搜索
5ABSABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的高聚物，也可看作是改性的聚苯乙烯，是一种性能优异的工程塑料，其合成线路为：乳液法生产，即通过对橡胶粒度、分布、交联度等来制得各种品级的ABS。也可用乳液法制得的ABS接枝体，再和悬浮法或本体法制得的苯乙烯一丙烯腈共聚物(简写SAN)进行掺混，从而制得各种ABS。本体法是新发展起来的ABS工艺，其特点是橡胶颗粒在树脂中的分散性较好，不需要乳化剂，后处理工序简单。最近又发展为连续本体法聚合ABS树脂，该法可减少能源消耗，对三废处理有利。一般ABS中，A、B、S三种成分所占的比例为：25％～30％、25％～30％、40％～50％。其平均分子量在1万～10万。ABS树脂是在树脂的连续相中，分散着橡胶相的聚合物，A和S具有耐老化腐蚀、硬度、刚性和流动性好的塑料方面性质，而B具有弹性和耐冲击强度好的橡胶方面性质。因此，橡胶组分多时，ABS的冲击强度高、伸长率大、拉伸强度低、硬度低、耐热性低、流动性和成型加工性降低，尤其是耐气候性剧烈下降。5．1基本性质ABS为无毒、无味、粉状或粒状，密度为1．08～1．2克／立方厘米、吸湿性小于1％、收缩率为0．4％～O．9％、布氏硬度m9．7，洛氏硬度R62～118。一般ABS拉伸强度35～50兆帕，缺口冲击强度10～40千焦／平方米、低温时缺口冲击强度为7～20千焦／平方米，抗弯强度28～70兆帕，抗蠕变性、耐摩擦性良好。一般ABS热变形温度为93℃，耐热级可达115℃，脆化温度为一27℃，若提高丁二烯含量，则脆化温度还可降为一70℃，ABS制品使用温度范围一40～100℃。～强的热稳定性差，在250℃时易产生有毒性挥发性物质，所以加工后应清理料筒。ABS易燃、无自熄性。化学性能良好，易溶予酮、醛、酯、氯化烃类，如甲苯、醋酸乙酯等。染色性及电镀性能好。电绝缘性能好。耐气候性差，这是由于丁二烯中含有双键，在紫外线作用下，易被氧化降解。如在室外暴露半年，其冲击强度下降45％。ABS的成型加工性能良好。在成型前，ABS料应在80℃下，干燥4小时。一般注射级ABS料。物料温度可控制在200～240'C，模具温度为60～80℃，而一般挤出级ABS，料温可低些，为160～195℃。ABS熔体黏度较高。采用渐变型螺杆较好，流道中浇口应大一些。ABS可进行冷加工、冲压成型。5．2改性ABS尽管ABS性能比较优良，但目前开发高性能化、高功能化的ABS仍在蓬勃发展，开发方向主要朝着以下几方面：①阻燃方面如用PVC与之共辊，提高耐燃性。②耐候性方面如将ABS中的丁二烯橡胶换成乙丙胶，或三元乙丙胶，来提高耐气候性。③超高耐热性方面目标是耐热120℃以上的品级。④超高光泽性或消光性方面如开发像喷涂制品那样外观品级的ABS，即超高光泽性。也有为避免刺激操作人员的眼睛，对某些微型计算机采用消光性ABS级。⑧高冈0性方面如用不同的玻璃纤维，进行增强ABS，来提高制品的刚性。上述ABS品种，主要用改性的方法来实现。一是用化学改性法，即通过共聚或接枝，引入第四组分，或置换某一组分。另外用物理改性法，即通过填充、共混、增强改性的方法。再者是添加功能性助剂，来赋予ABS某一指定性能。5．2．1化学改性法为提高ABS的耐气候性，去掉丁二烯橡胶组分，换成其他不带双键的树脂，如AES树脂，是用乙烯+丙烯．二烯烃三元共聚物(即三元乙丙胶)替代丁二烯，其耐候性可提高4～8倍，其他性能也很优越。另AAS树脂，是用丙烯酸酯弹性体，替代丁二烯，其抗紫外线稳定性高于ABS，韧性、流动性也很好。另ACS树脂，是用氯化聚乙烯替代丁二烯，除耐候性提高外，阻燃性能也得到了提高。该树脂主要用注射法加工，加工温度低于ABS，为190～210℃。有时为制备透明级ABS，在聚合时加进甲基丙烯酸甲酯单体，这样可降低树脂相的折光率，使透明度提高，达到88％，而雾度降为5％左右。有时为制备耐热级ABS，采用a甲基苯乙烯替代ABS中原来的苯乙烯单体，其耐热性可以提高。目前又有用N．