ABS材料知识
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ABS树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、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。
ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
化学名称丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料一般性能ABS外观为不透明呈象牙色粒料,其制品可着成五颜六色,并具有高光泽度。
ABS相对密度为1.05左右,吸水率低。
ABS同其他材料的结合性好,易于表面印刷、涂层和镀层处理。
ABS的氧指数为18~20,属易燃聚合物,火焰呈黄色,有黑烟,并发出特殊的臭味。
力学性能ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。
ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM小。
ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。
ABS的力学性能受温度的影响较大。
热学性能ABS的热变形温度为93~118℃,制品经退火处理后还可提高10℃左右。
ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性,可在-40~100℃的温度范围内使用。
电学性能ABS的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。
环境性能ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。
ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。
ABS塑料的加工性能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。
什么是abs材料
ABS材料是一种常见的工程塑料,它具有优良的机械性能、耐热性和耐化学性能,被广泛应用于家电、汽车、医疗器械等领域。
ABS材料的全称是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,其英文全称为Acrylonitrile Butadiene Styrene。
首先,ABS材料具有优良的机械性能。
它的强度和韧性都很高,具有较好的抗冲击性和抗拉伸性能,因此在工程领域中得到了广泛的应用。
此外,ABS材料还具有较好的加工性能,可以通过注塑、挤出、吹塑等方式加工成型,适用于制作各种复杂的零部件。
其次,ABS材料具有良好的耐热性能。
它的热变形温度较高,可以在较高的温度下保持较好的机械性能,因此在家电、汽车等领域中得到了广泛的应用。
例如,电视机、洗衣机等家电产品中常常采用ABS材料制作外壳,其耐热性能可以有效保护内部电子元件不受外界温度影响。
另外,ABS材料还具有良好的耐化学性能。
它能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀,因此在医疗器械、实验仪器等领域中得到了广泛的应用。
ABS材料制成的产品表面光滑,易于清洁消毒,符合医疗器械和实验仪器的卫生要求。
总的来说,ABS材料具有优良的机械性能、耐热性和耐化学性能,被广泛应用于各个领域。
它的出色性能使得其在工程塑料中占据重要地位,成为众多制造业的首选材料之一。
ABS材料的应用前景十分广阔,相信在未来会有更多的创新应用出现。
知识点总结abs概述ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)是一种强韧的塑料,常用于制作家电、汽车零部件以及玩具等产品。
它具有良好的耐高温性能、耐冲击性能和耐化学品腐蚀性能,是一种非常理想的工程塑料。
ABS的化学结构ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物共混物构成的。
这三种单体分别提供了ABS优良的耐高温性能、耐冲击性能和耐化学品腐蚀性能。
ABS的结构中还含有丁腈橡胶颗粒,这种橡胶颗粒在聚合物中起到增强材料韧性的作用。
ABS的特性1. 耐高温性能ABS具有良好的耐高温性能,在温度较高的环境下依然能够保持较高的强度和硬度,不易软化或变形。
2. 耐冲击性能ABS具有出色的耐冲击性能,即使在受到强力撞击或挤压的情况下,也不容易发生断裂或变形,因此被广泛用于制造汽车零部件等需要具备耐冲击性能的产品。
