塑料材料苯乙烯类塑料

塑料材料苯乙烯类塑料第1页，课件共103页，创作于2023年2月第一节：聚苯乙烯（合成、结构、性能、成型加工及应用）第二节：ABS（合成、结构、性能、成型加工及应用）本章重点是聚苯乙烯及ABS的性能特点及加工工艺特性；难点是聚苯乙烯及ABS性能特点及加工工艺特性。第2页，课件共103页，创作于2023年2月

聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物，英文名称为Polystyrene，简称PS。其分子结构式为：4.1聚苯乙烯(PS)第3页，课件共103页，创作于2023年2月优点具有高度透明、电绝缘性好、易着色、加工流动性好、刚性好、及化学腐蚀等。缺点性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差、不耐沸水等。改性克服聚苯乙烯脆性大、耐热性低的缺点。共聚、共混，如ABS、MBS、AAS、ACS、AS树脂等。历史在上世纪30年代就已经实现工业化生产，目前产量仅次于聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯，居第四位。第4页，课件共103页，创作于2023年2月4.1.1苯乙烯单体常温下苯乙烯为无色透明液体，有甜香味，在空气中快速氧化后生成醛、酮等氧化物，生成的醌类化合物会使苯乙烯着色。苯乙烯溶于大多数有机溶剂，对醚类、苯、正庚烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、丙酮、二硫化碳等有无限的溶解性。苯乙烯单体有着火爆炸性和轻度毒性。第5页，课件共103页，创作于2023年2月苯乙烯单体的制法虽有多种，但都是先合成乙基苯，再由乙基苯裂解脱氢和精制得到苯乙烯。乙基苯的来源有两个：一是以乙烯和苯为原料的烷基化合成，二是从石油炼制和煤焦油中产生的混合二甲苯馏分中分离出乙基苯。据统记，约有91％的乙基苯来自前者，9％来自于混合二甲苯的分离。乙基苯脱氢主要有三种方法：催化脱氢法，过氧化法和氧化还原脱水法。第6页，课件共103页，创作于2023年2月乙苯催化剂脱氢苯乙烯主反应：

一、催化脱氢第7页，课件共103页，创作于2023年2月二、过氧化脱氢此法特点是一套装置可同时得到苯乙烯和环氧丙烷两个产品，所以又称为苯乙烯、环氧丙烷联产法!乙基苯转化成苯乙烯的转化率和选择性都很高，但装置较复杂。反应过程为：第8页，课件共103页，创作于2023年2月又称苯乙酮法，它是由三个基本反应所组成：乙基苯在氧和催化剂的存在下氧化生成苯乙酮，苯乙酮经催化加氢得到a-苯乙醇，a-苯乙醇脱水得到苯乙烯和水。反应式为：三氧化-还原-脱水法第9页，课件共103页，创作于2023年2月一

主要原料

化学性质非常活泼，单体在贮存、运输过程中，需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚结构式：CH2＝CH－4.1.2聚苯乙烯的制备方法第10页，课件共103页，创作于2023年2月自由基型聚合离子型聚合（包括配位离子型）二

聚苯乙烯生产工艺聚合机理四种均可，应用较多的是：

本体聚合

悬浮聚合聚合方法第11页，课件共103页，创作于2023年2月1.单体：纯度＞99.5%

2.引发剂：热引发3.反应器：塔式、釜式、槽式和管式等一般采用：两个或更多反应器串联4.工艺：预聚→聚合→后处理先在预聚釜中使10%～50%的苯乙烯聚合，然后在后面的反应器中使其他单体全部聚合。二

