ABS樹脂耐化學性的表征探討

（天津大沽化工股份有限公司，天津300450）

ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)樹脂是一種重要的通用合成材料，是由不同比例的苯乙烯、丁二烯及丙烯腈所組成。其中苯乙烯的主要作用是提供易加工性能和硬度，丙烯腈主要提供耐化學性和熱穩定性，而ABS樹脂的韌性和耐沖擊性是由丁二烯提供的。因此ABS樹脂具有優良的抗沖擊強度、耐熱性和耐低溫性能，而且流動性好，容易加工成型[1]。

ABS樹脂中含有丙烯腈組分，具備較好的耐化學品性，一般與稀酸、食用油、金屬鹽溶液、洗衣液、洗潔精、食用醋等接觸都不會產生明顯的缺陷，而且大多數情況下都可以在其表面進行涂裝、印刷等處理[2]。但隨著ABS樹脂在工業中的廣泛應用，ABS塑料常要與化學產品、化學試劑、發動機燃油、潤滑油、工業廢水、增塑劑及其相應的蒸汽等環境接觸，在這些化學品的長期作用下，特別是酯類、酮類溶劑，ABS塑料一方面可能吸收這些化學品的溶液或被提取其可溶物，樹脂會發生溶脹、腐蝕、溶解，導致制品外觀的惡化，另一方面還可能發生物理及化學變化，分子結構會遭到破壞，制品開裂及失效，并引起機械性能的降低等系列問題[3]。

目前，耐化學品ABS樹脂主要應用于廚房用品、冰箱內飾、空調零部件、吸油煙機、廢水處理以及其他與油脂、化學品接觸的環境場合。與通用ABS樹脂相比，除要求ABS樹脂具有優良的剛性、沖擊性能以及流動加工性能外，顯而易見的就是其應具有非常優異的耐化學性能，以保持在嚴苛的化學品環境中依然能夠正常使用。因而有必要建立一種可測試耐化學性的方法，在規定特定環境條件下對ABS塑料進行耐化學性實驗，以便對其相互作用行為做出初步評價，判斷ABS樹脂是否適用于該環境。

由于ABS樹脂具有良好的耐化學性和尺寸穩定性，通過測定ABS樹脂的重量和尺寸變化難以達到良好的試驗效果，本試驗在結合測定塑料耐化學品性固定應變法和溶劑浸泡法的基礎上，采用測定拉伸強度的變化來考察ABS樹脂耐化學性的效果。

1 實驗部分

1.1 主要原料

DG417，ABS樹脂，大沽化工股份有限公司；冰醋酸，分析純，天津市化學試劑一廠；四氯化碳，分析純，天津市百世化工有限公司；潤滑油，市售。

1.2 主要設備及測試儀器

注塑機SA600/150，寧波海天塑機集團有限公司；電子萬能試驗機XWW-20A，承德市金建檢測儀器有限公司；恒溫浴槽，承德市金建檢測儀器有限公司；大試管，多個。

1.3 實驗過程

將ABS樹脂用注塑機制成ABS標準拉伸樣條，配制不同條件的化學試劑放入大試管中，然后將ABS標準拉伸樣條放入，將所有試管放入23±2℃的恒溫浴槽中靜置一定的時間，取出樣條進行表面處理，處理完畢后進行拉伸性能測試，觀察其拉伸強度的變化。

拉伸測試：按ASTMD638；拉伸速率：50mm/min；

2 結果與討論

2.1 四氯化碳對ABS樹脂耐化學性的影響

四氯化碳用途較多，主要可用于化工原料，制造氯氟甲烷、氯仿及多種藥物；作為有機溶劑，廣泛應用于油、橡膠、油漆、瀝青及樹脂等的溶劑，也用作滅火器、熏蒸劑以及設備部件、電子器件的清洗劑等，因此在大量的環境中可以接觸到。

