ABS樹脂——指聚丁二烯橡膠與苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物。
A:丙烯腈,提供耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性
B:丁二烯,提供韌性和抗沖性
S:苯乙烯,賦予剛性和易加工性
1)接枝反應(yīng)的同時,苯乙烯和丙烯腈會發(fā)生共聚生成游離的SAN(丙烯腈和苯乙烯共聚物),實(shí)際得到的是接枝共聚物和SAN的混合物,商業(yè)上通常稱為ABS樹脂。
2)其具有復(fù)雜的二相結(jié)構(gòu):i)分散相——橡膠;ii)連續(xù)相——SAN,橡膠以顆粒狀,分散在基體樹脂中,由于橡膠的存在,使ABS樹脂具有更優(yōu)異的性能,尤其是抗沖性能提高幾倍甚至十幾倍。
3)改變3種組分之間或的比例,按其配料組成的不同,ABS樹脂可分為通用型,中抗沖型,高抗沖型,耐低溫抗沖型,耐熱型,阻燃型,透明型,耐候型等品種。
ABS樹脂是微黃色固體,有一定的韌性,密度約為1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng),也可在一定程度上耐受有機(jī)溶劑溶解。
ABS樹脂可以在-25℃~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常,而且有很好的成型性,加工出的產(chǎn)品表面光潔,易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS制品。
ABS樹脂可與多種樹脂配混成共混物,如PC/ABS、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等,產(chǎn)生新性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域,如:將ABS樹脂和PMMA混合,可制造出透明ABS樹脂。
乳液接枝摻混法合成ABS樹脂
主要流程:
1.乳液接枝主干膠乳合成
種類:聚丁二烯膠乳(PBL) *有較好的耐寒性
丁苯膠乳(SBRL) 有助改善樹脂的流動性
丙烯酸酯膠乳(ARL)
丁腈膠乳(NBRL) 可提高樹脂耐油性
聚丁二烯膠乳與丁苯膠乳的混合膠乳
注:選擇膠乳品種的重要因素是橡膠的Tg和δ
制ABS多用橡膠Tg低(一般為-40℃以下)的膠乳
主要單體:1,3-丁二烯;苯乙烯;丙烯腈;甲基丙烯酸甲酯
輔助原料:乳化劑;分子量調(diào)節(jié)劑;分散劑;引發(fā)劑;
終止劑;抗氧劑;凝聚劑
2.乳液接枝聚合
——指在主干聚合物上聚合其他可聚合單體,使其作用側(cè)鏈化學(xué)結(jié)合在主干聚合物上的過程。
聚合機(jī)理:
①聚丁二烯鏈上的雙鍵受自由基攻擊,形成接
枝點(diǎn);
②聚丁二烯鏈節(jié)含有兩個α-H,這些α-H易受自由基攻擊脫氫而產(chǎn)生大分子鏈自由基.這些大分子鏈自由基可以和單體(苯乙烯,丙烯腈等)進(jìn)行接枝反應(yīng),形成ABS接枝共聚物,同時伴隨游離SAN生成。
3.接枝共聚物乳液的凝聚
4.制備ABS樹脂用SAN樹脂的合成
5.摻混造粒方法
ABS樹脂發(fā)展趨勢
1、生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢
乳液接枝:SAN摻混法是工藝最成熟,產(chǎn)品范圍最寬,實(shí)用性最強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù),是目前世界范圍內(nèi)ABS生產(chǎn)裝置應(yīng)用最為廣泛的工藝技術(shù)。
其中乳液接枝—本體SAN滲混法工藝最有發(fā)展前途
優(yōu)點(diǎn):① 橡膠用量不受限制,便于生產(chǎn)高抗沖產(chǎn)品
② 接枝率容易控制,產(chǎn)品性能穩(wěn)定
③ 調(diào)節(jié)ABS粉料與SAN粒料混合比例可以生產(chǎn)多種牌號
④ 采用本體法生產(chǎn)能耗低
2)連續(xù)本體法生產(chǎn)工藝是一種正在發(fā)展中的技術(shù)
優(yōu)點(diǎn): ① 工藝流程短
② 裝置建設(shè)費(fèi)用低
③ “三廢”量少并能與高抗沖PS、通用PS、SAN切換生產(chǎn)
④ 產(chǎn)品性能好
2、產(chǎn)品發(fā)展趨勢
其趨勢向高性能,多功能的專用樹脂發(fā)展
方法之一:ABS樹脂的合金化——綜合性能大幅度提高
如:與聚碳酸酯(PC),聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),對苯二甲酸丁二醇酯(PBT),聚氨酯(PU)等工程塑料的合金化。