苯基马来酰亚胺作为第四组分与ABS中三组分共聚，其热变形温度可达125℃以E。5．2．2物理改性法①填充改性用超细碳酸钙填充ABS，提高硬度、降低材料成本。有时添加填料是为了消光。②增强改性用玻璃纤维进行增强，玻璃纤维含量为10％或20％，增强后的ABS，其拉伸强度、弯曲强度、挠曲强度能增加2～3倍，热变形温度能提高10～15℃，性能接近金属，故可在其表面涂覆各种金属。③共混改性如与PVC共}昆，可提高阻燃性，同时降低材料成本；与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)共混，是利用PBT的结晶性和ABS的非结晶性，可提高尺寸稳定性、耐药品性、成型加工性等；与尼龙共混，也是一种结晶和非结晶的共混物，其冲击强度提高显著；与聚碳酸酯共混，各项性能指标改善不少，用途广泛；与热塑性聚氨酯共混，可提高其耐磨性、韧性和低温柔顺性；与有机玻璃共混，可提高其透明性和表面硬度；与聚砜共混，可提高流动性、冲击强度，并有自熄性；与特定交联结构的某些共聚物共混，可制成消光级ABS；还有与EVA共混；与EVA／PP三元共混等。5．3应用举例ABS挤出板分普通单层板、双阶段挤出机ABS板、多层复合板共挤出ABS板等。普通单层板的料筒采用两段式，第一段呈锥形并带有沟槽，第二段与常规料筒一样。螺杆有用长径比为33：1的四段式排气螺杆，前部加有静态混合器。螺杆直径100毫米、螺杆转速50～100转／分，出料口口模厚度：大于片材尺寸的5％～10％，三辊压光辊筒间隙：小于片材厚度的3％～5％，辊温80～10012。挤出温度：200℃、220。C、230℃、240℃。ABS板可用于家用电器、卫生洁具、手提箱类、建筑顶板、化工储槽、隔舱板等。双阶段挤出机相当于一台长径比非常大的单螺杆挤出机、一阶、二阶的连结分为丁字联结、平行联结两种。机身温度、螺杆转速、机头压力、两阶不相同，分别调节。树脂配比：除用新料外，还可掺进20％～30％的再生料。ABS多层共挤复合板，如ABS／PS／ABS，中间为聚苯乙烯板，或PMMA／ABS／PMMA，两头用有机玻璃板，中间为ABS板。共挤设备一般有排气装置，螺杆长径比大些，33：1，螺杆材质渗氮处理，机筒加热设6个温度段控制，用三辊压光机，每个料斗独立配置干燥装置。再生料用量应在30％以内，过量会引起挤出波动。色母料不应超过5％。6聚苯乙烯聚苯乙烯(简写PS)的世界产量仅次于PE、PVC、PP居第四位，后来高抗冲级的PS产生(简写HIPS)，就拓宽了PS的用途范围。ABS也可以看作是PS的又一改性大品种。PS的生产工艺路线，大体可分为本体聚合法、悬浮聚合法两大类，而连续本体法主要生产HIPS。悬浮聚合法，又可细分为高温悬浮聚合和低温悬浮聚合，高温悬浮聚合法常生产通用级PS；而低温悬浮聚合法，主要生产粗粒PS。粗粒PS主要用于生产可发性聚苯乙烯(EPS)。EPS的生产工艺主要有：一步法和二步法。6．1基本性质PS为无定形、非极性线性高聚物。由于在分子链上有苯环取代基，分子的不对称性增加，内旋转受到限制，为此，呈现刚性，性脆。玻璃化温度较高，为80-100*C，分子量一般在5万～20万。PS的密度为1．054克／立方厘米，为无色透明粒状热塑性树脂。PS的热性能与分子量大小、单体低聚物、杂质含量有关，例如含单体5％，软化点下降30C，PS热变形温度为70-90C，脆化温度一30℃，软化点90℃，导热系数低，制品的最高使用温度为60～80℃。PS有良好的化学稳定性，它能溶解于苯、四氯化碳、甲苯、氯仿、除丙酮以外的酮类、酯类等。能耐一般酸、碱、盐的腐蚀。PS的透光率很好，达88％～92％，透光性仅次于有机玻璃，折光率为1．59～1．60。PS有优良的电绝缘性能，一般不受温度、湿度的影响。PS的力学性能，除冲击强度较低外，其他拉伸强度、弯曲强度等都较好。PS与合成橡胶类，如丁苯胶、顺丁胶、异戊胶、丁腈胶，以及醋酸纤维素都有较好的相容性。PS耐气候性较差，易产生交联降解。PS的成型加工特征如下：PS的吸水率很低，只有0．