1.概述

ABS樹脂是丙烯晴--丁二烯--苯乙烯共聚物，其特性是由三組份的配比及每一種組分的化學結構，物理形態控制，丙烯晴組分在ABS中表現的特性是耐熱性、耐化學性、剛性、抗拉強度，丁二烯表現的特性是抗沖擊強度，苯乙烯表現的特性是加工流動性，光澤性。這三組分的結合，優勢互補，使ABS樹脂具有優良的綜合性能。ABS具有剛性好，沖擊強度高、耐熱、耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電器性能優良，易於加工，加工尺寸穩定性和表面光澤好，容易塗裝，著色，還可以進行噴塗金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。

2.主要應用

ABS是本世紀40年代發展起來的通用熱塑性工程塑料，一般來說汽車、器具和電子電器是ABS樹脂三大應用領域，然而不同地區和國家ABS樹脂的消費結構存在很大差異，在汽車領域中美國和西歐的消費比較高，約占22-24%，日本占15%左右，遠東地區僅占5%，在器具方面日本占27%，西歐占24%，美國占20%，在電子電器領域遠東地區所占比例高達50%左右，日本西歐約占23-26%，美國僅占10%左右。此外日本在雜品方面的應用比例高達28%，美國在建築建材方面應用比例占13-16%。ABS樹脂可以注塑、擠出或熱成型。

2.1汽車：

ABS樹脂是汽車中使用僅次於聚氨脂和聚丙烯的第三大樹脂。ABS樹脂可用於車內和車外部外殼，方向盤、導油管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護柵和燈罩等。此外由於ABS樹脂的耐熱性較好，近年來開發了一些新的用途如噴嘴、儲藏箱、儀表板等，美國一輛小汽車上ABS樹脂的平均用量10公斤，在卡車和其它車型中平均用量高達18-23公斤。
大部分汽車部件都是用注塑成型方法加工的，與PP比ABS樹脂的優點是抗沖性、隔音性、耐劃痕性，耐熱性更好，也比PP更美觀、特別在橫向抗沖性和使用溫度較為嚴格的部件，PP應用受到限制，而ABS因為表面光滑，抗沖擊性好，耐高溫和可加工性好，具有與其它樹脂相比的競爭性。

2.2器具：

ABS樹脂在器具方面一般為大型器具如冰箱、冰櫃、食品箱等和小型器具和食品加工機，吸塵器、吹風機、縫紉機的外罩和室內空調器、加濕器等。

2.3電子/電器：

電子/電器包括各種辦公和消費性電子/電器，辦公電器包括電子數據處理機、辦公室設備。消費性電器包括影像設備、音響設備和磁介質存儲器。在美國和西歐，辦公電器市場比消費性電器市場大得多，前者約占2/3。近年來在電子電器市場?ABS樹脂也受其它樹脂的沖擊，ABS樹脂在要求阻燃和高耐熱的電子/電器市場中將保持其地位，阻燃與耐高熱的ABS樹脂在與ABS/PPO和ABS/PC等工程塑料合金的競爭中具有明顯的優勢。

2.4建材：

ABS樹脂在建材領域的應用情況各地區差異很大，在美國主要用於管材，約占95%，餘下是板或片材，近年來被價格更為低廉的PVC樹脂取代了一部分。西歐目前大約4×5%的ABS樹脂用於與建築有關的領域，其中擠出片材用於衛生器具如澡盒、遊泳池襯裏等，另外注塑成型的管材和管件，少量生產擠出成型的電話電纜管線。

2.5ABS合金/共混物：

合金和共混物可以以最經濟的途徑量體裁衣地滿足各個不同用途需要的性能組合，ABS樹脂與較高價格?的聚合物合金化或共混，可以從ABS樹脂獲益於價格低，易加工性和高抗沖性，同時又由其它高價格樹脂得到較高的物理性能。最主要的ABS合金/共混物是ABS/PC，占75-80%，其次是ABS/PVC。

