近年來,abs在汽車工業的應用發展迅速,其用量約占其總用量的20%。下面我們一起認識ABS樹脂的成型加工。
通用型ABS樹脂的品種牌號較多,各種牌號的沖擊強度及其他性能有所不同,可滿足不同的用途,大多采用注塑成型,可制得各種機殼,汽車部件,電氣零件,機械部件,冰箱內襯,燈具,家具,安全帽,雜品等。
擠出型ABS與通用型ABS相似,一般情況下,MFR較低,相對分子質量較高,可成型各種板材,片材,管材,棒材,大型殼件等,用于汽車,石油,化工及日用品等方面;耐熱型ABS樹脂是通過與其它組分進行共聚或共混而制得(如以a-甲基苯乙烯單體進行共聚,與聚碳酸鈣或聚砜等耐熱性能較好的聚合物共混),其耐熱性優于通用型ABS樹脂。例如,通用型ABS的維卡軟化點為94℃,耐熱型為98~18℃,耐熱性提高,可應用于各種需要耐熱的機殼,儀表盤等方面;耐寒型ABS比一般ABS具有更好的耐低溫性能,耐低溫可大達-60℃,并且有較高的沖擊強度,能在嚴寒地區和零度以下的環境使用。
阻燃型ABS的生產方法主要有兩種,一是添加阻燃劑(如溴化物),但阻燃劑的加入往往導致ABS韌性下降,二是與難燃類樹脂共混,通常將ABS與pvc共混,共混后具有良好的阻燃性能,可用于各種要求阻燃的部件和制品,如計算機,電信設備等。
電鍍設級ABS比通用型ABS與金屬鍍層有更高的結合力,是易于電鍍的塑料制品,電鍍后,可增加制品的美觀和裝飾性,降低線膨脹系數,提高表面導熱性,導電性等,ABS電鍍制品可代替某些金屬,應用于汽車工業,電器儀表,裝潢,家具等方面。
ABS樹脂的成型加工
一、加工特性
(1)ABS的流動特性ABS的熔體流動速率(MFR)一般在0.02~1g/min(200℃、5kg)之間,個別的MFR超出此范圍。MFR越大,流動性越好。一般情況下MFR小于0.1g/min的ABS適合擠出成型,MFR大于0.1g/min的ABS適合注射成型。
ABS熔體屬于假塑性流體,表現出“剪切變稀”的流變特性,可通過調整剪切速率來改變熔體粘度。但對加工過程來說,如果塑料熔體的粘度在很寬的剪切速率范圍內都是可用的,則應選擇在粘度對剪切速率較不敏感的剪切速率下操作,因為此時剪切速率的波動不會造成制品質量的顯著差異,使產品質量的均勻性得到保證。
ABS樹脂熔體粘度適中,其流動性比聚酰胺稍差,比聚碳酸酯要好,熔體的冷卻固化速度較快。
(2)ABS的熱物理特性ABS樹脂屬無定形聚合物,無明顯熔點,玻璃化轉變溫度Tg一般在115℃左右,所以成型溫度應大于115℃。ABS的熱穩定性較差,受熱至260℃以上開始出現分解,產生有毒揮發性物質,通常ABS的成型溫度控制在250℃以下。對于注射成型,加工溫度一般為260-230℃;對于擠出成型,加工溫度一般為160-195℃;對于吹塑成型,加工溫度一般為200-240℃;對于真空成型,加工溫度一般為140-180℃。塑料從粘流態溫度到分解溫度之間范圍的大小對成型非常重要,它決定了成型的難易程度和成型溫度的可選擇范圍。此溫度區間越小、溫度越高,成型越困難。ABS熔融溫度較低,一般在160-190℃之間,溫度較寬,因此易于加工。熱穩定性不僅與加工溫度有關,而且還與加工溫度條件下的停留時間有關。加工溫度越高,為使塑料不起化學反應,停留的時間應越短。為了提高塑料的熱穩定性,常在塑料中加入熱穩定劑,以便使加工溫度區間變寬,延長允許停留時間。ABS的熱穩定性較差,應盡量減少停留時間,同時加工后應清理料筒。
(3)ABS的干燥特性由于ABS樹脂含有氰基等強極性基團,所以吸水性較大。其吸水性大于聚苯乙烯,僅次于聚酰胺。ABS的吸濕性小于1%,一般為0.3%~0.8%。不管采用何種成型方法,在加工前應對ABS樹脂進行預干燥。根據含水量的多少,在成型前應在80℃左右干燥2-4h,使其含水量降至0.1%以下。常用的干燥方法為循環鼓風干燥,溫度控制在70-80℃,時間為4h以上;也可采用普通烘箱干燥,溫度控制在80-100℃,時間2h,粒層厚度小于50mm。
二、注射成型
ABS樹脂注射成型通常采用螺桿式注射機。螺桿類型以單頭、等距、漸變、全螺紋、帶止回環為宜,螺桿長徑比為20,壓縮比為2.0~2.5。噴嘴可選用敞開式或延伸式,避免采用自鎖式噴嘴,以免降低注射流程或引起物料變色。
ABS樹脂注射溫度除耐熱級、電鍍級等品級要求稍高些,以改善其熔體充模或有利于電鍍性能外,對于通用級、高抗沖擊級則應低些,以防止發生分解或對力學性能帶來不利的影響。
ABS脂注射壓力對薄壁、長流程、小澆口的制品或耐熱、阻燃等品級,要求較高些;對厚壁、大澆口的制品則可低些。此外,為了獲得內應力較小的制品,要求保壓壓力不宜過高。
ABS注射成型的溫度為:通用型200-260℃,耐熱性220-270℃,阻燃性190-240℃。模具溫度一般為50℃,為了改善制品外觀,避免合模線和陷坑等不良現象,減少制品變形,可將模溫提高到70℃。表2-69列出了各種品級的ABS樹脂注射成型工藝條件。
三、擠出成型
ABS樹脂的擠出成型可采用長徑比為18-20,壓縮比為2.5-3.0的通用型單螺桿擠出機。壓縮漸變型螺桿或壓縮突變型螺桿均適用。ABS樹脂的熔體粘度適中,易于流動,因此,螺桿內無需冷卻裝置。采用擠出成型法,可以生產ABS管材、棒材和板材等型材。表2-70和表2-71分別列出了ABS管材和棒材的擠出成型工藝條件。
ABS樹脂具有良好的成型加工性能,適宜于注塑,擠出,吹膜,壓延,發泡,真空等多種成型方法。成型加工的工藝條件還要視ABS樹脂的性能指標而定。