3. 耐化学品腐蚀性能ABS具有良好的耐化学品腐蚀性能,在受到酸碱等强化学腐蚀物质侵蚀时,依然能够保持材料的稳定性和耐久性。
4. 耐磨性能ABS具有较好的耐磨性能,不容易出现磨损和磨损。
5. 表面光泽ABS的产品表面呈现出一种光泽感,因此通常无需经过表面处理也能够满足外观要求。
ABS的加工工艺ABS材料可以采用注塑、挤出、压延和吹塑等成型工艺进行加工制造。
常见的加工过程包括:挤出成型、注塑成型、压延成型等。
1. 挤出成型:ABS颗粒经过加热和挤压后,在模具中根据所需的形状挤出成型。
这种成型方法适用于生产较长形状的产品,如管材、板材等。
2. 注塑成型:ABS颗粒在高温和高压的环境下被熔化后,注射到模具中,通过模具的开合完成产品的成型。
这种成型方法适用于生产各种形状的产品,广泛应用于家电、汽车零部件、玩具制品等领域。
3. 压延成型:ABS颗粒在高温下被熔化后,挤出成片状,并通过辊压和模具的压制成型,适用于生产板材、薄壁产品等。
ABS的应用领域ABS由于其优良的物理性能和加工性能,被广泛应用于家电、汽车、玩具、电子产品、建筑材料、日用品等领域。
六大常见塑料的基本知识PE是聚乙烯塑料,化学性能稳定,通常制作食品袋及各种容器,耐酸、耐碱及盐类水溶液的侵蚀,但不宜用强碱性洗涤剂擦拭或浸泡。
PP是聚丙烯塑料,无毒、无味,可在100℃的沸水中浸泡不变形、不损伤,常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。
多用于食具。
PS是聚苯乙烯塑料,容易着色、透明性好,多用于制作灯罩、牙刷柄、玩具、电器零部件。
它耐酸碱腐蚀,但易溶于氯仿、二氯乙烯、香蕉水等有机溶剂。
PVC是聚氯乙烯塑料,色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用,由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料,故其产品一般不存放食品和药品。
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合的塑料,它色彩醒目,耐热、坚固、外表面可镀铬、镍等金属薄膜,可制作琴键、按钮、刀架、电视机外壳、伞柄等。
PA是尼龙塑料,它的特性坚韧、牢固、耐磨,常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等。
无毒性,但不可长期与酸碱接触中国塑料加工工业协会的马占峰秘书长说,三个箭头组成的三角形,是“可回收再生利用”的意思。
里面的数字代表了不同的材料,如果制品是由几种不同材料制成的,标示的是制品的主要材料。
这些数字并不直接表示塑料瓶的耐热程度,但如果能了解每个数字表示的材料,也可以方便消费者更加科学地使用塑料制品:1代表PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),一般的矿泉水、碳酸饮料和功能饮料瓶都是用这一材质做的。
温度一高容易变形,有可能会有一些对人体有害物质溶出,高温天气不要把矿泉水放在露天或者车里,也不要直接把开水冲进可乐瓶里;2代表HDPE(高密度聚乙烯),之前超市和商场广泛使用的塑料袋用的是这种材质,比较耐高温,但不易清洗,容易滋生细菌;3代表PVC(聚氯乙烯),其中的增塑剂中含有害物,遇到高温和油脂时容易析出,目前,有不少增塑剂在欧洲已经禁止使用了,我国比较少用于包装食品的塑料制品;4代表LDPE(低密度聚乙烯),目前市场上的保鲜膜、塑料膜等大多是用这种材质,耐热性不强,合格的PE保鲜膜在温度超过110℃时会出现热熔现象,用保鲜膜包裹食物加热,食物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来;5代表PP(聚丙烯),微波炉餐盒采用这种材质制成,耐130℃高温,透明度差,有些餐盒盒体以PP制造,盒盖却以PS(聚苯乙烯)制造,PS透明度好,但不耐高温,所以不能与盒体一并放进微波炉;6代表PS(聚苯乙烯),这是用于制造碗装泡面盒、发泡快餐盒的材质,耐热抗寒,但不能放进微波炉中,尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物;7代表其他类,用来制作奶瓶、太空杯的塑料等,也尽量不要用来盛装开水。
ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene比重:1.05克/立方厘M成型收缩率:0.4-0.7% 成型温度:200-240℃干燥条件:80-90℃2小时物料性能1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.成型性能 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。
