PC/ABS 合金：综合性能优异的工程塑料
聚碳酸酯 (PC) 广为人知，它拥有耐高温、阻燃、电绝缘、尺寸稳定、无毒无味等诸多优点，因此在汽车、医疗、电子、光学等领域应用广泛。
PC也并非完美无缺，高熔体粘度、流动性差、易应力开裂等问题限制了其进一步发展。为了克服这些缺点，工业界常常将PC与其他树脂或增强材料共混改性。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 (ABS) 正是这样一种理想的共混材料。它综合了三种单体的优异性能，低温抗冲击、耐化学腐蚀、易于加工成型，且价格相对低廉，被广泛应用于汽车、电器、仪器仪表等领域。ABS也并非完美无缺，其阻燃性、耐高温性和耐候性较差。
将PC和ABS熔融共混制备的PC/ABS合金，有效地结合了两者的优点，弥补了各自的不足，实现优势互补。
相比于纯PC，PC/ABS合金流动性更好，加工性能更佳，制品应力敏感度更低；与纯ABS相比，PC/ABS的力学性能、耐热性、阻燃性能都有显著提高。得益于这些优异特性，PC/ABS 合金广泛应用于汽车内饰、通信设备、电子电器、照明设备等领域。
为了满足日益增长的市场需求，开发高性能PC/ABS 合金势在必行，深入研究新配方、新技术、新工艺刻不容缓。
PC/ABS 合金共混理论依据
为了获得理想的共混效果，不同类型高分子材料共混时需要遵循以下原则：极性匹配、表面张力和扩散能力相近、等粘度、溶解度参数相近。还需要考虑两相材料的工艺相容性。
实践证明，添加相容剂是提高聚合物相容性、改善合金材料力学性能的最有效方法。相容剂能够降低聚合物之间的表面张力，减小分散相粒径，增加界面层厚度，提高共混相结构的稳定性，从而提高合金的力学性能。常用的PC/ABS 合金相容剂主要包括：马来酸酐接枝类、甲基丙烯酸甲酯接枝类及胺基苯乙烯-丙烯腈 (SAN) 反应型相容剂等。
PC/ABS 合金发展历程
PC/ABS 合金的历史可以追溯到1963年，由美国 Borg-Warner 公司率先研制成功。
随后，欧美、日本等国家和地区的企业也相继投入研发，并推出了各具特色的 PC/ABS 合金产品。
如今，国际市场上已有数十种性能各异的PC/ABS合金，广泛应用于汽车、电子电气、办公用品等领域。
PC/ABS 合金特性
PC/ABS 合金，全称聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，完美融合了 PC 的机械强度、耐温性、抗紫外线性 (UV) 以及 ABS 的易成型性，展现出以下优异特性：
- 综合性能优异，冲击强度高，化学性质稳定，电性能良好
- 与 372 有机玻璃熔接性好，可制成双色塑件，并可进行表面镀铬、喷漆处理
- 具有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等多种级别
- 流动性优于 PMMA、PC，略逊于 HIPS，柔韧性好
- 机械性能均衡
- 低温下仍具备高冲击强度
- 室内紫外线稳定性好
- 热变形温度高 (80～125℃)
- 阻燃性好 (UL945VB)
- 易于注塑、挤塑、吹塑加工
- 电镀性能优异
- 密度一般在 1.05-1.20 g/cm³
PC/ABS 合金工艺条件
- 干燥处理: 加工前必须进行干燥处理
- 湿度: 应小于 0.04%
- 建议干燥条件: 90~110℃，2~4 小时
- 熔化温度: 230~300℃
- 模具温度: 50~100℃
- 注射压力: 取决于塑件
- 注射速度: 尽可能高