聚苯乙烯生产工艺苯乙烯的本体聚合第12页，课件共103页，创作于2023年2月N2N212345678100～110℃100～110℃150℃150℃180℃180℃200℃苯乙烯放空聚苯乙烯粒最早的本体聚合装置是由二个釜和一个塔串联组成釜中搅拌转速为300～360r/min，温度80℃，时间60～70小时，转化率为30%～35%。然后物料进入高6m，内径0.8m，内衬不锈钢的内部分为六个尺寸基本相同的钢塔中，转化率可达95%。反应产物经挤出机拉条和切粒，得聚苯乙烯产品。该装置传热效率较低，且塔中无搅拌，反应温度颇不均一，物料返混现象还常有发生，加之装置无脱挥设备，结果所得聚苯乙烯不仅性质差，且含有单体及低聚物高达3%～4%。第13页，课件共103页，创作于2023年2月预聚釜115～120℃苯乙烯50%PS140℃聚合塔200℃97%～98%PS改进后的苯乙烯本体聚合预聚釜温度控制在115～120℃，物料停留时间4～5h。转化率约为50%；塔式反应器中塔顶温度保持140℃，塔底为200℃。物料在塔中的停留时间为3～4h，出口产物含聚苯乙烯97%～98%。从该塔顶可以蒸出部分苯乙烯，以有助于维持塔温。蒸出的苯乙烯经冷凝，循环至预聚釜重复使用。为此这个装置比早期装置大提高了产率。第14页，课件共103页，创作于2023年2月苯乙烯乙苯塔或压力釜110～115℃110～115℃塔130～135℃

140℃塔

165℃11%～15%PS35%～40%PS85%～90%PS连续化塔式苯乙烯本体聚合上图为早期普遍采用的连续化塔式聚合流程。随着苯乙烯本体聚合工艺的不断改造，还出现了五釜串联、三釜一管串联、一立一卧串联等生产工艺。第15页，课件共103页，创作于2023年2月苯乙烯低温悬浮聚合苯乙烯高温悬浮聚合苯乙烯悬浮聚合第16页，课件共103页，创作于2023年2月单体/水：1/1.4～1/1.6分散剂:磷酸三钙引发剂：BPO（占总引发剂的90%～80%）和过氧化叔丁基苯甲酸酯（占总引发剂的10%～20%）复合型引发剂分散介质：去离子水单体纯度：＞99.5%聚合转化率：90%左右产物：相对分子质量可达20×104，宜作发泡材料。苯乙烯低温悬浮聚合第17页，课件共103页，创作于2023年2月123456789101112131415161718192021向聚合釜内加入单体、水、分散剂、引发剂及内部润滑剂（石蜡）等。升温到90℃，反应6h；然后再升温到110℃和135℃两个阶段进行聚合，共约2～3h。釜内压力为0.3MPa，聚合后降温到60℃，得聚苯乙烯悬浮液。然后将此悬浮液送至中和槽，用HCl中和。后经洗涤、离心分离，得含水量为2%～3%的聚苯乙烯珠粒。产品常用于制备泡沫塑料，也可供一般日用品的注塑、挤出。第18页，课件共103页，创作于2023年2月主分散剂：MgCO3（可在釜用Na2CO3与MgSO4

