注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能的影響

郭曉敏

摘要：ABS樹脂作為當前應用最廣泛的橡膠增韌塑料之一，它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，具有良好的綜合物理機械性能。由于注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能具有十分重要的作用，所以是有必要對其進行深入研究的。通過概述ABS樹脂的特性及性能，從注射速率、注射壓力和保壓壓力三方面分析實驗部分，并得出相關結果，以供人們參考。

關鍵詞：注塑成型工藝;ABS樹脂;沖擊性能;影響;研究

前言：

隨著我國工業(yè)領域的迅猛發(fā)展，注塑成型工藝也發(fā)展的如火如荼。由于注塑成型工藝的模具種類繁多，所以它被廣泛的應用于諸多領域。從目前來看，很多人都認為材料的配方設計和反應工藝是影響ABS樹脂沖擊性能的主要因素，然而卻幾乎沒有人重視注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能的影響。基于此，為了推動ABS樹脂的可持續(xù)發(fā)展，應當對不同注塑條件下ABS樹脂的沖擊強度、沖擊樣條縮痕深度和樣品質量進行深入研究，從而明確注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能的影響。

1. ABS樹脂的特性及性能

ABS樹脂是一種熱塑型高分子材料結構，它是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種組分構成的，并具有這三種組分各自的特性。其中，丙烯腈為ABS樹脂提供耐酸堿鹽、耐熱性、硬度等化學腐蝕的性質;丁二烯為ABS樹脂提供抗沖擊性和低溫延展性，但是丁二烯不宜過多，一旦超過標準，就會降低ABS樹脂的流動性、光澤以及硬度;苯乙烯為ABS樹脂提供產品表面的光潔度、加工的流動性以及硬度，具體特性如表1所示。除此之外，ABS的性能主要受如下因素影響：第一，三種組分的配比;第二，樹脂的分析量、組成;第三，橡膠的交聯密度、組成、化學性質、比例;第四，橡膠與樹脂界面的相容性等。這些影響因素都得到了人們的高度重視，但是注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能的影響卻很少有人關注，以下的實驗部分就是對其進行的具體探討。

2.實驗部分

在實驗的過程中，需要注重如下步驟：第一，原料;第二，儀器設備;第三，實驗過程;第四，測試方法。

2.1原料

ABS樹脂，750A，中國石油大慶石化公司。

2.2儀器設備

需要準備以下六種儀器設備：第一，型號為FED720的電熱鼓風干燥箱，產自德國Binder公司;第二，型號為SE130EV的注射機器，產自日本住友重機械工業(yè)株式會社;第三，型號為FA2004B的電子天平，產自上海佑科儀器有限公司;第四，型號為BH023.ZNO.003的自動銑口機，產自德國Zwick/Roell公司;第五，型號為ID-S112X的千分尺，產自日本三豐公司;第六，型號為CEAST9050的懸臂梁沖擊強度測試儀，產自美國Instron公司。

2.3實驗過程

首先，將ABS樹脂放入（80±5）℃的電熱鼓風干燥箱中，時間為2h以上，以作備用;其次，用1kg樹脂對注射機器進行清潔，并加入適量的ABS樹脂;最后，將注射機器的溫度分別調到180、190、200、200℃，并在注射時間、冷卻時間、模具溫度一樣的注射條件下進行注塑。除此之外，為了確保試樣厚度均勻，樣品必須采用家族式模具一次注塑成型。若試樣存在問題，就必須及時修改注射條件，直至試樣沒有任何缺陷。與此同時，試樣還必須滿足以下條件，才可以對其進行測試，即室溫室溫為23℃、相對濕度為45%、放置時間為24h，只有這樣，才能有效收集注塑試樣。

2.4測試方法

沖擊樣條的縮痕深度：沖擊樣條的尺寸為63.5mm×12.7mm ×6.4mm，采用千分尺測量每組實驗沖擊樣條的厚度，并將6.4mm作為沖擊樣條的厚度;沖擊樣條的強度：將沖擊樣條在自動銑口機上銑出約2mm的缺口，并采用梁沖擊強度測試儀測定沖擊樣條的強度;產品質量：采用電子天平秤量每個樣品整件的質量，并要求每個注塑條件成型3個樣件，取質量的平均值。

3.結果并討論

3.1注射速率對ABS樹脂沖擊性能的影響

注射速率對ABS樹脂熔體流動性的改變有一定影響，注射速率過慢，樣品會出現波紋、熔接不良等現象。而注射速率過快，充模迅速，樣品會出現排氣不良現象。在調整注射速率時，應當先確保其他注塑工藝條件不會發(fā)生改變，再降低注射速率，直到出現欠注情況，以此速度為下限，并根據相同幅度不斷提高速率。當注射壓力為70MPa時，速率降低到20mm/s后出現欠注現象，因此速度下限設置為25mm/s。固定注射壓力為70MPa，保壓壓力為50MPa，分別用25、40、55、70、85、100mm/s的速率注塑。

3.2注射壓力對ABS樹脂沖擊性能的影響

在調整注射壓力的范圍時，應當以正常工藝條件為基礎。當注射壓力降至50MPa時，出現欠注現象，因此最低壓力應當選擇55MPa。當注射壓力升至120MPa時，出現少量飛邊現象，因此壓力參數范圍選擇55～115MPa。

3.3保壓壓力對ABS樹脂沖擊性能的影響

塑料充模取決于注射壓力，而產品性能最終會受保壓壓力的影響。在不同保壓壓力下對ABS樹脂進行注塑，結果發(fā)現：在50～70MPa的保壓壓力下，保壓壓力對ABS樹脂的沖擊性能沒有太大影響。

4.結語

總而言之，深入研究注塑成型工藝對ABS樹脂沖擊性能的影響是尤為重要的。通過實驗可知：注射速率對ABS樹脂沖擊性能有較大的影響;注射壓力對ABS樹脂沖擊性能的影響趨勢與注射速率相同;注射速率比注射壓力對ABS樹脂沖擊性能的影響更大;在50～70MPa的保壓壓力范圍內，保壓壓力對ABS樹脂的沖擊性能影響較小。只有這樣，才能充分發(fā)揮ABS樹脂應有的作用，從而推動ABS樹脂的深入發(fā)展。

參考文獻：

[1]周健.硫酸鹽晶須改性ABS復合材料的性能與微觀結構[J].化工學報，2017 （01）.

[2]龍雪彬，薛斌，胡智，楊二钘.硫酸鋇填充改性ABS塑料的性能研究[J].現代機械，2017 （03）.

[3]張凌燕，唐華偉，賴偉強.白云母改性與填充ABS工程塑料的試驗研究[J].塑料，2017 （04）.