ABS与PC塑胶材料的分析及选用

谭补辉

益阳职业技术学院，湖南 益阳 413049

ABS与PC塑胶材料的分析及选用

谭补辉

益阳职业技术学院，湖南 益阳 413049

ABS塑胶与PC塑胶是当前应用最广的工程塑胶之一。两种材料性能相近，设计者在选择产品塑料原料的时候思路比较模糊。本文将从两种材料的性能分析入手，详细介绍如何正确的选择ABS与PC塑胶，使制件满足要求。

ABS性能；PC性能；塑胶合金；ABS选择；PC选择

ABS与PC塑胶材料是当前产量大，应用范围十分常见的工程塑料。两种材料都可以应用于塑料工程结构件。PC塑胶昂贵的价格却让企业的产品在市场中失去竞争力，成型困难也成为产品制造参与者痛苦问题。在满足要求的情况下，尽量选用ABS材料。盲目降低成本，强选ABS材料，产品的各种指标无法得到满足，如何正确选择这两种材料，本人根据多年学习与实践，又参考有经验丰富的同行应用案例，将自已的心得大致进行总结，给各行的塑胶消费者一点点参考。希望能给你带来帮助。

一、两种材料的形成

(一)ABS塑胶材料由丙烯(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)、苯乙烯(Styrene)三种单体材料聚合而成。使用时还可以加入适量的波纤等添加剂。因丙烯腈具有特好的耐化学腐蚀性、耐热性及表面有较硬的硬度；丁二烯有十分优良的坚韧特性、苯乙烯的加工情能与染色性能优良；即ABS有各种良好的综合性能。

(二)PC即聚碳酸酯，是分子链中含有高分子聚合物碳酸酯基，酯基又分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，不合适做工程塑料，一般少见。

二、ABS与PC主要性能及优点

(一)ABS的主要性能及优点

1.一般性能

ABS工程塑料外观为不透明呈象牙色粒料，成品可以制作成各种色彩，并具有非常的高光泽度。ABS塑胶的相对密度为1.05左右，其吸水率低。还可与其他材料进行结合，表面印刷、涂层和镀层等工艺比较简单。适合制作外观要求较高的塑胶制品。

2.力学性能

ABS综合力学性能较好，抗冲击强度能力极强，耐磨性能极佳，制品尺寸稳定性好，甚至可以在极低的温度下使用。又有优越的耐油性，可作为中等载荷和转速下的轴承材料。但是ABS的耐蠕变性比PC大，相比PA及POM这两种材料要小。力学指标弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的材料。它力学性能受温度的影响较大。

3.热学性能

ABS的检测出来的热变形温度为95-120℃，如果经过制品经退火处理，可提高130℃左右。ABS低温性能较好，在-40℃以下仍有少许韧性，所以，ABS制件工作温度范围在-40-100℃。

4.电学性能

ABS的电绝缘性较十分优良好，温度、湿度和频率对ABS材料电绝缘性能影响基本上为零，制品可在众多数环境下使用而表现为出色的电绝缘性。

5.化学稳定性

水、无机盐、碱类、酸类对ABS材料的性能不受影响，但对于酮类、醛类及氯代烃影响比较大，对于冰乙酸、植物油等侵蚀还会产生表面开裂。ABS在紫外光的作用下易产生降解，故耐候性差。有同行试验总结，制品长期置于于户外6个月，制作的冲击强度绝对下降一半以上。

(二)PC的主要性能及优点

1.一般性能

PC工程塑料是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂。制品可着制作透光件，并且透光性相当强，一般可透光率达到90%左右。表面的光洁度也能满足一般制件。PC塑胶的相对密度为1.20左右，容易吸水，吸水率约0.15%左右，使用前必须进行干燥处理。

2.力学性能

PC有很优良力学性能，根据其力学特点，PC有防弹胶之美称。查相关手册，PC拉升强度达到70MPa、弯曲强度达100MPa、压缩强度达90MPa、拉伸率达60%以上、简支梁冲击强度60kJ/m2、布氏硬度为150HBS。优秀的力学性能是PC被广泛应用的理由之一。但是PC的力学性能也有致命的缺点。PC的耐疲劳强度较低，耐磨性很差，摩擦因数较大。制品容易产生裂纹，制品内应力产生主要原于强迫取向的大分子间相互作用而造成的。如果将PC的弯曲制件进行挠曲并放置一段时间，当超过其极限应力时也会产生微观撕裂纹，最终导致产品失效。如有化学等因素存在时，撕裂纹产生的时间将大大缩短，极限应力也会降低。

3.热学性能

PC的耐热性较好，热变形温度大约为130℃，加入玻璃纤维后，热变形温度可达140℃。长期使用温度可选择在120℃左右。PC又具有相当好的耐寒性，冷脆温度达-100℃。低于-100℃时，满载工作下蠕变率很低。PC没有明显的熔点，在220℃以上会呈现出熔融状态。由于其分子链刚性大，所以它的熔体粘度较高，给制件填满整个型腔填加一定的难度

4.电学性能

PC介电性能良好，经查表可得，20℃时，PC的电阻率4×1016Ω.cm.

