The Wayback Machine - https://web.archive.org/web/20221025120335/https://baike.sogou.com/kexue/d11063.htm

丙烯腈一丁二烯苯乙烯共聚物

编辑

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物是化学式为(C₈H₈)ₓ(C₄H₆)ᵧ(C₃H₃N)z的一种常见的热塑性聚合物，玻璃化转变温度约为105℃(221℉)。[1] ABS是非晶态的，因此没有真正的熔点。

ABS是由苯乙烯和丙烯腈在聚丁二烯存在下聚合而成的三元共聚物，其单体比例分别为15-35%的丙烯腈、5-30%的丁二烯和40-60%的苯乙烯，最终产物是互相交叉的聚丁二烯长链与苯乙烯-丙烯腈共聚物短链。ABS共聚物中相邻链上的腈基具有极性，因此能相互吸引并将链结合在一起，使ABS比纯聚苯乙烯强度更高。苯乙烯可以使塑料具有光泽防水的表面。聚丁二烯是一种橡胶物质，即使在低温下也具有良好的韧性。ABS的机械性能随温度而变化，故其可在-20-80℃(-4-176℉)之间具有广泛的应用。 这些性能是由橡胶增韧产生的，就是将弹性体的细颗粒掺入到整个刚性基体中。

1 性能编辑

ABS最重要的机械性能是抗冲击性和韧性，各种修饰改性的方法可提高其抗冲击性、韧性和耐热性。通过增加聚丁二烯相对于苯乙烯和丙烯腈的比例，可提高抗冲击性，不过这也会引起材料其他性能的变化。ABS的抗冲击性在较低温度下不会骤降，有限载荷下的负载稳定性也非常好。因此，通过改变组分比例可制备不同等级的ABS。ABS可以分为挤出成型和注射成型两大类，进一步可分为高抗冲击性和中等抗冲击性。通常ABS在-20-80℃(-4-176℉)的温度范围内具有诸多有用的特性。[2]

由ABS制成的乐高积木。[2]

ABS最终性能在一定程度上会受材料加工为成品的条件的影响。例如，高温模塑可以提高产品光泽度和耐热性，而低温模塑可获得具有最高抗冲击性和强度的产品。将纤维(通常是玻璃纤维)和添加剂混合在树脂颗粒中，可以提升成品强度，并能将最高工作温度提高到80℃(176℉)。由于ABS原材料的初始颜色为半透明的乳白色到白色，因此也可以通过额外添加颜料来改变材料的色彩。ABS的老化特性受聚丁二烯含量影响很大，因此通常会在复合物中加入抗氧化剂。此外，材料中的添加剂也可以对抗紫外线辐射等其他因素。

ABS共聚物耐含水酸、碱、浓盐酸和磷酸、醇类和动植物油以及矿物油，但易被冰醋酸、四氯化碳和芳烃溶胀，且易遭到浓硫酸和硝酸破坏。ABS可溶于酯类、酮类和二氯乙烷。[3]

ABS塑料主要是由于其机械性能而得到广泛应用，但其电学性能在较宽频率范围内也十分稳定。这些性能在允许工作温度范围内几乎不受温度和大气湿度的影响。[4]

ABS暴露在高温（如柴火）下时是易燃的。ABS会融化并沸腾，此时产生的蒸汽会爆燃并产生强烈炙热的火焰。由于纯ABS不含卤素，其燃烧通常不会产生任何永久性有机污染物，ABS燃烧或热分解产生的毒性最大的物质是一氧化碳和氰化氢。[5] ABS也易被光照分解。这一特性曾导致了一起美国历史上最广泛和最昂贵的汽车召回事件，其原因就是ABS制成的安全带释放键被降解。[6][7]

ABS是可回收的，但并非所有回收设施都会接收。[8][9]

2 生产编辑

ABS共聚物源自丙烯腈、丁二烯和苯乙烯。丙烯腈是由丙烯和氨合成的单体，丁二烯是从石油蒸汽裂解的C4馏分中获得的石油烃，苯乙烯单体是由乙苯脱氢制得的——乙苯是一种由乙烯和苯反应生成的烃。

ABS同时具有高强度、高硬度、光泽度、韧性和电绝缘性能。

根据欧洲塑料贸易协会的数据，欧洲每生产1kg(2.2lb)ABS树脂平均使用95.34MJ(26.48kW⋅h) 来自天然气和石油的能源。[10][11]

3 加工编辑

ABS共聚物易于加工，其常见的加工技术包括车削、钻孔、铣削、锯切、模切和剪切。标准的车间工具即可切割ABS，标准的加热条即可加热弯曲ABS。ABS共聚物还可用化学方法固定在自身和其他类似的塑料上。[12]