制备）助分散剂：苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物苯乙烯高温悬浮聚合第19页，课件共103页，创作于2023年2月123467891011125131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142苯乙烯软水去回收去沉降槽粗聚苯乙烯粒氮气排空排空成品粉料热风冷风苯乙烯高温悬浮聚合第20页，课件共103页，创作于2023年2月苯乙烯高温悬浮聚合采用MgCO3（也可以在聚合釜中直接用Na2CO3与MgSO4制备）也为主分散剂，以苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物为助分散剂。在聚合釜中加入预热至60℃的水及16%的Na2CO3，升温至78℃，再投入MgSO4，搅拌0.5h，并同时通入过热蒸汽以排走空气；然后封闭全部出口，降温至75℃，使之产生2.7×104Pa的负压；将溶有2,6-叔丁基对甲酚的苯乙烯加入釜中，启动搅拌，升温至90℃，通N2至0.15MPa，以防止高温下釜内剧烈翻腾；然后升温至150℃，釜内压力为0..6MPa，搅拌2h。这时，聚苯乙烯颗粒已硬，再升温至155℃，釜内压力为0.7～0.75MPa，维持2h；为防止液料暴沸，降温至125℃，维持0.5h。再升温140℃熟化4h，促使颗粒内残留单体进一步聚合，并赶出系统内未聚合的单体，然后降温出料去洗涤釜。在洗涤釜中用98%的H2SO4维持pH值在3～4，先洗掉分散剂，再洗涤至中性。然后经过离心分离、干燥、筛分等得聚苯乙烯粒状树脂。第21页，课件共103页，创作于2023年2月高温聚合优点1.可不用引发剂，反应速度快，产品质量高。2.用无机悬浮剂，聚合产品外表面无表面膜，易于洗涤、分离。3.配方来源丰富，成本低。4.粘附物少，使釜运转周期加快。苯乙烯高温悬浮聚合第22页，课件共103页，创作于2023年2月一聚苯乙烯的结构4.1.3聚苯乙烯的结构与性能饱和烃类聚合物、属热塑性树脂分子结构不对称，大分子链运动困难，PS呈现刚性和脆性，制品易产生内应力。PS的侧苯基在空间的排列为无规结构，导致PS为无定型聚合物，具有很高的透明性；主链上α氢原子活化，易于被空气中的氧氧化，制品长期户外使用变黄变脆。体积较大的苯环侧基第23页，课件共103页，创作于2023年2月二聚苯乙烯的分类4.1.3聚苯乙烯的结构与性能通用级PS这种级别的PS在耐热性、流动性和冲击性能等方面都比较一般，即各方面性能都兼备但不突出。高分子量PS这种PS的相对分子质量为5-20万。这种PS主要用于要求耐冲击而不降低其透明性的场合。耐热PS这种PS主要是降低高分子量PS中残留的低挥发性单体。易流动PS这种PS主要是在低分子PS中加入内润滑剂和外润滑剂，并且适当控制粒度的形状和大小。第24页，课件共103页，创作于2023年2月三聚苯乙烯的性能PS为无色透明的粒料，燃烧时发浓烟并带有松节油气味，吹熄可拉长丝；制品质硬似玻璃状，落地或敲打会发出类似金属的声音；能断不能弯，断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%，稍大于PE，但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。一般性能第25页，课件共103页，创作于2023年2月三聚苯乙烯的性能透明性好是PS最大的特点，透光率可达88%~92%，同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种，人称三大透明塑料。PS的折射率为1.59~1.60，但因苯环的存在，其双折射较大，不能用于高档光学仪器。光学性能第26页，课件共103页，创作于2023年2月三聚苯乙烯的性能PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高，其拉伸强度可达60MPa；但冲击强度很小，难以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大。力学性能第27页，课件共103页，创作于2023年2月5.1.4聚苯乙烯的加工PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比较宽（120~180℃）；且热稳定性较好，分解温度在300℃以上。PS熔体属非牛顿流体，粘度强烈地依赖剪切速率的变化，PS的流动性十分好，是一种易于加工的塑料。

PS吸水率低，在加工前一般不需干燥；如有特殊需要时(如要求透明性高)才干燥，温度为70~80℃，时间1.5h。

PS加工中易产生内应力，加工中应对制品进行热处理。PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%~0.7%。一聚苯乙烯的加工性能第28页，课件共103页，创作于2023年2月二聚苯乙烯的加工工艺PS可采用注塑、挤出、发泡、吹塑、热成型等多种成型工艺，其中前三种工艺最常用。第29页，课件共103页，创作于2023年2月注塑成型

将塑料原料经注射机料斗送至料筒内加热熔化，通过推杆或螺杆向前推压至喷嘴，迅速注入封闭模具内，冷却后即得塑料制品。原理：五个步骤：加料、物料熔融塑化、注射充模、制品保压冷却、脱模第30页，课件共103页，创作于2023年2月31InjectionMoldingProductExamples第31页，课件共103页，创作于2023年2月挤出成型