02％～0．06％，所以在加工前，可以不干燥。又其比热较PE低，所以塑化效率高，在模具中固化快，成型周期短。PS收缩率低，只有0．4％～0．7％，对模制品影响不大。PS在加工中，最大的问题是在制品中存在着一定的内应力，在成型中一定注意这个问题，清除内应力除调节工艺参数、模具结构等之外，还可将制品进行后处理以消除内应力，如将其置于60～80℃热水浴中或烘箱中，“退火”处理1～3小时。PS主要应用于光学玻璃及仪器、灯罩、包装材料、电气零件，其发泡塑料可作绝热材料、快餐盒等。生产PS泡沫塑料有三种方法：一是用可发性PS生产，即将粗PS珠粒在加温、加压条件下，把低沸点的溶剂渗透到珠粒中，使之溶胀，制成EPS，然后再予发泡、熟化、发泡成制品。二是用乳液法聚合的PS为原料，与发泡剂混合，加热、加压使之生成毛坯，然后加热发泡成型。三是一步挤出成型法，这是一种较为先进的方法。即把PS树脂、发泡剂、成核剂加进第一级挤出机中，再从第二级挤出机的机头缝隙中挤出，经冷却定型后成为产品。其主要产品为片材、板材、发泡网、发泡膜等。PS原料的熔体流动速率最好为1．5～2．5。发泡剂氟利昂含水量要低，必须小于10×10～，氟利昂的注入量由产品密度决定。另外，由于氯氟烃类物质对地球表面臭氧层有破坏作用，因此常用丁烷等取代氟利昂类物质。成核剂可用滑石粉，粒径要细，大于325目；必须干燥；最好将成核剂与PS先制成母料，这样产品质量均匀。第一级挤出机的机身温度可逐渐提高，第二级挤出机各段温度趋于一致，以尽量稳定为好。冷却定型温度应小于50℃，可使制品表面光亮、平滑。6．2改性聚苯乙烯①AAS是苯乙烯单体与丙烯腈、丙烯酸酯进行三元共聚而成。@AS是苯乙烯单体与丙烯腈共聚而成，其中丙烯腈含量为20％～35％，也有写作SAN。该共聚物提高了软化点，改善了耐化学性和耐应力开裂性，仍基本保持了透明度。③MBS．是苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯、丁二烯三元的共聚产物。它可以单独作为一种树脂使用，也可作为PVC的增韧剂。@HS称之高苯乙烯，也有人写成AS，它是由苯乙烯和丁二烯共聚而成。若其中苯乙烯含量在45％～70％者，称为高苯乙烯橡胶，若苯乙烯含量在70％以上者，称之高苯乙烯塑料。HS可以和塑6．2改性聚苯乙烯料、橡胶进行共混改性。⑤sBS也是由苯乙烯和丁二烯共聚而成，不过这是一种嵌段共聚法，采用逐步加成和偶合法生产的，其分为两种结构，一种是星型；另一种是线型。SBS是一种热塑性弹性体，不需硫化即具有高弹性和高强度，可以采用热塑性塑料的成型加工设备和工艺进行加工。⑥RPS称作反应性聚苯乙烯，也有人叫做活性聚苯乙烯，它是用活性嚼唑啉功能基沿PS主链改性的一种结晶型高聚物，其功能基含量为1％。在熔融温度下，RPS可以和胺类、酸酐、羟基、环氧、硫醇及酚式羟基进行反应，反应时无副产物，易控制，可用双螺杆挤出机进行配料加工。例如RPS和HDPE进行共混，两者比例为35：65，制得的产物与ABS相似，但抗氟化物性能却比ABS高3倍，低温冲击强度、耐溶剂性、耐候性均很好，适于作电冰箱衬里。如用RPS制造共挤复合膜时，可以省去增黏层，从而简化设备，降低成本。又例如将RPS和聚苯醚共混，然后再加入乙烯一丙烯酸共聚物(EAA)，该三元共混物具有良好的性能。6．3应用举例实例SBS改性的应用SES具有串联结构的塑性段和弹性段两种嵌段，PS在大分子的两端，聚丁二烯在中间为软段，呈现高弹性。如SBS增韧PS，SBS添加量为25％，SBS选用线型结构，其中S：B=40：60，充油量0％，门尼黏度160。星型SBS效果稍差。SBS用量增加，共混物的各向异性程度也增大。共混时应延长混炼时间或采用二次混炼工艺较好，这样有利于两相间的均匀混合，若为提高共混物的加工流动性，可选用充油性的SBS(如充油量为33％的线型或星型SBS)。SBS增韧LDPE，一般SBS添加量为10％时，抗冲击强度能提高50％。SBS增韧HDPE，SBS掺人量为5％时，抗冲