ABS，學(xué)名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，英文名：Acrylonitrile Butadiene Styrene。常態(tài)為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹脂，脂肪稍微比水多：1.02-1.08g/cm3。目前是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的聚合物之一。更多介紹請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接：
ABS常見的主要有乳液聚合和本體法。
乳液聚合:該制法是將丙烯腈與苯乙烯聚合成AS，然后在乳液狀態(tài)下與丁二烯聚合成ABS，此工藝助劑殘留較多，產(chǎn)品色澤偏黃，市場(chǎng)售產(chǎn)品多數(shù)是此法生產(chǎn)（LG、奇美、吉化、巴斯夫等）。
本體法:連續(xù)本體法ABS生產(chǎn)工藝包括溶膠、預(yù)聚合、聚合、脫揮和造粒5個(gè)步驟。工藝優(yōu)點(diǎn)：
1.生產(chǎn)連續(xù)化、工藝流程簡單
2.設(shè)備少、投資省、操作易
3.三廢少、污染少、節(jié)能、環(huán)保
4.產(chǎn)品品種切換方便
目前美國DOW與中石化上海高橋是用此工藝。相對(duì)乳液聚合法生產(chǎn)的產(chǎn)品，本體法產(chǎn)品色澤較白，但光澤較差；加工溫度范圍較寬。
本體ABS產(chǎn)品牌號(hào)雖不及乳液接枝-本體SAN摻混法那樣多，但通過調(diào)整配方及工藝，也形成了自己的產(chǎn)品系列。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的本體ABS樹脂多為通用級(jí)產(chǎn)品，缺乏高性能專用料牌號(hào)。
近年來，ABS/ PC合金的研發(fā)及其工業(yè)化引起了業(yè)界的關(guān)注。本體ABS含膠量低、相容性高、雜質(zhì)少，適于制作ABS/PC合金，從而拓寬其在家電、電子、汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。切合這一契機(jī)，本文就本體ABS樹脂的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行討論，并提出幾點(diǎn)發(fā)展建議。
連續(xù)本體聚合（簡稱B工藝）是近年來發(fā)展較快的ABS樹脂生產(chǎn)工藝，其產(chǎn)能僅次于乳液接枝-本體SAN摻混工藝，約生產(chǎn)15%-20%的ABS產(chǎn)品。B工藝包括橡膠品種選擇、溶解與過濾、預(yù)聚合、聚合、脫揮和造粒等工序。即將聚丁二烯橡膠溶于苯乙烯和丙烯腈混合單體，在少量溶劑存在下橡膠溶液被連續(xù)加入到多個(gè)串聯(lián)的全混流或平推流反應(yīng)器，在達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)化率后，被連續(xù)送到脫揮器，將未反應(yīng)的單體和溶劑閃蒸、冷卻回收循環(huán)利用，熔融的物料再經(jīng)過造粒成為ABS樹脂成品。圖1為B工藝流程框圖。
圖1 生產(chǎn)ABS樹脂B工藝流程框圖
連續(xù)本體工藝屬于清潔生產(chǎn)工藝，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是國家鼓勵(lì)發(fā)展的ABS生產(chǎn)工藝。國內(nèi)外很多廠家、院所都十分重視連續(xù)本體聚合工藝技術(shù)的研究與開發(fā)，并已涌現(xiàn)出美國Dow化學(xué)，日本三井化學(xué)（原日本MTC）、德國Lanxess(接手美國Monsanto技術(shù))、中化國際等擁有成熟技術(shù)的生產(chǎn)商，2011年世界生產(chǎn)連續(xù)本體ABS的主要公司見表1。
表1 世界生產(chǎn)連續(xù)本體ABS主要公司一覽（2011年）
2006年，高橋石化公司引進(jìn)DOW化學(xué)技術(shù)，建設(shè)20萬噸／年本體ABS裝置，于2007年投產(chǎn)。中國兵器工業(yè)集團(tuán)遼寧華錦化工(集團(tuán))有限責(zé)任公司2008年又引進(jìn)DOW化學(xué)本體ABS技術(shù)，建設(shè)14萬噸/年裝置，于2010年11月投產(chǎn)。2007年，奇美（鎮(zhèn)江）公司購買中化集團(tuán)中化國際新材料公司技術(shù)，建設(shè)年產(chǎn)10萬噸裝置，并于2009年11月投產(chǎn)。上海華誼聚合物有限公司采用自有多個(gè)串聯(lián)全混型聚合反應(yīng)器（CSTR）技術(shù)，2011年建成3.8萬噸/年裝置。
目前，國產(chǎn)本體ABS已經(jīng)有一定規(guī)模，但裝置開工率不高，運(yùn)轉(zhuǎn)也面臨諸多困難：
◆橡膠原料依賴進(jìn)口，ABS產(chǎn)品成本居高不下
生產(chǎn)本體ABS對(duì)橡膠要求較高。這類橡膠可以是丁二烯均聚物如低、高順式聚丁二烯橡膠，也可以是丁二烯-苯乙烯崁段共聚物，而且后者更適于生產(chǎn)高沖擊強(qiáng)度的高端本體ABS。對(duì)高順丁橡膠結(jié)構(gòu)的要求是1.4加成應(yīng)大于85%，ML1+4100℃為20-70。