PC/ABS合金的制备与应用
一、PC/ABS合金的共混方法
PC/ABS合金的制备方法主要分为一步法和两步法：
1. 一步法：
将原料混合后，依次进行挤出、造粒，最终获得ABS/PC合金。
2. 两步法：
先将部分ABS与其他原料混合，经过挤出、造粒后，再进行ABS增容，最后再次进行挤出、造粒，最终获得ABS/PC合金。
二、ABS树脂的生产方法
目前工业上常用的ABS树脂生产方法主要有乳液接枝掺合法和连续本体法。
乳液接枝掺合法是在传统乳液接枝法的基础上发展而来，根据SAN共聚工艺不同，可分为乳液接枝乳液SAN掺合、乳液接枝悬浮SAN掺合、乳液接枝本体SAN掺合三种。其中，后两种方法在工业上应用更为广泛。
这三种乳液接枝掺合工艺都包含以下步骤：丁二烯胶乳的制备、接枝聚合物的合成、SAN共聚物的合成、掺混和后处理。
1. 丁二烯胶乳的合成
丁二烯胶乳的合成通常采用乳液聚合工艺，该工艺技术成熟，重点在于控制胶乳的固含量和橡胶粒子的粒径分布，以获得具有优异表面性能和韧性的ABS树脂。
2. 接枝聚合物的合成
将丁二烯胶乳与苯乙烯、丙烯腈单体进行接枝共聚反应，得到接枝聚合物。接枝度、接枝密度以及橡胶粒径和交联密度都会影响ABS产品的性能。
3. SAN共聚物的合成
苯乙烯和丙烯腈共聚物（SAN）的合成方法主要有乳液法、悬浮法和本体法。本体法具有产品纯净、污染少等优点，逐渐取代悬浮法，尤其适用于大型ABS生产装置。
4. 掺混和后处理
将ABS接枝聚合物和SAN共聚物按不同比例进行掺混，可以得到不同性能的ABS树脂产品。掺混方法灵活多样，赋予了产品丰富的性能选择。
除了上述步骤，还可以采用“湿工艺”或“干工艺”对ABS进行加工处理，最终获得ABS树脂。
三、PC/ABS合金的应用
PC/ABS合金综合性能优异，应用领域广泛，例如：
- 汽车内外饰：仪表板、饰柱、仪表前盖、格栅等
- 商务设备机壳和内置部件：笔记本电脑、台式电脑、复印机、打印机等
- 电信：移动电话外壳、附件、智能卡等
- 电器产品：电子产品外壳、电表罩、家用开关等
- 家用电器：洗衣机、吹风机、微波炉内外部件等
四、PC/ABS合金的国内外发展现状
经过多年的发展，中国PC/ABS塑料原料市场规模不断扩大，产品结构不断升级，形成了多层次的消费市场。PC/ABS合金新品种不断涌现，应用领域不断拓展，例如手机外壳、计算机、汽车零件等。
国内生产企业应抓住机遇，加快PC/ABS合金的开发、生产和应用，提升产品性能和市场竞争力。世界各大公司也在积极开发PC/ABS合金新品种，例如阻燃、玻纤增强、电镀等品种，以满足不断增长的市场需求。
五、PC/ABS合金的发展趋势
PC/ABS合金技术发展迅速，应用前景广阔。未来，PC/ABS合金将朝着高性能和功能化方向发展，应用领域将不断拓宽。
PC/ABS 合金历经数十载的发展，已取得了长足进步。随着高分子材料应用领域的不断拓展和工业生产对材料性能要求的提升，单一聚合物已难以满足实际需求。目前，国际上已有多种性能优异的 PC/ABS 合金问世，广泛应用于汽车、电子电气、办公用品等领域。未来，PC/ABS 合金将朝着高性能和功能化方向发展，应用领域也将不断拓宽。
（2）在阻燃方面，PC/ABS 合金材料正朝着无卤化方向发展。
无卤阻燃剂已成为全球研究热点，代表着阻燃剂开发应用的主要趋势。阻燃剂的开发也向着多功能化方向迈进，旨在提高阻燃效率、减少用量、降低对健康和环境的危害。
（3）为适应市场需求，开发高端 PC/ABS 合金产品，提升产品技术附加值。
文章来源：第八元素塑料版