5.化学稳定性

PC对有机酸、无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类有良好的耐候性，但对于氯烃、稀碱、溴水、浓酸、胺类、酮及酯无耐候性，甚至还可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中。

三、ABS与PC的塑料合金

(一)ABS合金

ABS抗冲击性能良好，很大程度上不具有缺口敏感性，流动性优良，价格较便宜。但其耐热性和耐候性差，力学性能不够理想。ABS可以通过乳液接枝法、乳液掺混法、乳液本体聚合法和连续本体聚合法等多种聚合方法获得ABS合金。

1.ABS+PC合金

ABS和PC的合金可以克服两种原料自身的缺点，发挥各自的优点，将两者共混后，既可以提高ABS的耐热性、冲击和拉伸强度，又可以降低聚碳酸酯熔体粘度，改善加工性能，降低了PC缺口敏感性，改善了PC应力开裂状况，降低了生产成本。特别是由于ABS+PC合金提供了更好的总体成本和优良的低温缺口冲击强度。使得ABS+PC合金得到迅速发展和应用。

2.ABS+PET合金

ABS+PET合金以PET为基体材料，ABS为增强材料，添加第三组分作为相容剂，以双螺杆挤出共混法、注塑成型法，制备出ABS+PET合金材料，ABS+PET合金，能更广泛满足市场消费的需求。ABS+PET材料原理是部分相容材料，对于不相容的合金获得优良综合性能的有效手段，达到改善界面相容性。根据部分厂家提供的资料，指出一些均聚物、嵌段共聚物或接枝聚合物都可以有效地用作高聚物相容剂。

(二)PC合金

PC的存在力学上、化学稳定上的部分不足，也可以通过对PC进行一些聚合手段而形成合金，以增强PC材料的性能。

1.PC+PS合金

PC+PS合金是兼容、非晶/非晶体系。在PC原料中加入PS，大大降低PC粘度，相当程度上改善PC在成型时流动性。在PC中加入少量的PS，PC熔体粘度大幅度下降，PS塑胶在PC中还可以起到刚性有机添加剂的作用。同时，PC与PS两种全为透明材料，两种材料的折射率基本一致，因此PC+PS合金制件透光性好，在光学领域大有消费前景。PC+PS合金的力学性能、热性能、加工性能相对PC影响较大。如果合金中PS含量的增加，PC+PS合金的流动性增加；硬度、拉伸强度和冲击强度都相应提高，热变形温度却在下降。如果PS含量达某一值时候，PC+PS合金冲击强度和拉伸强度出现极大值。应用中选择合适的PC和PS配比，可以获得最高性能的PC/PS合金。

2.PC+PBT合金

PBT的力学性能、耐化学腐蚀及易成型性都非常良好，将PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性、全面改善了加工性能和耐化学药品性。PC+PBT合金的原理是PBT是结晶聚合物与PC塑料共混时易发生相分离，界面粘结不好。但也会产生冲击韧性不足情况，一般加入弹性体可以弥补。

3.PC+PET合金

PET塑胶的力学性能和化学稳定性特别好，PC+PET合金既有PC的刚性和耐热性，又有PET的耐化学腐蚀性，PET也能改善PC的加工流动性。有资料显示，当PC+PET比例为1：3的时候，两者之间形成了界面层，此时PC+PET兼容性最好。还可以在PC+PET共混体系中，加入弹性体材料，较大程度的提高合金的冲击韧性和抗冲击强度。

4.PC+ABS合金

在以上几节介绍过，可以充分利用ABS与PC的结合应用。这里不再重述。

四、ABS与PC的选择

经过以上的分析，给出一点选择的参考经验，给需要者提供一些小小的帮助。在选材时，尽量选择ABS材料，这是从其价格方面考虑。如果要求表面光滑，色彩鲜艳时，要选择ABS塑胶，如果要耐化学剂时，也应选用ABS塑胶。如果既要色彩又要力学强度高，可以彩用ABS+pc合金。当然，如果要求透光，就只能选用PC材料。如果要求力学性能相当好，硬度高，只能选用PC。如果在应用领域，当PC的缺点表现出来时，可以采用PC合金塑胶。选择者还可以根据性能组合去选择，这里不一一举例了。

TQ

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