PS塑料(聚苯乙烯)英文名称:Polystyrene比重:1.05克/立方厘M成型收缩率:0.6-0.8% 成型温度:170-250℃干燥条件:--- 物料性能电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂. 适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.成型性能 1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型.2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形.3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热.PMMA塑料(有机玻璃)(聚甲基丙烯酸甲脂)英文名称:Polymethyl Methacrylate比重:1.18克/立方厘M成型收缩率:0.5-0.7% 成型温度:160-230℃干燥条件:70-90℃4小时物料性能透明性极好,强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性良好,综合性能超过聚苯乙烯,但质脆,易熔于有机溶剂,如作透光材料,其表面硬度稍低,容易擦花. 适于制作透明绝缘零件和强度一般的零件.成型性能 1.无定形料,吸湿大,需干燥,不易分解,流动性中等,易发生填充不良,粘模,收缩,熔接痕等.2.宜高压注射,在不出现缺陷的条件下取高料温,高模温,以增加流动性,降低内应力,改善透明性及强度.模具浇注系统表面应光洁,脱模斜度大,顶出均匀.同时设排气口,以防出现起泡.POM塑料(聚甲醛)英文名称:Polyoxymethylene(Polyformaldehyde)比重:1.41-1.43克/立方厘M成型收缩率:1.2-3.0% 成型温度:170-200℃干燥条件:80-90℃2小时物料性能综合性能较好,强度、刚度高,减磨耐磨性好,吸水小,尺寸稳定性好,但热稳定性差,易燃烧,在大气中暴晒易老化。
采用 ASTM D 955-89标准测定了ABS塑料在不同工艺条件下注射模塑的成型收缩率,得出了ABS塑料的成型收缩率随工艺条件的变化规律,为制订合理的工艺条件、进行正确的工艺控制和模具设计,从而生产出合格尺寸的产品提供了重要依据。
关键词:ABS;注射成型;收缩率
塑料收缩率直接关系到制品的形状和尺寸精度。
塑料制品特性、模具设计、工艺条件控制等影响成型收缩率和后收缩的各因素,对注塑制品及其稳定性影响极大[门。
目前模具尺寸的设计通常运用公差带或平均收缩率的方法计算,模具在试模后,根据试制出的制品尺寸来修正模具,然而一些高硬度。
低粗糙度模具的表面尺寸修正起来相当困难,且费工费时,有时甚至无法修正,造成巨大的损失。
所以,要得到所需尺寸的精密注塑件,同时又能尽量减少对模具的修正,就需要充分了解成型收缩率随工艺条件的变化规律,预先精确测定成型收缩率。
(丙烯膨丁二惭苯乙烯)三元共聚物(ABS)塑料综合了丙烯睛的耐化学药品性、耐油性、刚度和硬度,丁二烯的韧性和耐寒性及苯乙烯的电性能,被广泛应用于汽车、电器仪表和机械工业中,是目前通用工程塑料中应用最广泛的品种之一[z]。
国外对塑料成型收缩率的研究开始得较早,且取得了比较丰富的研究成果「3-7],国内专门从事塑料成型收缩率研究的并不多[8-11]。
因此,笔者采用xsrn n oss-so标准测定了^ss塑料在不同工艺条件下注射模塑的成型收缩率,得出了ABS塑料的成型收缩率随工艺条件的变化规律,为制订合理的工艺条件进行正确的工艺控制和模具设计从而生产出合格尺寸的制品提供了重要依据。
一、实验部分
(一)主要原材料
ABS:IH-100,上海高桥石化公司。
(二)主要设备
干燥料斗:FNH-A型,日本日永化工株式会社;
模温调节机:NT-55型,日本日永化工株式会社;
注塑机:PS40SESASE型,日本日精树脂l业株式会社;
模具:按ASTM D 955-89制造,长条模、圆片模,自制。
(三)测试方法
试样分别为长条门27.045 mm x 10•000 mm X3.200 mm)和圆片(o101.975 mm)。
测试时运用带百分表的靠模,精度为0.of mm,测试长条形试样在平行于流动方向及圆片形试样在平行和垂直于流动方向上的尺寸变化。
测量时间分别为试样出模后2、24、48 h。
按公式(1)计算试样的成型收缩率(S)。
式中s——试样成型收缩率,%;
L0——模具型腔任意单向上的尺寸,mm;
L1——试样在不同测试时间相应的单向上的尺寸,mm。
(四)基本工艺条件
将ABS原料干燥4 h,注射成型为标准试样,然后在规定的时间内进行测试。
具体的注射工艺条件见表1。