能夠大批量提供優(yōu)質(zhì)本體ABS用膠的企業(yè)，有日本旭化成、韓國錦湖及美國Dow化學(xué)等公司。這些廠家基本壟斷了本體ABS用膠的生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品市場(chǎng)。國產(chǎn)橡膠只能部分取代進(jìn)口膠，這嚴(yán)重制約了我國本體ABS的生產(chǎn)及發(fā)展。
為了解決本體ABS生產(chǎn)用膠問題，國內(nèi)一些橡膠研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)做了大量工作，而且這些工作至今仍在進(jìn)行中。高橋石化公司依托公司內(nèi)部技術(shù)力量和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功地將順丁橡膠35AE、55AE，溶聚丁苯橡膠T2000、T2003用于本體ABS生產(chǎn)，2/3的膠種實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。但其他本體ABS生產(chǎn)廠家仍然受進(jìn)口橡膠困擾。
目前有一個(gè)傾向，即本體ABS生產(chǎn)廠家都想自己開發(fā)生產(chǎn)本體ABS用膠，這是不合適的，也是得不償失的。因?yàn)檫@種橡膠對(duì)組成、分子排列方式、有無交聯(lián)都有嚴(yán)格的要求，比其他領(lǐng)域用膠的生產(chǎn)有更大的難度，需要長期的技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累。本體ABS生產(chǎn)配方中橡膠用量不大，生產(chǎn)出的專用膠又很難用在其他領(lǐng)域，這種膠的銷路很容易出現(xiàn)問題。本體ABS生產(chǎn)廠家與橡膠生產(chǎn)廠家合作，或者本體ABS生產(chǎn)廠家之間合作生產(chǎn)本體ABS用膠會(huì)是一個(gè)比較適宜的選擇。
◆做好本體ABS市場(chǎng)定位
2015年我國ABS樹脂表觀消費(fèi)量為472萬噸/年，本體ABS產(chǎn)能約40萬噸/年，按照世界本體ABS消費(fèi)占比，這點(diǎn)本體ABS應(yīng)該能夠消費(fèi)掉的。但由于國內(nèi)本體ABS品種不全、質(zhì)量不高、成本高且同質(zhì)化嚴(yán)重，加上本體ABS在耐沖擊和光澤度方面的局限，不大受用戶歡迎，國產(chǎn)本體ABS在我國ABS消費(fèi)中的比例少得可憐。
本體ABS本應(yīng)在剛性好、尺寸穩(wěn)定、受力不大的殼體類塑料制品領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用，但家電市場(chǎng)已經(jīng)飽和、更新動(dòng)力不足，加上HIPS的競(jìng)爭（本體ABS價(jià)格高于HIPS），導(dǎo)致本體ABS市場(chǎng)份額很小。倒是復(fù)合材料生產(chǎn)廠家將本體ABS與PC、PA、PBT等共混生產(chǎn)啞光、低氣味、耐熱復(fù)合材料，為本體ABS的應(yīng)用打開了一扇大門。
①在車內(nèi)密閉、溫度較高環(huán)境中，塑料中的小分子揮發(fā)物容易遷移到制品表面，并散發(fā)到車內(nèi)空間，危害乘客健康。耐熱ABS作為汽車內(nèi)飾件原材料之一，低氣味是其發(fā)展的一個(gè)重要方向。制備低氣味耐熱ABS，在配方設(shè)計(jì)上可采用低氣味的本體ABS 作為基材，效果更好。
②汽車內(nèi)飾件有低光澤（光澤度20%-40%）要求，使制品表面有啞光柔和感覺，有利于減少駕駛員視覺疲勞，提高駕駛安全性。通過噴涂啞光漆可以收到這一效果，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也不環(huán)保。開發(fā)低光澤ABS勢(shì)在必行，本體ABS中橡膠粒子比乳液ABS大很多，會(huì)有更多橡膠分散在制品表面，可獲得更低的光澤度。開拓本體ABS在啞光ABS制品領(lǐng)域的應(yīng)用，是本體ABS生產(chǎn)商必須關(guān)注的又一亮點(diǎn)。
從企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，乳液ABS生產(chǎn)廠家一般惜售ABS粉料，也為本體ABS在復(fù)合材料生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)。如果本體ABS生產(chǎn)廠家能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，搞好與復(fù)合材料生產(chǎn)廠家合作，甚至自己生產(chǎn)復(fù)合材料，本體ABS市場(chǎng)應(yīng)該是光明的。
◆本體ABS生產(chǎn)工藝優(yōu)勢(shì)應(yīng)該在與乳液ABS的競(jìng)爭中得到充分體現(xiàn)