将原料在料筒中加热至粘流状态，同时通过螺杆向前推压至机头，使之通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体，然后通过冷却，使其具有一定几何形状和尺寸的塑料制品。可生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制品等截面形状单一的制品等。塑化成型定型第32页，课件共103页，创作于2023年2月挤出成型第33页，课件共103页，创作于2023年2月34ExtrusionProductExamples第34页，课件共103页，创作于2023年2月351951年，原联邦德国发明了可发性PS制造工艺；工艺条件简单：不需笨重模具、不需高温高压条件（铝质模具、低压蒸汽或沸水条件）；可制造各种形状复杂的泡沫塑料制品；用途广泛：冷藏、建筑、精密仪器、电子等工业的绝热、隔音、防震、防潮等包装材料。发泡成型第35页，课件共103页，创作于2023年2月36可发性PS的发泡原理PS：珠状、悬浮法制备；发泡剂：气体或液体，易挥发且对PS有溶胀作用，石油醚、异戊烷、戊烷、丁烷、氯化烃类、氟里昂等；首先在加压及PS溶胀条件下使发泡剂溶解在PS内；预发泡：将可发性颗粒在水蒸汽、热水或热空气中加热进行预发泡，此时发泡剂气化，PS软化，珠粒膨胀；冷却熟化，发泡剂在颗粒内部冷凝，重新溶解在PS内，形成一定真空度，空气透进微孔，内外压差平衡；再次发泡，在蒸汽中颗粒再次膨胀并填满颗粒之间的间隙而形成一体。第36页，课件共103页，创作于2023年2月37可发性PS珠粒的制备方法方法一：在PS聚合过程中加入低沸点碳氢化合物作为发泡剂；方法二：将悬浮聚合的粒状PS在加热和加压条件下浸透发泡剂；方法三：将PS挤出造粒或挤出切片，然后浸透发泡剂。第37页，课件共103页，创作于2023年2月38国内常用制备方法：①将悬浮法PS，石油醚、水、十二烷基苯磺酸钠按一定配方放入反应釜，②在85~95℃，0.4~0.5MPa条件下，搅拌渗透6h，③冷却至35~38℃，经冷水洗涤、甩干，④在低于15℃慢慢挥发3~5d，⑤然后在25~35℃热空气风干后包装出售。第38页，课件共103页，创作于2023年2月39可发性PS珠粒的成型工艺预发泡：加热介质用红外线、高频发生器、热空气、热水或蒸汽等，其中热水应用较广；温度90~105℃；时间10~15min熟化：25~30℃放置12~32h或在32~38℃放置8~24h。颗粒越干，吸收空气速率越快，熟化越快。温度越高空气渗透进微孔速率越快，但发泡剂逃逸速率也越快，熟化超过5d，可能由于发泡剂损失过多而导致不能成型失效。第39页，课件共103页，创作于2023年2月40条件：110~120℃加热10~30min在蒸汽中颗粒再次膨胀并填满颗粒之间的间隙而形成一体。加热方式：热空气、热水、蒸汽（最好，水蒸汽能助长发泡能力）；启模前应适当冷却，以防PS泡沫进一步发泡，导致变形；再次熟化：2~5d成型：第40页，课件共103页，创作于2023年2月4.1.5聚苯乙烯的应用电器制品：电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高频电容器等。透明制品：光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。包装材料：泡沫塑料，多用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等包装；隔热材料等。第41页，课件共103页，创作于2023年2月带有可离子化基团的三维网状结构，一般为直径为0.3～1.0mm的小圆球；树脂由三部分组成：三维空间结构的网络骨架；骨架上连接的可离子化的功能基团；功能基团上吸附的可交换的离子。离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子化合物，它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能。结构：离子交换树脂：第42页，课件共103页，创作于2023年2月阳离子交换树脂：强酸型：R-SO3H

中酸型：R-PO(OH)2

弱酸型：R-COOH

习惯上，一般将中酸型和弱酸型统称为弱酸型；阴离子交换树脂：强碱型：R3-NCl

弱碱型：R-NH2、R-NR´H和R-NR´´分类：第43页，课件共103页，创作于2023年2月主要功能：离子交换（1）中和反应：（3）中性盐反应：（2）复分解反应：可逆反应——再生特性第44页，课件共103页，创作于2023年2月吸附功能无论是凝胶型或大孔型离子交换树脂，均具有很大的比表面积——表面具有吸附能力；吸附量的大小和吸附的选择性，主要决定于表面的极性和被吸附物质的极性。脱水功能强酸型阳离子交换树脂中的－SO3H基团是强极性基团，相当于浓硫酸，有很强的吸水性；干燥的强酸型阳离子交换树脂可用作有机溶剂的脱水剂。催化功能第45页，课件共103页，创作于2023年2月离子交换树脂的应用水处理水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等，如去离子水的制备冶金工业应用通过离子交换完成金属的分离、提纯和回收

原子能工业离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃料的分离、提纯、精制、回收普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等，还可用作化学反应催化剂，

化学（化学合成、医药、制酒等）工业第46页，课件共103页，创作于2023年2月（一）网状结构高分子骨架——苯乙烯-二乙烯苯共聚体的合成以苯乙烯为单体，二乙烯苯（占单体总量的2%～7%）为共聚单体，采用低温悬浮聚合法制得网状结构的不溶不熔的苯乙烯-二乙烯苯共聚物珠状球粒，选取直径为1.0～1.2mm的球粒用于制造离子交换树脂。