用四氯化碳浸泡ABS拉伸樣條不同的時間，分別測定其拉伸強度變化，結果如表1所示。

表1 ABS樹脂拉伸強度變化（四氯化碳）

由表1可知：隨著浸泡時間的增加，拉伸強度出現明顯的下降，浸泡4h后拉伸樣條表面四周變白，并且變得凹凸不平。這是由于ABS樹脂在四氯化碳中發生部分溶解和溶脹，因此樣條表面變得不再平滑，樣條性能也出現大幅度下降，可見四氯化碳對ABS樹脂具有較強的化學作用，對ABS樹脂具有較強的影響。

2.2 潤滑油對ABS樹脂耐化學性的影響

隨著ABS樹脂的廣泛應用，大量ABS樹脂產品被應用于家用電器、廚房用具以及工業機械零部件等領域中，這些領域大部分涉及油類環境，對ABS樹脂有著怎樣的影響有待研究。

本試驗考察潤滑油對ABS樹脂耐化學性的影響，將拉伸樣條放入潤滑油中，浸泡不同的時間，所得拉伸強度變化如表2所示。

表2 ABS樹脂拉伸強度變化（潤滑油）

從表2中可見：經過潤滑油不同時間浸泡后，樣條表面沒有明顯變化，樣條的拉伸強度與浸泡前相比差別不大，96h后仍沒有明顯的下降，說明潤滑油對ABS樹脂的化學作用較小，ABS樹脂具有良好的耐油性。

2.3 冰醋酸對ABS樹脂耐化學性的影響

由于日常生活中酸類環境的大量存在，ABS樹脂不可避免的將會和這類環境接觸，考察酸對ABS樹脂的性能影響不可避免，本試驗選取冰醋酸為代表，將拉伸樣條放入冰醋酸中浸泡不同的時間，觀察其拉伸強度的變化，結果如表3所示。

表3 ABS樹脂拉伸強度變化（冰醋酸）

由表3可知：隨著浸泡時間的增加，拉伸強度出現明顯的下降，浸泡4h后拉伸樣條表面“凹坑”，并且有易于擦掉的物質。這是由于ABS樹脂在冰醋酸的浸泡下表面被腐蝕溶解，因此表面樹脂可以被擦掉部分溶解物，可見冰醋酸對ABS樹脂具有較強的化學作用，對ABS樹脂有部分溶解，樹脂性能出現較大的變化。

2.4 一種ABS樹脂耐化學性測定方法的建立

通過以上實驗，建立一種ABS樹脂耐化學性的檢測方法，用于判定ABS樹脂制件是否適于在特定的化學試劑環境中工作。

以制件的實際工作環境中有約90%質量分數的醋酸存在，評估ABS樹脂制件是否能滿足使用要求為例：配置與實際工作環境中溶液相近的90%的醋酸溶液或直接取實際工作溶液，判斷其對ABS樹脂的化學作用，將ABS拉伸樣條放入其中，觀察其強度變化，如表4所示。

表4 ABS樹脂拉伸強度變化（90%醋酸）

（）（）

從表4可知：隨著浸泡時間的增長，拉伸強度逐漸下降，24h后降到40.8，下降幅度為86%，說明90%的醋酸對ABS樹脂制件有比較明顯的腐蝕作用，對樹脂性能和耐用性影響較大，因此，ABS樹脂制件慎用于該類環境中。

同理，視實際工作環境對樹脂應用的判定需求，可以更換相應的化學試劑和ABS樹脂，測試其在規定的條件下拉伸強度的變化，判斷該ABS樹脂是否適用于此類試劑環境中。因此，此實驗建立的評估方法可以作為判斷ABS樹脂耐化學性的一個基本檢測方法。

3 結論

四氯化碳對ABS樹脂具有很強的化學腐蝕性，試驗研究表明ABS樹脂不適用于有四氯化碳試劑的環境條件中；ABS樹脂具有較好的耐油性，在油性環境中浸泡較長時間其性能仍可基本保持不變；ABS樹脂具有一定的耐酸性，在稀酸環境下具有較好的耐受性，但不耐濃酸，濃酸環境中性能下降很快；用文中建立的方法可以有針對性的表征出ABS樹脂對某一類化學試劑的耐受性，進而通過綜合考慮判定ABS樹脂是否適于在該類化學試劑環境中應用。