3.生產技術

ABS樹脂的生產方法很多，目前世界上工業裝置上應用較多的是乳液接技摻合法和連續本體法。

3.1乳液接枝摻合工藝：

乳液接枝摻合法是在ABS樹脂的傳統方法--乳液接枝法的基礎上發展起來的，根據SAN共聚工藝不同又可分為乳液接枝乳液SAN摻合、乳液接枝懸浮SAN摻合、乳液接枝本體SAN摻合三種，其中後兩者在目前工業裝置上應用較多。這三種乳液接枝摻合工藝都包括下面幾個中間步驟：丁二烯乳膠的制備、接枝聚合物的合成，SAN共聚物的合成，摻混和後處理。
丁二烯膠乳的合成：
丁二烯膠乳的合成是ABS生產過程中的一個主要單元，一般采用乳液聚合工藝生產。此生產技術目前比較成熟，控制膠乳中總的固含量（一般總的固含量越高生產成本越低），控制橡膠粒子的大小，在0.05-0.6μm,最好在0.1-0.4μm范圍內,粒徑呈雙峰分布,這樣可使ABS樹脂產品具有優異的表面性能和韌性。
接枝聚合物的合成：
聚丁二烯與苯乙烯、丙烯腈接枝是ABS生產工藝中的核心單元。粒徑呈雙峰分布的聚丁二烯膠乳連續送入乳液接枝反應器與苯乙烯和丙烯腈單體混合物進行接枝共聚反應。單體與聚丁二烯之比提高則接枝聚合物和SAN共聚物的分子量及接枝度增加，內部接枝率一般隨橡膠粒徑的增加和橡膠交聯密度的降低而增加。在粒徑和橡膠交聯密度恒定時接枝度和接枝密度是決定ABS產品性能的因素。
SAN共聚物的合成：
苯乙烯與丙烯晴共聚物合成方法有三種：乳液法、懸浮法和本體法。本體法采用熱引發、連續聚合，產品純淨、質量較高，汙染少，在SAN合成中正取代懸浮法，尤其在大型ABS生產裝置上。懸浮法采用引發劑，間歇聚合、產品不如本體法純淨，產生的廢水對環境有汙染，但工藝簡單，流程短，投資少，聚合熱易撒出，對中小型裝置而言懸浮法較為經濟。乳液法流程長，技術落後，發達國家已基本淘汰。
摻混和後處理：
最後將得到的ABS接枝聚合物與SAN共聚物以不同比例進行摻混，可以得到多種ABS樹脂產品，摻混方法使產品具有很大的靈活性。
SAN與接枝聚合物的摻混和後處理工藝上有二種方法：在“濕工藝”中先將接枝膠液脫去大量水，得到的膠粒或膠塊和SAN粒子一起送入特殊的擠出機進行幹燥、混合和造料。在“幹工藝”中，先用離心機將接枝膠液中大量水分脫去，然後用氮氧幹燥，幹燥的接枝膠粒和SAN粒子混合，擠出、幹燥。此二種工藝都為連續法生產，其設備細節是專利技術。

3.2連續本體工藝：

近年來連續ABS工藝進一步完善，已逐步確立了其為主要ABS生產工藝的地位，從環保和投資的觀點看本體法是最佳期的ABS生產工藝，本體工藝的主要缺點是所生產的產品有局限性，如在高抗沖產品的生產上有局限性。
本體工藝與乳液工藝不同，乳液工藝在水相中進行，反應體系粘度較低，傳熱較好，而在本體工藝生產ABS樹脂時，為了粘度容易控制，對橡膠含量控制在15%以內，最多不超過20%，而且普通本體工藝生產的ABS樹脂中橡膠粒子較大，因此表面光澤差。大部分本體工藝采用3-5個連續反應器串聯的反應器體系，反應器可以是攪拌槽式、塔式、管式或組合式。近年來連續本體工藝在改進產品上取得的主要進展有如下幾點：
控制橡膠粒徑小於1.5um，改進光澤度。
控制橡膠粒徑和形態，改進抗沖性；
增加橡膠相中的夾附量；
使橡膠的粒子呈雙峰分布；
優選引發劑類型和濃度等。
引入第四單體改性：如引入α-甲基苯乙烯生產耐熱ABS樹脂。
上述二種ABS生產方法，對年產5萬噸的生產裝置在生產膠含量為15%（wt）的ABS樹脂時，本體工藝和乳液接枝本體SAN摻合工藝的總可變成本相同，總的現金成本則本體工藝較低。如果為了生產抗沖性能好的高膠含量的ABS產品，本體法ABS生產者必須外購買橡膠接枝的濃縮物，或者自己生產這種濃縮物用於本體ABS共混，後者實際上已經將本體工藝轉變為乳液接枝本體SAN摻合工藝。所以目前僅有少數公司采用連續本體工藝直接得到ABS樹脂產品，大部分仍然采用乳液接枝本體SAN摻合法生產ABS樹脂。

4.科研動態：

本體聚合工藝與乳液接枝摻合工藝相比，具有對環境汙染少、投資低的優點，但產品多樣化方面有局限性。有關本體聚合有些專利中指出使用一種稀釋劑或溶劑以降低反應體系的粘度，使聚合反應操作容易控制。
在本體聚合中為達到使ABS樹脂中的橡膠粒徑小於1.5μm，在相轉變期間要進行強力攪拌，但這方法引起能耗大增。有專利介紹一種通過對聚合反應體系進行化學改性而使橡膠平均粒徑小於1.5μm。
聚合過程中引發劑的類型和濃度，稀釋劑等對橡膠粒子的形態有影響。

5.研究ABS合金以擴大工程塑料的應用

美國通用公司推出ABS/PBT合金，與原有的ABS/尼龍樹脂相比，該合金吸濕性低，對濕氣不敏感，有較高的尺寸穩定性。GE公司利用生產聚碳酸脂的優勢，開發了PC/ABS合金，采用特殊的聚合工藝，使ABS具有較高的橡膠含量，從而提高了低溫沖擊性能。Monsanto公司開發的第四代ABS樹脂，具有高的熔融流動性和表面平整度，主要用於電子計算機軟盤。
提高ABS的耐熱性：除了與其它耐熱樹脂組成合金或添加無機填料外，主要手段就是導入剛性分子，提高主鏈剛性、減弱對稱性，增加側鏈位阻。Borg-Warner公司首先用α-甲基苯乙烯（α-MS）作為第四組份開發了這類產品，類似產品還有叔丁基苯乙烯，PMS等。采用α-MS時，ABS最高熱變形溫度可達120°C。用N-苯基馬來酰酉安（PMI）作ABS共聚體，用1%PMI共聚可使熱變溫度提高1°C，同時還保持良好的流動性與耐熱性的平衡。