CH＝CH2CH＝CH2CH＝CH2~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~＋引发剂苯乙烯二乙烯基苯苯乙烯-二乙烯苯共聚物第47页，课件共103页，创作于2023年2月

（二）聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂将含水量小于0.4%的筛选后的苯乙烯-二乙烯苯共聚物珠粒加入搪瓷釜中，以二氯乙烷为膨胀剂，用98%的硫酸，在80～120℃进行磺化反应约7h后，缓慢加水稀释，并分离出稀酸，用水洗至pH值为5，然后加食盐转化，最后加碱转化，使树脂由磺酸型转变成磺酸钠型，再水洗磺酸钠，再水洗至中性，过滤，即为最终产品。其结构如下：~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~SO3Na－＋SO3Na－＋第48页，课件共103页，创作于2023年2月~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~~CH－CH2－CH－CH2~＋CH3CH2ClZnCl2氯甲基化CH2ClCH2ClCl(CH3)3NCH2Cl(CH3)3NCH2N(CH3)3胺化（三）聚苯乙烯阴离子交换树脂第49页，课件共103页，创作于2023年2月4.1.6改性聚苯乙烯(PS)PS的缺点：韧性差、不耐热性、易氧化降解、不耐溶剂PS为用途广泛的通用塑料，其电绝缘性、化学稳定性、光学性能、加工性能十分优异，世界年产量超过600万吨，但大部分是共聚物，不仅用作塑料，还可用作合成橡胶。第50页，课件共103页，创作于2023年2月一高抗冲聚苯乙烯（HIPS）二苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）三苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物4.1.6改性聚苯乙烯(PS)第51页，课件共103页，创作于2023年2月52一高抗冲聚苯乙烯（HIPS）组分机械共混——将橡胶相与PS相混合（配比：15~20:80~85），在辊压机、挤出机中共混。缺陷：混合不均匀，改性效果不佳。接枝共聚——顺丁、丁苯橡胶溶在St单体中进行本体或悬浮聚合，相容性好，韧性大为提高。制备方法PS和橡胶（PB、SBR）：橡胶增韧塑料第52页，课件共103页，创作于2023年2月5353第53页，课件共103页，创作于2023年2月54HIPS具备了优良的冲击性能，还具有PS的大多数优点，尺寸稳定性好、刚性好、易于加工、光泽度好等。适于制造各种电器零件、设备罩壳、冰箱内衬及一次性用具。第54页，课件共103页，创作于2023年2月丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物具有很优异的综合物理力学性能、良好的耐化学性、易于加工且价格便宜，用途极广的工程级塑料。ABS树脂4.2ABS树脂第55页，课件共103页，创作于2023年2月合成方法机械共混——将丁腈橡胶35份相与AS树脂65份，加上助剂，在辊压机混炼：AS在149~205℃先塑化，再加入丁腈胶混炼20min即可。乳液共混——将丁腈乳液和AS乳液按比例混匀，加入助剂后破乳、洗涤、干燥、混炼即可。共混法共混法改性效果不佳，实际很少用。第56页，课件共103页，创作于2023年2月合成方法乳液接枝共聚——先制备PB乳胶（过氧化异丙苯做引发剂，油酸钠做乳化剂）；将PB乳胶30份（固体含量）、St50份、Ac20份加入反应釜（内含水300份），过硫酸钾为引发剂，油酸钠为乳化剂，65~75反应即得ABS乳胶。NaCl破乳，分离、干燥、挤出造粒。本体悬浮接枝共聚——先将PB橡胶和St、Ac进行本体聚合，转化率达到25~35%；将产物倾入水中进行悬浮聚合；将产物脱水、洗涤、干燥、挤出造粒。接枝共聚第57页，课件共103页，创作于2023年2月ABS塑料的结构组分：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物（acrylonitrile-butadiene-styrene)组成：A：20~40%；B：10~30%；S：30~60%结构——两相的三元共聚物：一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。第58页，课件共103页，创作于2023年2月ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成，不同的结构单元赋予其不同的性能。丙烯腈：耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高；丁二烯：韧性好；苯乙烯：透明性好、着色性、电绝缘性及加工性。三种单体结合：形成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂。ABS塑料的结构ABS产品设计灵活性大、具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。第59页，课件共103页，创作于2023年2月一般性能不透明呈象牙色的粒料，可制成五颜六色。力学性能冲击强度，耐磨性优良，尺寸稳定性好，热学性能可在-40~100℃的温度范围内使用。电学性能电绝缘性较好，几乎不受温度、湿度和频率的

