂的特性概述

作者:admin    添加時間:2013-07-10 10:10:17    瀏覽量:11296

ABS是HIPS的自然衍生物。PS中添加了聚丁二烯類橡膠后,其抗沖性能得到了提高,然而,其他性能,如拉伸強度和彎曲強度卻降低了,并失去了透明性。其耐化學性和表面硬度也受影響。HIPS中添加丙烯腈后形成的ABS在上述受影響的性能上得到了顯著改善。因此,苯乙烯、丁二烯、丙烯腈單體賦予了ABS特性如下:

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表1

組分

苯乙烯

丁二烯

丙烯腈

特性

光澤

韌性

耐熱

剛性

抗沖擊性

耐化學性

易加工性

低溫沖擊性

拉伸強度

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1、物理性能

ABS樹脂有兩個基本特性:①優良的韌性;②搞機械強度。其抗沖擊性能來自橡膠成分;其強度來自基體樹脂部分。ABS樹脂具有與SAN和PS相近抗應力特性,又具有HIPS和PB屈服形變的特性。優異的綜合性能是ABS樹脂成為用途廣泛的樹脂。ABS樹脂特性可概括如下:

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①適中的價格;

②易加工;

③良好的韌性、剛性和力學性能結合性;

④可著色性好;

⑤良好的尺寸穩定性;

⑥無毒;

⑦良好的抗水性;

⑧優異的耐化學試劑特性

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如上所述,適中的價格是ABS樹脂特性之一。ABS價格遠比熱塑性樹脂低;在工程熱塑性樹脂中,與PET、PMMA相當,比PC、PA、PPE、sPS等低。與大部分熱塑性樹脂比,ABS產量是最高的。

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1、1抗沖擊性能和熱性能

ABS不僅有價格優勢,而且常溫和低溫抗沖擊性能明顯比HIPS高,與PC組成的PC/A?BS合金常溫和低溫抗沖擊性能以及耐熱性能大幅提升,特別是PC/ABS合金大幅地改善了PC低溫抗沖擊性能機器可加工性。

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下表中列出了幾類ABS樹脂的物理和力學性能,表中類別可按照韌性(中抗沖和高抗沖)、耐熱、阻燃、高模量分成四類。

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表2 - ABS樹脂性能

項目

ASTM方法

中抗沖

高抗沖

耐熱

阻燃

高模量①

LZOD缺口沖擊強度/(J/m)

D256

160-270

270-530

75-300

140-320

50-150

拉伸屈服強度/MPa

D638

35-50

35-45

35-60

35-45

63-95

斷裂伸長率/%

D638

20-40

25-80

10-60

10-30

2-5

彎曲屈服強度/MPa

D790

55-75

50-75

55-90

55-75

95-160

彎曲模量/GPa

D790

2-3

1.5-2.5

2-3

2.0-2.5

4-9

熱變形溫度(1825kPa)/℃

D648

75-90

75-85

90-110

70-80

95-105

維卡軟化點/℃

D1525

100-110

95-105

110-125

85-100

100-110

洛氏硬度

D785

100-115

80-110

105-115

95-105

110-115

注:①填充10%-30玻纖

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1、2電性能

介電強度是不導電或不被電擊穿情況下材料能承受的最高電壓。其數值越大,材料絕緣性越好。體積電阻率是衡量單位體積材料在指定溫度和濕度下阻止導電的能力。ABS吸水率比PC稍大,僅次于尼龍。與PS對比可見,丙烯腈的加入使得SAN和ABS吸水性增加。ABS介電強度因品級而定。

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1、3流變特性

ABS的多相結構決定了其結構和性能關系的特殊性。ABS流變行為與其結構密不可分。在高剪切速率下,其熔體粘度主要由SAN基體樹脂相組分和分子量決定,模量曲線與純SAN一致,橡膠顆粒形態和含量不影響熔體的黏度-溫度關系。與之相反,在低形變速率下,ABS長時間松弛譜受橡膠顆粒間相互作用的影響。因此,低剪切速率下,ABS流變行為類似于網狀交聯橡膠;但是,剪切力可以打破這種網狀結構。