4 应用编辑

用3D打印机制造的天然彩色ABS 3D钟

ABS共聚物重量轻，易于注射成型和挤压成型，因此可用于制造各种产品，譬如排水-排污-排气(DWV)管道系统、乐器(录音机、塑料单簧管和钢琴机芯)、高尔夫球杆头(由于其良好的减震性能)、汽车装饰部件、汽车保险杠、采血医疗设备、电气和电子组件外壳、防护头盔、急流独木舟、家具和细木工板的缓冲边饰、行李箱和保护性手提箱、小型厨房电器、玩具（包括乐高积木和酷垒积木）等。[13]家庭用品和消费品是ABS的主要应用领域。[14]键盘的键帽通常是由ABS制成的。[15]

ABS塑料被研磨至平均直径小于1微米时可以用作一些纹身墨水的着色剂，[16]使用了ABS的纹身墨水非常生动逼真。

ABS塑料可挤压成细丝作为3D打印机中常用的材料。[17]

5 对人类的危害编辑

ABS在正常使用条件下以及致癌物含量远低于车间接触限值的聚合物加工条件下可稳定分解。[18]但是，在更高温度条件(400℃)下，ABS会分解成其单体组分：丁二烯(对人类致癌)、丙烯腈(可能对人类致癌)和苯乙烯。[18]

较低温度下进行3D打印的过程中可能会产生超细颗粒（UFPs）。[19]而UFPs会对人类健康产生不利影响，因此有关使用ABS进行3D打印过程中产生的UFPs在空气中的浓度问题则引发了人们的广泛关注。[20]

参考文献

  • [1]

    ^ABS. Prospector. (2016)..

  • [2]

    ^Plastic Properties of Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) Archived 5月 15, 2010 at the Wayback Machine Small table of ABS properties towards the bottom. Retrieved 7 May 2010.

  • [3]

    ^Benj Edwards Vintage Computing and Gaming | Archive » Why Super Nintendos Lose Their Color: Plastic Discoloration in Classic Machines. Vintagecomputing. January 12, 2007.

  • [4]

    ^Harper C.A. (1975) Handbook of plastic and elastomers, McGraw-Hill, New York, pp. 1–3, 1–62, 2–42, 3–1, ISBN 0070266816.

  • [5]

    ^Rutkowski, J. V.; Levin, B. C. (1986). "Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS): Pyrolysis and combustion products and their toxicity?a review of the literature". Fire and Materials. 10 (3–4): 93. doi:10.1002/fam.810100303..

  • [6]

    ^Henshaw, J. M.; Wood, V.; Hall, A. C. (1999). "Failure of automobile seat belts caused by polymer degradation". Engineering Failure Analysis. 6: 13–25. doi:10.1016/S1350-6307(98)00026-0..

  • [7]

    ^"Belts recalled in 8.4 million vehicles". The Baltimore Sun. Knight-Ridder News Service. May 24, 1995. Retrieved November 16, 2015..

  • [8]

    ^"ABS Recycling". Heathland B.V. Archived from the original on 2014-03-06. Retrieved 2013-12-31..

  • [9]

    ^"Recycling plastic". Brisbane City Council. Retrieved 2013-12-31..

  • [10]

    ^Boustead, I (March 2005). Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer (ABS) (Technical report). Eco-profiles of the European Plastics Industry. PlasticsEurope..

  • [11]

    ^Hammond, G. P.; Jones, C. I. (2008). "Embodied energy and carbon in construction materials". Proceedings of the ICE – Energy. 161 (2): 87. doi:10.1680/ener.2008.161.2.87..

  • [12]

    ^"ABS Plastic Sheet, Rod, Tube and Accessories". Interstate Plastics. Interstate Plastics. Retrieved September 23, 2016..

  • [13]

    ^ABS – acrylonitrile butadiene styrene On Designsite.dk, lists applications. Retrieved 27 October 2006..

  • [14]

    ^Market Study Engineering Plastics, Ceresana, September 2013.

  • [15]

    ^"Keycap Construction: ABS". Deskthority. September 2014..

  • [16]

    ^Kennedy, C.T.C.; et al. (2010), "Mechanical and Thermal Injury", in Tony Burns; et al., Rook's Textbook of Dermatology, 2 (8th ed.), Wiley-Blackwell, p. 28.48.

  • [17]

    ^"The Free Beginner's Guide". www.3dprintingindustry.com. 3D Printing Industry. Retrieved 30 May 2016..

  • [18]

    ^Unwin, John (2013). "Airborne emissions of carcinogens and respiratory sensitizers during thermal processing of plastics". Annals of Occupational Hygiene. 57 (3): 399–406. doi:10.1093/annhyg/mes078. PMID 23091110..

  • [19]

    ^Azimi, Parham; Zhao, Dan; Pouzet, Claire; Crain, Neil E.; Stephens, Brent (2016). "Emissions of Ultrafine Particles and Volatile Organic Compounds from Commercially Available Desktop Three-Dimensional Printers with Multiple Filaments". Environmental Science & Technology. 50 (3): 1260–1268. doi:10.1021/acs.est.5b04983. ISSN 0013-936X. PMID 26741485..

  • [20]

    ^Stephens, Brent (November 2013). "Ultrafine particle emissions from desktop 3D printers". Atmospheric Environment. 79: 334–339. doi:10.1016/j.atmosenv.2013.06.050..

阅读 1692
版本记录

  • 暂无