一、性能结构
丙烯腈－丁二烯－苯乙烯树脂（ABS树脂）是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）的三元共聚物，具有坚韧、质硬、刚性好等均衡综合性能，呈－种大宗量的通用型工程热塑性塑料。也是苯乙烯系树脂的重要品种之一。
ABS树脂是由苯乙烯、丙烯腈和丁二烯三种单体，迪过乳液接枝法、乳液接枝掺混法或本体法等聚合工艺，制得的一种非晶态、不透明的三元共聚物，通常含有各种添加剂组分，一般为浅象牙色、或经过预染色、或掺有浓缩色母粒料的粒状或珠状树脂。
ABS是一种三组分组合的聚合物，具有以弹性体为主链的接枝共聚物和以树脂为主链的接枝共聚物的两相不均匀系结构，这使其兼有丙烯腈的高度化学稳定性、耐油性和表面硬度，丁二烯的韧性和耐寒性，苯乙烯的良好介电性、光泽和加工性等综合性能。橡胶粒径和分布对ABS树脂的物理性能起着重要的作用，小粒径橡胶可改善制品光泽；大粒径橡胶可提高树脂的韧性，但使光泽变差。分子量也是决定树脂的物理性能的主要因素。分子量增加，材料的强度提高，但加工性能下降。
ABS树脂为无定形聚合物，无明显溶点，熔融温度为221℃～245℃，热分解温度为270℃，无毒，无臭，耐热，耐冲击，极好的低温抗冲击性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、成型加工性和机械加工性；耐候性较差；可燃，燃烧时火焰呈黄色黑烟，有特殊臭味，但不滴落；热变形温度较低；热膨胀系数小，成型收缩率小，易着色，与极性树脂有良好相容性。
ABS树脂热稳定性较好，但成型温度大于250℃以上时，树脂中的橡胶相会有破坏恼倾向，性能出现下降。ABS树脂的熔体粘度适中，其流动性低于 GPPS和尼龙等塑料，但高于PVC、PC，并且熔体的冷却固化速度较快。提高料筒温度和成型压力，可改善其熔体流动性。
ABS树脂耐无机盐、碱和酸类，不溶于大都分醇类和烃类溶剂，易溶于醛、酮、酯和某些氯化烃，表面受冰醋酸、植物油等化学试剂侵蚀时产生的应力开裂少于GPPS，遇甲醇、乙酸乙酯和甲苯时易软化。
ABS树脂具有轻微吸湿性，即使贮藏在密闭的容器内，仍会吸收 0.2％～0.9％的水分，为防上制品表面出现银纹，加工前必须进行干燥，使水分降至0.02％一0.1％。
ABS树脂的品种、牌号众多，性能、用途各异。主要品种有普通级、中冲级、高冲级、耐热级、阴燃组、电镀级、增强级等。ABS树脂与其他树脂共混可制得ABS系列塑料合金。
二、加工方法与配方
ABS树脂的成型加工性较好，可用一般的注塑、挤塑、压延、吹塑等方法进行加工，还可采用热成型、冷成型、喷涂、电镀、焊接、热压、粘接等方法进行二次加工。
ABS树脂成型加工前，须进行干燥处理。干燥方法一般采用热风干燥，干燥温度70～80℃，物料层厚30～40mm，干燥时间视原料树脂的湿度而定，湿度较低的3～4h，湿度较高的8一24h，使其合水量小于 0.1％。
1．注塑
注塑机采用柱塞式和螺杆式均可，但当制品的质量超过60g时以螺杆式注塑机为宜。阻燃级ABS树脂应采用双螺杆注塑机为好。
用于加工ABS树脂的螺杆式注塑机，其螺杆选用带有止逆阀的单头、等距、渐变型全螺纹螺杆，长径比为 20：1，压缩比为 1.6～3.0，螺杆头应镀铬并高度抛光，喷嘴选用敞开式通用喷嘴或延伸式喷嘴，并带有加热控制装置。
ABS树脂制品的壁厚通常在1.5～4.5mm之间选择，树脂的最大流动长度与制品壁厚之比约190：l。需作电镀处理的制品壁厚要求略厚些，以增加镀层与制品表面的粘阻力。制品避免存在尖角，以防应力集中，转角、厚薄连接处等部位采用圆弧过渡，制品的厚度与成型收缩率有关，在模具设计时，模芯部分沿脱模方向的脱模斜度为3′～l°，模腔部分取40′一1°20′。
ABS树脂的熔体粘度受温度的阅影响不如注射压力。提高注射温度，熔体粘度虽降低不大，但对溶体的充模，特别是对薄壁制品的充模有利。但温度高于250℃时，易造成制品变色，同时对物理机械性能有所不利。因此，除耐热级、电镀级等品级的树脂要求温度稍高些，以改善其熔体充模困难或电镀层的贴紧力外，阻燃级、普通级、抗冲级等树脂希望用较低的温度，以确保制品的物理机械性能。通常，柱塞式注塑机的注射温度为180～230℃，螺杆式注射机为 160一220℃。