二、结果与讨论
塑料的成型收缩主要由热收缩、相变收缩、取向收缩和压缩收缩及弹性回复四部分组成。
对无定形的ABS塑料,不存在相变收缩。
下面分别讨论测试标准、成型工艺参数对ABS成型收缩率的影响。
(一)且测试标准的确定
测定塑料试样收缩率的标准有很多种,如国际标准ISO25557/1-1989(E)德国标准DIN、前苏联标准TOCT [CT C3B 890-78]及美国标准ASTM D955-89等[l2-15]。
其中,国际标准测定的是“最大收缩率”和“部分收缩率”,而且测试范围汉限于无定形热塑性塑料,不能测定玻纤增强和结晶性塑料;德国标准同佯山是测定“最大收缩率”的方法,仅限于无定形热塑性塑料;前苏联标准虽然能测定各种塑料的“收缩率”、‘’后收缩率”及“各向异性收缩(横向收缩和纵向收缩的比值广,但测定的“收缩率”只适用于压制成型。
而美国标准适用于各种不同类型的塑料,且能测定“l~2 h”、“24 h”。
“48 h”成型收缩率,因此其测试范围广,可测定的塑料品种多,能测定反映纵、横向收缩率差异的“各向异性收缩”,而且能反映塑料件收缩率随时间的变化规律,这是上述三个标准不能做到的。
因此,笔者选择美国ASTM D 955—89标准作为ABS试样成型收缩率测定的标准。
(二)注塑工艺对ABS成型收缩率的影响
1.注塑压力
注塑压力对ABS成型收缩率的影响如图l所示。
由图1看出,成型收缩率随注塑压力的提高而减小。
这是因为增加注塑压力会使ABS制品密实程度增加,线胀系数减小,热收缩减小,况且弹性回复加大,从而使成型收缩率减小。
与此同时,随注塑压力的增大,ABS分子链的取向也会有所增加,这会使收缩率变大,但比较两种效应,前者占主导地位。
图1
2. 保压压力
保压压力对ABS成型收缩率的影响最大,如图2所示。
这是因为在注塑过程中型腔尚未充满熔体,注塑压力对熔体的压实不明显,而保压压力作用时模具型腔己被充满,因此保压压力对制品的补缩。
压实作用明显、从而导致制品的成型收缩率大大降低。
由图2还可以看出,当保压压力增加到80*抡后,压力的改变对成型收缩率的影响已不明显了。
图2
3.螺杆转速
图3是ABS成型收缩率随螺杆转速变化的关系曲线。
由图3可看出,随着螺杆转速的增大,成型收缩率减小。
这是因为螺杆转速增加,料筒内的剪切作用增加,使料温上升,熔体粘度减小,流动阻力减小,促迸了压力的传递,使成型收缩率降低。
但另一方面,制品的热收缩率也变大,图3是综合以上两种效应得到的结果。
当螺杆转速较小时,转速的提高,减小收缩率的因素占主导地位,但转速提高到120r/mi。
以上,减小和增大收缩率的因素趋于平衡,对制品成型收缩率的影响趋缓。
图3
4.注射速率
注射速率的增大可以促进ABS分子链的取向,但快速充模时,会使制品维持在较高的温度下冷却,分子在高温下松弛的时间延长,明显对解取向有利,使取向度降低,成型收缩率减小,结果如图4所示。
反之,如果低速注射,进模熔体的温度相对低些,冻结的取向结构多,同时高分子链布朗运动的能力减弱,解取向作用小,使成型收缩率增大。
图4
5. 保压时间
延长保压时间,可以减少熔体向浇口的倒流,增强补缩作用,使制品密实,从而使制品的成型收缩率减小,如图5所示。
但是;在浇口封闭后再延长保压时间,就起不到补缩的作用。
由图5可见,随保压时间的增加,成型收缩率出现一平台,由此看出,该注射试样浇口的封闭时间为15 S。
6. 模具温度
模具温度升高,虽然熔体充模时冷却慢,有使制品加大弹性回复的作用,而且模具温度越高,解取向的作用越显著,使分子定向减少,成型收缩率减小。
叵模具温度高也会使制品的热收缩加大,成型收缩率增大。
图6是模具温度与ABS成型
收缩率的关系曲线。
由图6可知,在模具温度较低时,热收缩居于次要地位,因而随着模具温度的升高;制品的成型次缩率减小;而在较高的模具温度下,热收缩成为主要影响因素,此时,随着模具温度的提高,制品的成型收缩率增大。
所以,在控制模具温度时,过高的模具温度是不合适的。
7.料筒温度
图7是料筒温度与ABS成型收缩率的关系曲线。
由图7可看出,随着料筒温度的升高,ABS制品的成型收缩率先减小,尔后再增大。
这是因为料温的升高使熔体粘度降低,压力损失减小,这与提高压力有相同的作用,同时,料温高时分子链的解取向作用增强,使成型收缩率减小;但随着料温的继续升高,热收缩作用更加显著,使制品的成型收缩率增大。
因此,在图7中低温区分子定向起主要作用,而在高温区热收缩是主要的影响因素。
三、结论
通过测定成型收缩率不同标准的比较,最终选择了美国 ASTMD 955-89标准来测定 ABS试样的成型收缩率。
在本试验条件下,ABS的成型收缩率范围为0.29%-0.76%。
ABS成型收缩率受注塑压力、保压压力、螺杆转速、注射速率、保压时间、模具温度及料筒温度等诸多因素的影响,其中保压压力、保压时间的影响最显著。