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1、4光澤

ABS制品的光澤度可以達到從很低的啞光級(<10%)(60%Garden)>95%的高光澤。制品光澤度與樹脂專用品級、模具或拋光壓輥表面有關。低光澤制品一般是采用含大量橡膠微區或小粒徑橡膠顆粒粘連呈聚集體的ABS或添加消光劑。本體法工藝生產的ABS中橡膠顆粒大,制品光澤度低。

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1、5橡膠顆粒特性

ABS中橡膠顆粒特性是與其生產工藝密切相關的。乳液法ABS中橡膠可以在0.5μm一下,本體法ABS中橡膠顆粒明顯比乳液法的大,且明顯有包埋SAN的現象。因此,橡膠種類、含量、顆粒大小及其分布不同使ABS樹脂品種、應用呈現多樣式。

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2、化學性能

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2、1耐化學特性

耐化學特性與材料具體使用環境和方式有關。它是指材料的抗溶劑能力,溶劑可能會引起材料膨脹、應力開裂或化學反應。氰基的存在使ABS與烴類溶劑、礦物油、素菜油、蠟以及家用和商用材料的相互作用力減弱。作為家用制品材料,ABS具有優異的耐顏色污染特性,如咖啡、葡萄汁、牛血。與其他聚合物材料相同,ABS與化學試劑接觸會發生應力開裂。注塑成型條件對ABS耐化學特性有較大的影響。這種影響和其品級有關。本體法和乳液法ABS耐化學試劑特性基本相同,兩者在冰醋酸中軟化。

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試劑

本體法ABS

乳液法ABS

HIPS

煤油

100

100

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錠子油

100

100

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甲醇

86

89

100

乙醇

99

99

98

丙烯醇/正庚烷(1:1)

98

98

89

異丙醇/鄰二甲苯(1:1)

100

99

99

鄰苯二甲酸二辛酯

100

99

99

生菜油

99

100

100

乙基乙二醇

100

99

100

檸檬油

91

100

溶解

潤滑油

100

99

100

冰醋酸

軟化

軟化

98

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2、2加工穩定性

高溫注塑成型時橡膠顆粒的聚集是形貌變化的明顯特征。物理作用,如取向和模塑會導致內應力,對制品力學性能產生影響。因此,加工參數的合理選擇和控制對優化模塑件性能是至關重要的。添加抗氧劑有助于加工時保持材料物理性能。

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一定加工條件下,制品外觀變化是以顏色變化、光澤度變化和表面缺陷為特征。擠塑、模塑時降低溫度可以使變色程度降至最低。表面缺陷的形成往往與沿熔體流動方向牽伸有關,還與濕氣、包裹的空氣、氣態降解物質有關。合理的干燥步驟可以克服濕氣引發的表面缺陷。

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2、3熱氧化穩定性

ABS中橡膠(PB和/或SBR)相比SAN更易氧化,會因氧化而交聯變脆,使ABS抗沖擊性能下降。SAN接枝物會因氧化而從橡膠顆粒上脫落,使ABS抗沖擊性能下降。兩外。著色劑對ABS抗氧性能有不利的影響??寡鮿┛梢悦黠@改善ABS抗氧穩定性。

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2、4光氧化穩定性

除熱氧化穩定性,橡膠相同時還面臨著光氧化穩定性的問題。光氧化降解一般發生在制品的外層。光輻射導致的制品顏色泛黃與橡膠相和SAN基體樹脂相中有色基團形成有關。添加光穩定劑、找色劑、保護性涂層和涂膜都是保護戶外應用制品的有效手段。

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2、5阻燃型

ABS阻燃型是借助添加含阻燃劑和氧化銻或采用與PVC或PC組成合金的方法獲得。比較新的方法是將含溴的化合物接枝在聚合物上實現阻燃。

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