成型过程中，还应严格控制均化段温度和喷嘴温度，以防止溢料，造成制品产生银丝、变色、光泽不佳、熔接痕明显等现现。推荐的注塑料筒温度范围为180℃。其中进料段为180～240℃，压缩段为210一260℃，均化段为210～280℃，喷嘴温度为210～260℃。
ABS树脂的注射压力与树脂品级、设备类型和制品壁厚等因素有关。一般对薄壁、长流程、小浇口制品或阻燃级、耐热级树脂要求注射压力较高，可达130－150Mpa；而厚壁、大浇口制品只需70～100MPa。对成型设备而言，螺杆式注射机迭用的注射压力在100MPa以下，柱塞式注塑机为100MPa以上。提高注射压力可改善充模性能，但注射压力过大容易造成制品脱模困难或脱模损伤；并会给制品带来较大的内应力。同时，保压压力也不宜过高，－般为60～70MPa即可。以减少制品的内应力。
注射速度对ABS树脂的熔体流动性有一定的影响。注射速度慢，制品表观会出现波纹、熔接不良等现象；注射速度快，充模迅速，但易出现排气不良、表观光洁度不佳、拉伸强度下降等情况。
模具温度对提高ABS树脂制品的表面光洁度，减小制品内应力有重要的作用，模具温度范围为27～60℃。采用较高的模具温度时，制品的表观光洁度好，内应力小，电镀性能得到改善，但也带来制品成型收缩率大，成型周期长，脱模易变形等问题。
ABS树脂的注射周期在30S以上。对大型制品的成型周期要适当延长。
阻燃级ABS树脂成型时，应先用普通级ABS树脂对料筒进行清洗，以防止阻燃剂发生分解；当需作20min以上的停机时，须先将料筒温度降至100℃以下，排空筒内物料，再用普通级ABS树脂清洗筒后，方可停机。对其他品级的开机或停机，则无严格要求。
为消除或减少ABS树脂制品的内应力，可将制品置入温度力70～80℃的热风循环干燥箱中，处理2～4h，然后缓慢冷却至室温，取出。
不同等级ABS树脂注塑工艺参表。
项目 | 普通级 | 高冲级 | 耐热级 | 阻燃级 | 电镀级 |
注塑机类型 | 螺杆式 | 螺杆式 | 螺杆式 | 螺杆式 | 螺杆式 |
螺杆转速，r/min | 30-60 | 30-60 | 30-60 | 20-50 | 20-60 |
喷嘴形式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 | 直通式 |
喷嘴温度，℃ | 180-190 | 190-200 | 190-200 | 180-190 | 190-210 |
料筒温度，℃ 前段 | 200-210 | 200-210 | 200-220 | 190-200 | 210-230 |
中段 | 210-230 | 210-230 | 220-240 | 200-220 | 230-250 |
后段 | 180-200 | 180-200 | 190-200 | 170-200 | 200-210 |
模具温度，℃ | 50-70 | 50-80 | 60-85 | 50-70 | 40-80 |
注射压力，MPa | 70-90 | 70-120 | 85-120 | 60-100 | 70-120 |
保压压力，MPa | 50-70 | 50-70 | 50-80 | 30-60 | 50-70 |
注射时间，S | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 0-4 |
保压时间，S | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 20-50 |
冷却时间，S | 15-30 | 15-30 | 15-30 | 10-30 | 15-30 |
成型周期，S | 40-70 | 40-70 | 40-70 | 30-70 | 40-90 |
2．挤出成型