只有在產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、廣受歡迎的情況下談?wù)撏顿Y、成本、環(huán)保才易為人們接受。與乳液接枝-摻混工藝的產(chǎn)品相比，本體ABS沖擊強(qiáng)度和光澤度偏低，加上橡膠原料成本高，使其喪失了大部分應(yīng)用空間。橡膠量、沖擊強(qiáng)度、光澤度偏低的問題，試驗(yàn)研究已經(jīng)有所突破，但尚未在國內(nèi)裝置上得到廣泛應(yīng)用。如何依靠技術(shù)創(chuàng)新提升產(chǎn)品質(zhì)量，是本體ABS廠家首先應(yīng)該考慮的問題。
本體ABS在生產(chǎn)工藝方面的優(yōu)勢(shì)應(yīng)該在其與乳液ABS的競(jìng)爭中得到體現(xiàn)。能否將其環(huán)保優(yōu)勢(shì)，比如少排污水、降低污水處理費(fèi)用體現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)格上？能否用數(shù)據(jù)（如電性能、黑點(diǎn)數(shù)）與其他材料對(duì)比，說明其純潔性？本體ABS生產(chǎn)流程短、占地少，這也會(huì)大大降低投資費(fèi)用并體現(xiàn)在產(chǎn)品成本上。本體工藝使用的原料和中間產(chǎn)品對(duì)設(shè)備腐蝕小、裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期長、檢維修費(fèi)用低，也可以降低生產(chǎn)成本。將本體工藝優(yōu)勢(shì)細(xì)化、數(shù)字化并反映產(chǎn)品價(jià)格上，是本體ABS生產(chǎn)商必須做好的另一個(gè)功課。
對(duì)此，筆者對(duì)發(fā)展我國本體ABS產(chǎn)業(yè)提出幾點(diǎn)建議：
◆關(guān)注社會(huì)對(duì)ABS尤其是對(duì)本體ABS的需求
社會(huì)對(duì)ABS 的需求除了通用產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)外，多樣化、差異化、個(gè)性化要求也越來越突出。在產(chǎn)品品種方面，除耐熱、阻燃、易加工、電鍍外，又對(duì)醫(yī)療用ABS、低揮發(fā)性ABS、食品級(jí)ABS提出要求。對(duì)ABS合金的要求更是多樣化，如透明級(jí)、抗靜電級(jí)、擠出級(jí)、吹塑級(jí)、啞光級(jí)、高光級(jí)等等。我們的ABS不是沒有市場(chǎng)，而是我們沒能及時(shí)提供用戶需要的產(chǎn)品。要抓住客戶需求，關(guān)鍵是要下決心，“像做工藝品那樣”做出用戶需要的產(chǎn)品。
本體ABS制作ABS合金有優(yōu)勢(shì)，文章要做好做足。
◆走聯(lián)合之路
我國目前僅有3家本體ABS生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)能近40萬噸/年，高橋石化開得最好，2015年開工率約85%，其他兩家開工率不高。建議走聯(lián)合之路，盡快解決其他兩家開工率問題。
如下幾種聯(lián)合應(yīng)該是有效的：ABS生產(chǎn)廠與橡膠生產(chǎn)廠的聯(lián)合，解決橡膠原料國產(chǎn)化的問題；ABS生產(chǎn)廠與ABS改性廠的聯(lián)合，開發(fā)出多種ABS合金，解決本體ABS的市場(chǎng)問題；ABS生產(chǎn)廠之間的聯(lián)合，以便統(tǒng)籌規(guī)劃、以老帶新、大幅度提高開工率、提質(zhì)降本；ABS生產(chǎn)廠與研究單位聯(lián)合，使散落于高校、研究機(jī)構(gòu)的本體ABS技術(shù)發(fā)揮作用。
高橋石化與錦湖日麗的合作已經(jīng)取得成效，是一個(gè)很好的范例。
◆聚焦PC/ABS合金
聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，其產(chǎn)量僅次于尼龍。它具有耐沖擊、尺寸穩(wěn)定、耐熱、透明等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于電子、電器和汽車制造業(yè)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)材料的性能也提出了新的要求，尤其是在成型汽車和電子設(shè)備適用的大型薄壁制件時(shí)要求其具有良好的流動(dòng)性，以降低制件的殘余應(yīng)力。但由于PC分子鏈的高剛性和大的空間位阻，使其具有較高的熔體粘度，因此加工困難，且制品殘余應(yīng)力大，易發(fā)生應(yīng)力開裂，同時(shí)耐溶劑性和耐磨損性較差。
這些缺點(diǎn)限制了PC在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用。合金化是PC改性的一種重要方法，能使PC的性能更為優(yōu)異，從而得到更廣泛的應(yīng)用。ABS/ PC合金是最早工業(yè)化的PC合金產(chǎn)品，也是最重要的PC合金之一，具有高沖擊、高耐熱及優(yōu)異的加工性能，已在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)在ABS/PC合金研發(fā)上已經(jīng)做了大量工作并向汽車、家電用戶提供了批量產(chǎn)品，還有一些企業(yè)甚至ABS生產(chǎn)廠也在做這方面的研究。筆者希望， ABS/PC合金研發(fā)能更深入一步，取得更多的突破。
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