ABS树脂耐化学性的表征探讨

（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)树脂是一种重要的通用合成材料，是由不同比例的苯乙烯、丁二烯及丙烯腈所组成。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学性和热稳定性，而ABS树脂的韧性和耐冲击性是由丁二烯提供的。因此ABS树脂具有优良的抗冲击强度、耐热性和耐低温性能，而且流动性好，容易加工成型[1]。

ABS树脂中含有丙烯腈组分，具备较好的耐化学品性，一般与稀酸、食用油、金属盐溶液、洗衣液、洗洁精、食用醋等接触都不会产生明显的缺陷，而且大多数情况下都可以在其表面进行涂装、印刷等处理[2]。但随着ABS树脂在工业中的广泛应用，ABS塑料常要与化学产品、化学试剂、发动机燃油、润滑油、工业废水、增塑剂及其相应的蒸汽等环境接触，在这些化学品的长期作用下，特别是酯类、酮类溶剂，ABS塑料一方面可能吸收这些化学品的溶液或被提取其可溶物，树脂会发生溶胀、腐蚀、溶解，导致制品外观的恶化，另一方面还可能发生物理及化学变化，分子结构会遭到破坏，制品开裂及失效，并引起机械性能的降低等系列问题[3]。

目前，耐化学品ABS树脂主要应用于厨房用品、冰箱内饰、空调零部件、吸油烟机、废水处理以及其他与油脂、化学品接触的环境场合。与通用ABS树脂相比，除要求ABS树脂具有优良的刚性、冲击性能以及流动加工性能外，显而易见的就是其应具有非常优异的耐化学性能，以保持在严苛的化学品环境中依然能够正常使用。因而有必要建立一种可测试耐化学性的方法，在规定特定环境条件下对ABS塑料进行耐化学性实验，以便对其相互作用行为做出初步评价，判断ABS树脂是否适用于该环境。

由于ABS树脂具有良好的耐化学性和尺寸稳定性，通过测定ABS树脂的重量和尺寸变化难以达到良好的试验效果，本试验在结合测定塑料耐化学品性固定应变法和溶剂浸泡法的基础上，采用测定拉伸强度的变化来考察ABS树脂耐化学性的效果。

1 实验部分

1.1 主要原料

DG417，ABS树脂，大沽化工股份有限公司；冰醋酸，分析纯，天津市化学试剂一厂；四氯化碳，分析纯，天津市百世化工有限公司；润滑油，市售。

1.2 主要设备及测试仪器

注塑机SA600/150，宁波海天塑机集团有限公司；电子万能试验机XWW-20A，承德市金建检测仪器有限公司；恒温浴槽，承德市金建检测仪器有限公司；大试管，多个。

1.3 实验过程

将ABS树脂用注塑机制成ABS标准拉伸样条，配制不同条件的化学试剂放入大试管中，然后将ABS标准拉伸样条放入，将所有试管放入23±2℃的恒温浴槽中静置一定的时间，取出样条进行表面处理，处理完毕后进行拉伸性能测试，观察其拉伸强度的变化。

拉伸测试：按ASTMD638；拉伸速率：50mm/min；

2 结果与讨论

2.1 四氯化碳对ABS树脂耐化学性的影响

四氯化碳用途较多，主要可用于化工原料，制造氯氟甲烷、氯仿及多种药物；作为有机溶剂，广泛应用于油、橡胶、油漆、沥青及树脂等的溶剂，也用作灭火器、熏蒸剂以及设备部件、电子器件的清洗剂等，因此在大量的环境中可以接触到。

用四氯化碳浸泡ABS拉伸样条不同的时间，分别测定其拉伸强度变化，结果如表1所示。

表1 ABS树脂拉伸强度变化（四氯化碳）

由表1可知：随着浸泡时间的增加，拉伸强度出现明显的下降，浸泡4h后拉伸样条表面四周变白，并且变得凹凸不平。这是由于ABS树脂在四氯化碳中发生部分溶解和溶胀，因此样条表面变得不再平滑，样条性能也出现大幅度下降，可见四氯化碳对ABS树脂具有较强的化学作用，对ABS树脂具有较强的影响。

2.2 润滑油对ABS树脂耐化学性的影响

随着ABS树脂的广泛应用，大量ABS树脂产品被应用于家用电器、厨房用具以及工业机械零部件等领域中，这些领域大部分涉及油类环境，对ABS树脂有着怎样的影响有待研究。

本试验考察润滑油对ABS树脂耐化学性的影响，将拉伸样条放入润滑油中，浸泡不同的时间，所得拉伸强度变化如表2所示。

表2 ABS树脂拉伸强度变化（润滑油）

从表2中可见：经过润滑油不同时间浸泡后，样条表面没有明显变化，样条的拉伸强度与浸泡前相比差别不大，96h后仍没有明显的下降，说明润滑油对ABS树脂的化学作用较小，ABS树脂具有良好的耐油性。

2.3 冰醋酸对ABS树脂耐化学性的影响

由于日常生活中酸类环境的大量存在，ABS树脂不可避免的将会和这类环境接触，考察酸对ABS树脂的性能影响不可避免，本试验选取冰醋酸为代表，将拉伸样条放入冰醋酸中浸泡不同的时间，观察其拉伸强度的变化，结果如表3所示。

表3 ABS树脂拉伸强度变化（冰醋酸）

由表3可知：随着浸泡时间的增加，拉伸强度出现明显的下降，浸泡4h后拉伸样条表面“凹坑”，并且有易于擦掉的物质。这是由于ABS树脂在冰醋酸的浸泡下表面被腐蚀溶解，因此表面树脂可以被擦掉部分溶解物，可见冰醋酸对ABS树脂具有较强的化学作用，对ABS树脂有部分溶解，树脂性能出现较大的变化。

2.4 一种ABS树脂耐化学性测定方法的建立

通过以上实验，建立一种ABS树脂耐化学性的检测方法，用于判定ABS树脂制件是否适于在特定的化学试剂环境中工作。

以制件的实际工作环境中有约90%质量分数的醋酸存在，评估ABS树脂制件是否能满足使用要求为例：配置与实际工作环境中溶液相近的90%的醋酸溶液或直接取实际工作溶液，判断其对ABS树脂的化学作用，将ABS拉伸样条放入其中，观察其强度变化，如表4所示。

表4 ABS树脂拉伸强度变化（90%醋酸）

（）（）

从表4可知：随着浸泡时间的增长，拉伸强度逐渐下降，24h后降到40.8，下降幅度为86%，说明90%的醋酸对ABS树脂制件有比较明显的腐蚀作用，对树脂性能和耐用性影响较大，因此，ABS树脂制件慎用于该类环境中。

同理，视实际工作环境对树脂应用的判定需求，可以更换相应的化学试剂和ABS树脂，测试其在规定的条件下拉伸强度的变化，判断该ABS树脂是否适用于此类试剂环境中。因此，此实验建立的评估方法可以作为判断ABS树脂耐化学性的一个基本检测方法。

3 结论

四氯化碳对ABS树脂具有很强的化学腐蚀性，试验研究表明ABS树脂不适用于有四氯化碳试剂的环境条件中；ABS树脂具有较好的耐油性，在油性环境中浸泡较长时间其性能仍可基本保持不变；ABS树脂具有一定的耐酸性，在稀酸环境下具有较好的耐受性，但不耐浓酸，浓酸环境中性能下降很快；用文中建立的方法可以有针对性的表征出ABS树脂对某一类化学试剂的耐受性，进而通过综合考虑判定ABS树脂是否适于在该类化学试剂环境中应用。