单螺杆或双螺杆挤出机都适用于 ABS树脂的挤出成型，而以双螺杆为好，有利于脱挥发分和改进挤出制品的质量。螺杆的长径比为 18～20，压缩比为2.5：3，渐变型或突变型螺杆均可，螺杆内无需冷却装置。
采用挤出成型可生产ABS树脂管材、棒材和板材等型材，供二次加工制成件。ABS树脂管材、棒材和板材的挤出成型工艺条件列于表。
表 ABS树脂管材挤出成型工艺条件
项目 | 数值 | 项目 | 数值 |
管材外径，mm | 32.5 | 口模内径，mm | 33 |
管材内径，mm | 25.5 | 芯模外径。Mm | 26 |
料筒温度，℃ 后 | 160-165 | 平直部分长度，mm | 50 |
中 | 170-175 | 拉伸比 | 1.02 |
前 | 175-180 | 冷却定型套内径，mm | 33 |
口模温度，℃ | 175-180 | 冷却套长度，mm | 250 |
模唇温度，℃ | 190-195 | 真空冷却套与口模距离，mm | 25 |
螺杆转速，r/min | 10.5 |
表 ABS树脂棒材挤出工艺成型条件
项目 | 数值 | 项目 | 数值 |
棒材直径，mm | 90 | 模唇温度，℃ | 170-180 |
料筒温度，℃ 后 | 160-170 | 冷却定型温度，℃ | 55-60 |
中 | 170-175 | 螺杆转速，r/min | 11-14 |
前 | 175-180 | 挤出速度，mm/min | 22-25 |
口模温度，℃ | 150-160 | 冷却套长度，mm | 250 |
表 ABS树脂板材挤出成型工艺条件
项目 | 热稳定性板材 | 冰箱内胆板材 | |
配方（份） | ABS树脂 | 100 | 100 |
抗氧剂1010 | 0.5 | ||
DLTP | 0.5 | ||
ABS/TiO2 | 7 | ||
芥酸酰胺 | 0.14 | ||
工艺 | 干燥温度，℃ | 90 | 大于85 |
干燥时间，H | 4 | 大于2 | |
螺杆类型 | 单螺杆 | 单螺杆排气式双机 | |
螺杆长径比 | （20-24）：1 | 35：1 | |
螺杆压缩比 | （2-3）：1 | ||
螺杆转速，r/min | 25-45 | ||
料筒温度，℃ 后段 | 160-180 | 200-210 | |
中段 | 180-190 | 190-200 | |
中段 | 190-200 | 200-210 | |
前段 | 200-210 | 210-220 | |
口模温度，℃ | 210-230 | 205-225 | |
压光辊温度，℃ | 80-95 | 70-95 | |
牵引速度，mm/min | 500-2600 | ||
用于挤出板材的ABS树脂以熔体指数1～3为佳、熔体指数过小会使挤出压力明显上升，熔体过滤困难，堵塞螺杆中部的排气孔，造成物料出料速度不稳定及挥发分无法排除等不利因素。投料前，原料必须充分干燥，使其含水量小于0.1％。经过干燥而放置在空气中数小时的原料，必须重新干燥后使用。
ABS树脂板材所用的加工设备一般为单螺杆挤出机，螺杆型式为单导程、全螺线、等螺距的两段式进料，长径比为（25～35）：l，第一进料段压缩比为2.5：1，第二进料段压缩比为2：1，螺纹升角 17.7°，螺扦应采用无级变速电机驱动，料筒必须有较灵敏的冷却装置，便于控制温度，单区温度的误差为士3℃，滤网采用液压快速换网。挤出机头有直料道式、鱼尾式和衣架式、以衣架式模头为宜。板模两端温度应比中间温度略高2～5℃，以有利于出料均一，模头区段温差不应大于15℃，模唇间隙要均匀一致，以保证出料均匀，防止后期收缩不一致，得到平整的板材。严格控制好抛光辊的温度和各辊的温度匹配，避免翘曲变形现象，保证板面光洁，牵引速度应略大于板材的出料速度而略小于三辊速度，以防止成型材的纵向收缩。
3．吹塑成型
熔体指数为 0.5～3.0的 ABS树脂可用吹塑成型制成非容器型的大型制件。
