ABS树脂的性能及复合改性

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂是一种具有复杂二相结构的不透明的非晶型的热塑性工程塑料，由苯乙烯、丙烯腈、丁二烯３种组分按不同比例组成。20世纪70年代开始被大众认可并开始得到应用，20世纪90年代市场需求迅速发展。

目前，广泛应用于国内外市场，尤其是在建筑、家电、汽车等行业。

ABS树脂的性能

ABS树脂中3种不同组分分别表现出不同性能，常见的比例为ｗ(丁二烯)=10％～30％、w(苯乙烯)=30％～70％、w(丙烯腈)＝10％~30％。

３种组分的比例不同制备的ABS树脂性能也不同，各组分性质见图1。

图1 ABS组成和各组分性能

例如通过调整ABS中丙烯腈的含量来改善材料的耐热性和耐化学性能，但是相应的会影响ABS树脂的其他机械、加工性能。增韧橡胶相和苯乙烯丙烯腈树脂(SAN)相共同构成了ABS树脂，其中橡胶是分散相，SAN树脂相是连续相，接枝层是二者的界面。颗粒状橡胶分散于基体SAN树脂中，赋予ABS树脂优异的韧性、刚性、硬相均衡的力学性能，且具有较好的尺寸稳定性、耐化学药品性、表面光泽度和加工流动性能等优点。

ABS树脂力学性能、抗冲击性能优异，其他的一些性能也广泛应用于化学及工业的各个领域中，基本性能数据见表1。

表1 ABS基本性能数据表

ABS树脂的共混改性

1.无卤阻燃ABS复合材料

ABS树脂燃烧速率很快，并释放出大量的黑烟及有毒气体。添加卤素阻燃剂能明显提高极限氧指数(LOI)，但燃烧过程中会释放出剧毒的卤化氢气体。因此，如何高效地对ABS树脂进行无卤化阻燃改性，并减小对其力学性能的负面影响，是当前研究的热点问题。

王立春等采用磷/硅阻燃剂(SPDV)和有机蒙脱土(OMMT)为阻燃剂，通过熔融共混制备无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料。按照表2配方进行混合：

表2 无卤阻燃ABS复合材料的配方

制备方法如下：

将ABS树脂、阻燃剂和其他助剂依次加入高速混合机，先预混合5min，然后用双螺杆挤出机(温度210℃，螺杆转速300r/min)进行熔融共混挤出。通过平板硫化机模压成型得到测试样品。

实验结论如下：

随着SPDV添加量的增加，ABS复合材料的阻燃性能逐渐改善，OMMT的加入不仅提高了复合材料的阻燃性，同时降低了其生烟速率；当SPDV与OMMT并用时，ABS复合材料的阻燃效率更高，表现出阻燃协同作用，同时可以平衡阻燃ABS复合材料的塑性和强度，力学性能如下表3。

表3 无卤阻燃ABS复合材料的力学性能

2.利用无机纤维改性ABS

ABS良好的电绝缘性易产生静电，限制了它在探测设备、精密仪器外壳中的应用。研究具有优良抗静电性能的ABS材料，对拓宽 ABS的应用领域具有重要意义。

王平华等通过分子间π-π相互作用将石墨烯和丙烯腈相连，得到丙烯腈/石墨烯复合材料，再将此复合材料与ABS共混改性，结果显示在共混物中随着改性石墨烯含量的不断增加，其ABS的缺口冲击强度显示逐渐降低，并逐渐趋于平缓。

除此之外，ABS的弯曲强度和弯曲模量均表现为先减小后增大再减小的趋势，当改性石墨烯质量分数约为1.5％达到值，如图2。

图2 改性石墨烯用量对ABS力学性能的影响

3.加入抗菌剂与ABS共混

ABS材料在使用时不可避免地会暴露在外界环境中，有害微生物会对材料产生侵蚀，导致材料清洁困难，降低材料的卫生健康质量，威胁到人类的健康。因此，制备具有抗菌性能的ABS材料成为现阶段新的研究热点。

常用方法是将一定量抗菌剂添加到基体ABS中制得抗菌塑料，可以达到一定程度的微生物抑制效果。主要应用于冰箱内胆、洗衣机内桶、汽车仪表盘、电脑键盘、儿童玩具等方面。

谭绍早等将载银无机抗菌剂使用表面处理剂进行处理并与ABS载体树脂、助剂结合制得抗菌ABS母粒，对抗菌ABS塑料的变色性以及抗菌性进行测试。表4为抗菌母粒的添加量为4%的抗菌ABS料的广谱抗菌性能。

结果显示，随着抑制剂在抗菌母粒中的含量增长，ABS塑料的抗菌率逐渐增加，色差逐渐变小，当变色抑制剂的质量分数为2％，对ABS塑料的变色性和抗菌性的影响达到值，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率大于90％，表现出良好的抗菌性能；而抗菌母粒的添加达到4％[即W(抗菌剂)=1％]时，对２种菌类的抗菌率高于99％。

表4 抗菌ABS塑料的广普抗菌性能

总结

ABS树脂广泛应用于诸多领域，尤其是在电子、汽车等产业中都发挥着重要的作用。为增强其竞争力，扩展多方面用途，ABS树脂开始逐渐向精尖化、高性能方向发展。越来越多的耐候耐热、高流动、抗冲击、阻燃、电镀、抗震动阻尼、抗光标识等专用料应运而生，以市场为导向，不断创新，带动我国ABS产业不断向前发展。