影响环境性能耐候性差。加工性能加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS塑料的性能第60页，课件共103页，创作于2023年2月影响ABS树脂性能的主要因素有：①单体的组成和配比；②树脂相的组成及结构参数；②橡胶相的组成及结构参数；④橡胶与树脂界面即接枝层的参数ABS树脂结构与性能的关系第61页，课件共103页，创作于2023年2月1.连续相(树脂基体)特性的影响1)分子量及其分布的影响连续相决定着ABS的最高使用温度，ABS的热变形温度不会超过连续相的热变形温度。连续相的组成、分子量结构也对ABS的耐热性有影响，连续相的分子量越大．ABS耐热性越好。如果在分子结构中引入相互作用力强的极性基团，或在分子链上引入庞大侧基，都会提高ABS的耐热性。第62页，课件共103页，创作于2023年2月2)SAN中的AN含量对ABS性能的影响商品化的SAN中AN含量范围在25％~35％，由SAN刚性相与接枝橡胶相熔融混合制备的ABS材料，其基体的AN含量与接枝SAN相中的AN含量可以不相等。由于二者含量的差别超过5％时就会发生相分离，一些橡胶附聚的情况有可能在共混和加工时产生。在不同AN含量的SAN混合物中，样品的表面会富集低AN含量SAN。为了避免橡胶粒子附聚情况，接枝SAN相的数量、组成和分子量都需要调整，以达到粒度、外观及力学性能的优化平衡。

第63页，课件共103页，创作于2023年2月3)基体树脂的交联度在ABS树脂中，使用交联基体树脂会导致ABS变脆，使ABS模塑产品表面光泽降低。4)基体树脂的组成影响ABS的耐化学性、刚性、表面硬度、光泽性、介电性等。5)基体树脂的玻璃化温度基体的玻璃化温度决定着ABS树脂的耐热性。第64页，课件共103页，创作于2023年2月2.橡胶相特性的影响橡胶相主要影响ABS的抗冲击性、流动性、表面光泽性。橡胶相在ABS中的含量、橡胶相的粒径、玻璃化温度和凝胶含量，橡胶相的接枝结构，橡胶相与连续相的相容性等都对ABS冲击强度有影响。第65页，课件共103页，创作于2023年2月1)橡胶含量的影响ABS树脂中的橡胶含量一般在10％~30％的范围内。拉伸强度、模量、弯曲强度和熔融指数均随橡胶合量增加而下降。第66页，课件共103页，创作于2023年2月2)橡胶粒径的影响橡胶粒径及其分布影响着ABS树脂的物理机械性能。其粒径范围从50nm到大约2000nm，平均粒径控制着ABS抗冲击特性：AN含量为25％的ABS冲击强度与橡胶粒径的关系曲线中最大冲击强度值就出现在粒径为300nm处。平均粒径也影响熔融粘度和诸如光泽度、不透明性及着色能力等外观参数指标。增加橡胶含量、减小粒径都会非常明显地增大熔融粘度。粒径增大会改善流动性和冲击强度，但光泽下降。第67页，课件共103页，创作于2023年2月3)橡胶粒径分布的影响

粒径分布影响冲击改性的效果和未染色材料的透光性。许多事实表明，将大小不同的粒子以适当比例混合起来的效果更好。大小粒径以适当比例混合后除改进冲击性能外还能改进加工性能。4)橡胶交联度的影响

对ABS抗冲击性能产生影响的是接枝以后的橡胶粒子的交联密度。第68页，课件共103页，创作于2023年2月凝胶含量高，接枝共聚物玻璃化温度高，内接枝少，不适于做耐低温级ABS，适宜做耐热级ABS和阻燃级ABS。胶乳凝胶含量多，制得的ABS加工性好，表面光泽性较好。5)聚丁二烯胶乳分子量及其分布的影响聚丁二烯相对分子质量大致在150000~200000之间。6)橡胶相玻璃化温度的影响除了特种橡胶，如硅橡胶外，聚丁二烯是最合适的胶种，聚丁二烯的玻璃化温度为-86℃，保证了ABS良好的低温性质。第69页，课件共103页，创作于2023年2月7)接枝共聚物中接枝胶含量的影响