成型前，ABS树脂必须进行干燥，使树脂的含水量小于400mg／kg、保证型坯不致起泡。挤出螺杆压缩比为2．0～2．5，成型压为490-980MPa，成型温度210～230℃，模具温度60～80℃。选用较高的模具温度，可得到外观好的制品。但不宜高于90℃，以防止制品变形。成型周期为2.5～4min。坯料取出后的切取操作应予注意温度和用力。
4．二次加工
ABS树脂可以进行电镀、真空成型、冷冲成型、焊接、机械加工等二次加工。
电镀级ABS树脂中含有的丁二烯为18％～23％，使其对镀层具有强附着力。电镀工艺主要有去应力、除油、粗化、中和、还原或浸酸、敏化、活化、还原或解胶、化学镀和电镀等步骤。粗化的目的是提高ABS制品表面的亲水性和形成适当的粗糙度，以保证镀层的良好附着力。粗化主要采用化学浸蚀粗化法．以高铬酸型溶剂效累最好，敏化是使粗化后制品表面吸附一层有还原性的两价锡离子，以便在随后的活化处理时，将银或钯离子还原成有催化作用的银或钯高子。化学镀银可在氧化处理后直接进行，其余的化学镀必须在敏化后再经活化处理才能进行。活化是使制品表面形成一层有催化活性的贵金属，使化学镀能自发进行。ABS树脂制品广泛采用把敏化和活化两道工序合并为－的胶态钯活化法。经过胶态钯活化后的制品需进行解胶处理，以去除表面吸附的两价锡水解胶层而露出钯离子。解胶操作一般采用在温度35～45℃的37％盐酸中浸渍l～3min。经过解胶后，可进行化学镀和电镀。化学镀有化学镀镍和化学镀铜。经过化学镀后，制品表面附着的镀层为5～20μmm。尚不能满足制品在防腐、耐磨、耐热、导电、焊接和装饰等方面的要求，还需采用常规电镀法使镀层加厚，一般情况下，宜先镀铜，然后再着色和镀镍或铬，这样的制品在室外条件下有更长的使用寿命。另外要得到不同色调的面层时，可在光亮镍层上镀上各种合金面层。有关ABS树脂电镀的配方及工艺条件见表。
表 ABS树脂制品化学浸蚀粗化法名类溶剂配方及工艺
项目 | 高铬型溶剂 | 高硫酸型溶剂 | 含磷型溶剂 | 纯铬酐型溶剂 | |||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | ||
铬酐 | 400-430 | 250-350 | 20-30 | 10-20 | 9 | 900 | |
重铬酸钾 | 30 | ||||||
硫酸 | 330-405 | 500 | 1000 | 1104-1288 | 957 | 877 | |
85%硫酸 | 238 | 282 | |||||
粗化温度，℃ | 60-70 | 60-70 | 60-70 | 60-70 | 50-70 | 50-70 | 60-70 |
粗化时间，min | 10-30 | 15-30 | 30-60 | 30-60 | 30-60 | 30-60 | 10-30 |
表 ABS树脂制品化学镀镍溶液配方及工艺
项目 | 数值 | 项目 | 数值 |
氯化镍 | 40-60 | 羟基乙酸钾 | 10-30 |
次磷酸钠 | 30-60 | PH值 | 5-6 |
柠檬酸钠 | 60-90 | 温度，℃ | 50-65 |
ABS树脂板材常采用真空成型进行二次加工成制件，成型温度以120～170℃为佳。
三、主要用途
ABS树脂可广泛应用于机械、电子电器、仪器仪表、汽车、日用家具、办公室自动化机器等方面。其注塑制品有：齿轮，叶片、轴承、仪表盘，似器外壳；电视机、收音机、洗衣机、电冰箱外壳、灯具、箱、桶、容器、汽车用挡泥板、把手、加热器、格栅等。其挤塑制品有各类管制，棒材和板材，以及挤出－真空成型的大型壳体等。其吹塑制品有：办公桌、会议桌面板和侧板，家具面板或侧板，复印机等办公室机器的面板、门板，冰箱、冷藏库等家电门板，护墙板等住宅部件，汽车空气扰流器等，其电镀制品常用作装饰品和金属代用品。其泡沫材料可代替木材制造家具和建筑材料。
ABS树脂与其他树脂有较好的掺混性，通过其与其他工程塑料或通用树脂的共混或改性，可制得一系列的ABS树脂合金，使ABS树脂的性能得到进一步的改善，应用得到极大拓展。
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