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        丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)
        AB000

        丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS)

        ABS的英文全稱為Acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer。ABS樹脂是五大合成樹脂之一,是丙烯腈(ACRYLONITRILE)、丁二烯(BUTADIENE)、苯乙烯(STYRENE)三種單體的共聚物。丙烯腈能使聚合物擁有抗化學性、且具一定的表面硬度;丁二烯使聚合物具有橡膠韌性、耐沖擊性; 苯乙烯使聚合物呈現表面光澤及易加工性。由于兼具上述三種原料的均衡特性,故ABS被認為是目前應用最廣泛、產量最大的聚合物之一。

         

        表1:ABS基本屬性

        中文名

        ABS塑料

        英文名

        acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer

        化學名稱

        丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料

        產品特性

        抗沖擊性、耐熱性、耐低性等

        適用范圍

        機械、汽車、電子電器等

        CAS編號

        9003-56-9

         

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        圖1:ABS配方,各字母代表的含義


               A代表丙烯腈:丙烯腈提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學腐蝕的性質;與丁二烯共聚可制得丁腈橡膠,其具有良好的耐油性,耐寒性,耐磨性,和電絕緣性能,并且在大多數化學溶劑,陽光和熱作用下,性能比較穩定。丁腈橡膠中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五種。丙烯腈含量越多,耐油性越好,但耐寒性則相應下降。
               B代表丁二烯:為ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性、電性能,過多的丁二烯會降低樹脂的硬度、光澤及流動性;提高苯乙烯含量可增加強度,但伸長率降低,粘著性變差;苯乙烯含量為50%~70%的丁苯共聚物雖呈樹脂狀,但一般泛稱高苯乙烯橡膠;與苯乙烯共聚,可以制得丁苯橡膠,丁苯橡膠又包括:K樹脂、SBS、SBR等,具有很好的耐磨、耐熱、耐老化性能
               S代表苯乙烯:為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產品表面的光潔度;與丙烯腈共聚,是AS樹脂,AS樹脂是一種堅硬、透明的材料。苯乙烯成份越多,AS樹脂越堅硬、透明并易于加工;丙烯腈越高(AS)化學穩定性和熱穩定性越好。
        如果,100%苯乙烯共聚,則為聚苯乙烯,為另外的一種通用塑料。PS有極高的透明度,透光率可達90%以上,電絕緣性能好,易著色,加工流動性好,剛性及耐化學腐蝕性好等。

               正因為ABS的各組分擁有著不一樣的性能,所以當ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)將PAN、PB、PS統一起來的時候,就兼具了韌,硬,剛相均衡的優良力學性能與化學性能。當然隨著各組分含量、組合方式的不同,呈現出不一樣的ABS。

         

        發展歷史
               1947年,美國橡膠公司(USR)首先采用共混法實現了ABS樹脂的工業化生產。
               1954年,美國Borg-Warner(博格-華納)化學品公司將丙烯腈和苯乙烯在聚丁二烯膠乳中進行接枝聚合,制成了乳液接枝型ABS樹脂,并首先實現了工業化生產。
               此后,英國、法國、德國和日本等國紛紛引進ABS樹脂生產技術并建設工廠,并引進技術的基礎上開發出各自的ABS樹脂生產技術。
               60年代初,中國ABS樹脂的研制工作起步,隨著國民生活水平的提高,ABS生產技術的不斷改進和提高,產品成本不斷降低,產品品質不斷提高,ABS的需求量也隨之快速增長。

         

        材料分類
               由于ABS是由多個不同基礎聚合材料融合的結合體。依據不同類別應用需求,材料技術工程師開發了一系列不同特性的ABS,按照應用分類,可分為:通用級(包括各種抗沖級)、透明級、耐熱級、阻燃級 、電鍍級、結構發泡級和改性ABS等。

         

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        圖2:ABS原料粒子


        合成工藝
               ABS常見制備方法:主要有乳液聚合和本體法。
               1、乳液法:該制法是將丙烯腈與苯乙烯聚合成AS,然后在乳液狀態下與丁二烯聚合成ABS,此工藝助劑殘留較多,產品色澤偏黃,市場售產品多數是此法生產(LG、奇美、吉化、巴斯夫等)。
               2、本體法:連續本體法ABS生產工藝包括溶膠、預聚合、聚合、脫揮和造粒5個步驟。工藝優點:
        (1)生產連續化、工藝流程簡單
        (2)設備少、投資省、操作易
        (3)三廢少、污染少、節能、環保
        (4)產品品種切換方便
               目前美國DOW與中石化上海高橋是用此工藝。相對乳液聚合法生產的產品,本體法產品色澤較白,但光澤較差;加工溫度范圍較寬。

         

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        圖3:ABS本體法聚合工藝

         

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