接枝物胶含量对ABS的外观、力学性能、加工性能均有影响。

8)橡胶接枝度的影响接枝度是反映接枝共聚物组成的关键指标，它直接影响橡胶颗粒在树脂相中的分散状态、相界面粘合力、橡胶粒子本身的强度。接枝度高，接枝共聚物的耐化学药品性好。第70页，课件共103页，创作于2023年2月9)接枝效率的影响SAN接枝效率的定义是接枝在橡胶颗粒上的SAN共聚物与SAN共聚物总量的之比。一般情况下都希望接枝效率较高一些，即大部分丙烯腈和苯乙烯都变成接枝SAN树脂，特别是制备高胶含量的接枝共聚物时。第71页，课件共103页，创作于2023年2月3.接枝层的影响接枝层决定了两相间的粘结力和相容性。若两相不相容，界面无足够的枯结力，则裂纹发生后两相界面之间极易发生脱离现象。因此，只有橡胶弹性体与高刚性聚合物之间有很好的粘结力，裂纹引发点才有可能出现或靠近界面间，并在橡胶颗粒的赤道区域率先产生大量的裂纹，发生白化，同时吸收应力。第72页，课件共103页，创作于2023年2月73ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似；ABS的流动特性属非牛顿流体对剪切速率敏感。ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。ABS制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h，再冷却至室温即可。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。第73页，课件共103页，创作于2023年2月壳体材料：广泛用于制造电话机、移动电话、传呼机、电视机、洗衣机、录音机、收音机、复印机、传真机、玩具及厨房用品等的壳体。机械配件：可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽及电动工具壳等。汽车配件：具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等。其他制品：化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等，保温、防震用泡沫塑料，仿木制品等。ABS塑料的用途第74页，课件共103页，创作于2023年2月ABS的抗冲性能与树脂中含胶量的多少、粒子的大小、接枝率等因素有关。随着橡胶合量的增加，抗冲击强度提高；但其他性能，如耐热性、流动性、加工性、耐候性和拉伸强度均有不同程度的变化，通常ABS树脂的橡胶合量以10~30％为宜。根据橡胶合量及相关因素的不同，以及由此引起的冲击强度的变化，通用型ABS树脂可分为以下几个级别。抗冲型ABS树脂ABS树脂的分类第75页，课件共103页，创作于2023年2月(1)中冲型ABS树脂通常冲击强度在100~200J/m之间的ABS树脂归属这个级别，它是用途最广、用量最大的一类ABS树脂。中冲型ABS树脂生产的关键技术是调节ABS树脂相中的橡胶含量，当橡胶合量在8~14％之间时，无论是本体还是乳液接枝法均可生产出中冲型ABS树脂。而对于乳液接枝/SAN掺混法装置而言，通过改变接枝粉的掺人量就可实现这一目的，因而是中冲型ABS树脂生产的主要方法。用小粒子聚丁二烯橡胶胶乳(粒径0.14±0.05μm)进行接枝，也可制取中冲型ABS树脂，但其在工业上的应用主要面向需要高表面光泽的场合。第76页，课件共103页，创作于2023年2月如我国兰州石化公司的101、102，台湾奇美的PA757，GE的DFAR等。此类ABS常代替HIPS用于电视机外壳、灯具、电话机、复印机、化妆品盒及各种杂品的制造。第77页，课件共103页，创作于2023年2月（2）高冲型ABS树脂高冲型ABS树脂：适当提高ABS组成中的橡胶含量，可使制得的ABS树脂冲击强度达到180~300J/m之间，这一性能段上的ABS组合物称为高冲型ABS树脂。当ABS组合物的橡胶合量在14~18％之间，橡胶相粒径为0.25~0.40μm时，ABS树脂就很容易达到这一级别的抗冲击性。