关于ABS树脂的几个基础问题

本项目研究了以下ABS树脂的基础问题： 1、大粒径聚丁二烯橡胶粒子的形成机理 合成聚丁二烯胶乳（在工业界简称PBL）是制备ABS树脂的第一步，PBL的粒径尺寸和交联度直接决定ABS树脂的性能，因此可以认为PBL是ABS树脂的基础。研究得到如下结论：聚丁二烯乳胶粒子并不是在聚合过程中逐渐由小变大，而是首先生成无数小粒子，然后再由多个小粒子合并成一个大粒子，这种成长方式叫做聚并式增长。聚并增长方式可以用来制备单分散高固含量（60wt%）大尺寸（50-650nm）的稳定聚合物胶乳；粒子的聚并程度受体系单体浓度和电解质浓度的双重影响，即高的单体浓度和电解质浓度有利于乳胶粒子的聚并；粒子聚并成核与增长可以分成两个阶段，第一阶段是粒子聚集形成粒子簇的过程；第二阶段是粒子簇聚并成稳定粒子的过程。这项研究的意义是找到一种简单的方法制备大粒径高固含量PBL胶乳，大大简化了ABS树脂的生产工艺。 2、橡胶粒子的尺寸和分散形态与增韧效果之间的关系 采用乳液聚合技术合成了一系列不同核壳比的核壳结构PB-g-PS橡胶粒子，用其与PS树脂共混，制备增韧PS/PB-g-PS。发现橡胶粒子的尺寸大小对缺口冲击强度有严重影响，当橡胶粒子的尺寸为300nm时，PS/PB-g-PS共混物的冲击强度是橡胶粒子的尺寸为100nm时的2倍。研究发现如果橡胶粒子的分散状态特别好，呈完全分散状态时，增韧效果并不理想；而当橡胶粒子聚集成簇（cluster）时，增韧效果最好。当聚集成簇时，能够引发树脂基体产生更多的银纹。这项研究的意义是找到了提高ABS树脂冲击强度的新途径。 3、基体树脂的链缠结密度与增韧机理之间的关系 选取聚氯乙烯/丙烯腈α-甲基苯乙烯共聚物（PVC/α-MSAN）相容共混物为增韧对象，用PB-g-SAN橡胶粒子对其进行增韧，研究基体树脂的链缠结密度与增韧机理之间的关系。研究发现，当基体树脂的链缠结密度较低时，银纹是唯一的增韧机理；随着基体树脂的链缠结密度的增加，银纹、空洞化、剪切屈服同时发生；当基体树脂的链缠结密度继续增加，只发生空洞化和剪切屈服，并且冲击强度也随之增加。这项研究的意义是让人们知道增韧效果不仅取决于橡胶相的增韧能力，树脂本身的性质也起着决定性作用。为了获得冲击强度高的ABS树脂共混物，应设法提高基体的链缠结密度。

ABS树脂从一个老塑料品种发展到今天，其微观结构已经与当初有很大不同，很多基础性问题需要研究。本项目将在前期工作已经观察到ABS树脂塑性形变区内部发生空洞化，塑性形变区边缘产生多重银纹，塑性形变样品表面产生空洞成串等多种不同现象的基础上，深入分析塑性形变过程，提出能够指导当今ABS树脂新发展的ABS树脂增韧机理。本项目从橡胶粒子的空洞化能力影响ABS树脂增韧机理的角度出发，提出了通过降低交联度来提高橡胶粒子空洞化能力，进而促进剪切屈服的研究思路。本项目首次从基础研究的角度关注ABS树脂的断裂伸长率，研究断裂伸长率与形变机理之间的联系。ABS树脂的一些细微结构，例如接枝率和接枝链的长度，对性能有很大影响，国内外学术界对这类问题研究较少，本项目将利用长期积累的ABS合成方面技术优势，深入研究ABS树脂的一些细微结构与产品性能之间的关系，为制备高性能ABS树脂提供理论支持。

ABS树脂是五大合成塑料（树脂）之一，ABS的中文名称为聚合物，第一次被发现在第二次世界大战爆发年。

阻燃ABS树脂具有良好的抗冲击性和耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

阻燃ABS树脂在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。阻燃ABS塑胶不透明，一般呈浅黄色（浅象牙色），但是可以通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。

以ABS树脂为基材，添加高热稳定阻燃剂、添加剂等，经混合、熔融塑炼造粒包装成产品。为白色粒料，具有较高的机械强度，良好的阻燃性和优异的流动性，制品收缩性小，外观光洁且有一定的涂饰性。拉伸强度40MPa，弯曲强度65MPa，热变形温度89℃，阻燃性uL-94，V-O级。用于电视机阻燃前框，及其他各种阻燃电器零部件。

科研人员选择合适的膨胀型阻燃剂并对其改性，使之与纳米黏土匹配，产生协同效应。在达到预期阻燃级别的前提下，低成本纳米黏土的加入可减少阻燃剂的用量。另外，通过纳米黏土和阻燃剂的表面处理，添加增容剂、加工改性剂等方法，解决了纳米黏土/膨胀型复合阻燃体系与ABS基体的相容性问题；采用纳米黏土高分散工艺方法，可防止纳米黏土团聚，并清除它与添加助剂间的相互干扰，最大程度地发挥协同作用，使之在低添加量下即可获得良好的效果。 2100433B

耐热ABS

耐热ABS应用ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。

耐热ABS加工ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似；ABS的流动特性属非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度81~87℃，时间2~4h；对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度72~86℃，时间17~18h。ABS制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于72~82℃的热风循环干燥箱内2~4h，再冷却至室温即可。

耐热ABS性能ABS在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度，有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品性和良好的电气绝缘性。它不透明，一般呈浅象牙色，能通过着色而制成具有高度光泽的其它任何色泽制品，电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级ABS不透水、燃烧缓慢，燃烧时软化，火焰呈黄色、有黑烟，最后烧焦、有特殊气味，但无熔融滴落，可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工，ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为82~91C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度：211~281C；建议温度：248C。模具温度：26…72C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：501~1000bar。注射速度：中高速度。