第78页，课件共103页，创作于2023年2月（3）超高冲型ABS树脂超高冲型ABS树脂的冲击强度不应低于300J/m。一般来说，树脂对应的橡胶含量大多在18％以上。但必须指出的是，冲击强度井非随橡胶含量及其粒径的增大而不断增加。如果橡胶相粒子很小，起不到增韧作用；但若橡胶粒子太大，由于本身分布很集中，同样也起不到吸收冲击能的作用。第79页，课件共103页，创作于2023年2月一般将橡胶粒径控制到0.2~0.5μm范围内，橡胶量在25％左右时，冲击强度达到最高值。文献报道，使1μm大颗粒橡胶和0.1~0.3μm的小颗粒橡胶混合，使ABS树脂中橡胶粒径形成双峰分布，更有利于冲击强度的提高。此外，在当接枝SAN和游离SAN中丙烯腈和苯乙烯比接近1时，相容性最好，获得的冲击强度最大。第80页，课件共103页，创作于2023年2月台湾奇美的PA—709、PA—747，美国GE的GPM4700，日本JSR—10、JSR—12等都是具有超高冲击强度的ABS树脂，在机动车辆内部构件、体育防护用品、雪撬、冲浪板、鞋后跟等对韧性要求极高的场合广为使用。第81页，课件共103页，创作于2023年2月第82页，课件共103页，创作于2023年2月ABS共混物（1）ABS与PVC的共混合金第83页，课件共103页，创作于2023年2月“十一五”期间,又是ABS快速发展期，吉化公司、大庆石化、中化国际、盘锦乙烯、高桥石化等均有扩产计划；LG甬兴、镇江奇美、镇江国亨等外资、台资企业也有扩建安排，总计增加生产能力225万t/a。国内已攻克了连续本体法聚合工艺，使合成工艺技术有较大提高，品种也有增加。到2010年，预计ABS国内市场需求量可能达到400万t以上，可将自给率从目前的30%提高到70%左右。第84页，课件共103页，创作于2023年2月1.耐热型ABS树脂制备耐热ABS树脂是：首先采用空间位阻大、具有刚性的分子共聚的方法，制备耐热组分，然后与普通ABS掺混制备耐热ABS树脂。α-甲基苯乙烯(α-SM)、马来酸酐共聚物(SMA)、马来酰亚胺共聚物(SMl)、N-苯基马来酰亚胺(NPMI)。NPMI可共聚形成多种耐热改性组分，有效提高ABS的Tg，是目前提高ABS树脂耐热度的最佳方法之一。ABS树脂的改性第85页，课件共103页，创作于2023年2月第86页，课件共103页，创作于2023年2月甲基丙烯酸甲酯—丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物，透光率达85％以上日本合成橡胶公司于1962年首先开发成功透明型ABS树脂，80年代获得了较大的发展。普通ABS不透明，通过选择适当的接枝主干和接枝单体，可制得透明性ABS。俗称的透明ABS有MABS、MBS。要保证MABS、MBS有良好的透明性，聚合物的组成选择十分重要。该组成必须保证基体树脂与接技橡胶壳和接枝橡胶芯的折射率相近，接枝橡胶粒子的直径小于可见光波长。2.透明型ABS树脂第87页，课件共103页，创作于2023年2月第88页，课件共103页，创作于2023年2月电镀级ABS树脂的基本特点是：①橡胶含量较高，性能上属高冲击甚至超高冲击级；②橡胶相的粒径较大，且分布越窄越易电镀操作；③表面容易均匀点蚀；④镀层与基材粘结力强；⑤热膨胀系数小、利于镀层的附着；⑥流动性一般高于对应的高冲级或超高冲级ABS树脂；⑦适当提高ABS树脂的丙烯腈含量或者掺入一些高结合丙烯腈的SAN树脂可以改进镀层的特性。3.电镀型ABS树脂第89页，课件共103页，创作于2023年2月ABS的电镀采用电镀级ABS树脂，电镀工艺的主要步骤有：粗化，敏化，活化，还原或解胶，化学镀和电镀。第90页，课件共103页，创作于2023年2月

普通ABS树脂的氧指数仅为18.3％~20％，属于易燃材料。随着ABS树脂应用领域的不断扩展和人民生活质量的提高，对其阻燃性能要求愈来愈高。被推荐用在计算机、办公机器、电讯设备等场合的ABS树脂，其可燃性一般要求符合美国安全实验室（保险业实验室）标准UL—94的有关规定，才被允许使用。4.阻燃型AB