abs塑料颗粒是通用工程塑料的核心品类,其生产工艺围绕 “单体聚合→产物处理→造粒成型” 三大核心环节展开,不同工艺的核心差异在于聚合反应方式,主流工艺可分为以下 4 类,各类工艺的原理、流程、特点及适用场景存在显著区别:

一、乳液接枝 - 本体 SAN 掺混工艺(主流工艺,占比超 70%)
这是目前全球应用较广泛的工艺,核心逻辑是 “分步聚合 + 物理掺混”,通过分别控制橡胶相(丁二烯)和树脂相(SAN)的性能,最终实现 ABS 的综合力学特性。
工艺核心流程
丁二烯橡胶乳液制备
在反应釜中,以丁二烯为单体,水为介质,加入乳化剂(如十二烷基硫酸钠)、引发剂(如过硫酸钾),在 60-80℃下进行乳液聚合,生成粒径 100-300nm 的聚丁二烯(PB)乳胶粒子,为后续接枝提供 “弹性核心”。
接枝聚合(关键步骤)
将 PB 乳胶粒子、苯乙烯(S)、丙烯腈(A)单体按比例(通常 S:A=7:3)加入接枝反应釜,加入引发剂(如偶氮二异丁腈)和链转移剂,在 70-90℃下反应 2-4 小时。此时 S 和 A 会在 PB 乳胶粒子表面接枝聚合,形成 “PB 弹性核 + SAN 树脂壳” 的复合粒子(接枝胶乳),避免后续加工中橡胶相团聚。
SAN 树脂制备(本体聚合)
单独将苯乙烯和丙烯腈按相同比例(S:A=7:3)加入本体聚合釜,在 80-120℃下进行预聚合(转化率达 30%-40%),形成粘稠的 SAN 预聚液;再进入双螺杆反应器继续聚合至转化率 80% 以上,得到 SAN 树脂熔体(刚性树脂相)。
掺混、脱挥与造粒
将接枝胶乳与 SAN 树脂熔体按比例(通常接枝胶乳占 30%-50%)送入双螺杆挤出机,同时加入抗氧剂、润滑剂等助剂;挤出机内完成 “胶乳破乳→树脂熔融掺混→水分 / 未反应单体脱除”(脱挥真空度≥-0.09MPa),最后通过模头挤出、切粒机切为 2-3mm 的圆柱状颗粒,经冷却、筛选后得到成品。
工艺特点
优势:橡胶相分散均匀(粒径可控),ABS 冲击强度高(缺口冲击≥20kJ/m²),批次稳定性好,可灵活调整 SAN 与接枝胶乳比例以适配不同需求(如高刚性、高韧性)。
劣势:流程长(需两套聚合系统),设备投资高,能耗略大(脱挥环节)。
适用场景:汽车零部件(保险杠、仪表盘)、家电外壳(冰箱、洗衣机)、电子外壳(电脑主机、路由器)等对力学性能要求均衡的领域。
二、连续本体聚合工艺(高效低成本工艺)
该工艺无需单独制备乳胶,直接在连续反应装置中完成 “单体聚合→造粒”,核心优势是流程短、成本低,适合大规模量产通用级 ABS。
工艺核心流程
预聚合阶段
将苯乙烯(S)、丙烯腈(A)、聚丁二烯橡胶(PB,预先溶解为橡胶溶液,浓度 10%-15%)、引发剂(如过氧化二苯甲酰)按比例(S:A:PB≈65:20:15)送入预聚合釜,在 85-95℃下反应 1-2 小时,转化率达 25%-35%,形成粘度 1000-5000cP 的聚合液。
连续聚合阶段
聚合液通过泵连续送入 “塔式反应器” 或 “双螺杆反应器”,在 100-140℃、微正压(0.1-0.3MPa)下继续聚合,通过分段控温(前段低温控反应速率,后段高温提转化率)使最终转化率达 95% 以上,得到 ABS 熔体(不含水分,无需破乳)。
造粒与后处理
ABS 熔体直接进入水下切粒机(或风冷切粒机),切为 2-3mm 颗粒,经干燥(水分≤0.1%)、筛选后即可包装;若需提升性能,可在挤出阶段加入抗氧剂、紫外线吸收剂等助剂。
工艺特点
优势:流程短(无乳胶制备、脱挥环节),设备投资比乳液法低 30%-40%,能耗低(省去乳胶干燥步骤),生产效率高(单条生产线产能可达 10 万吨 / 年以上)。
劣势:橡胶相分散均匀性略差(易形成 500nm 以上团聚粒子),冲击强度比乳液法低 10%-15%(缺口冲击≈15-18kJ/m²),难以生产高韧性牌号。
适用场景:玩具、日用品(如收纳箱、衣架)、低端家电外壳(小型电风扇、电饭煲底座)等对冲击性能要求不高的领域。
三、悬浮聚合工艺(小众低成本工艺)
该工艺以水为分散介质,通过悬浮剂使单体形成液滴,在液滴内完成聚合,核心特点是设备简单、操作易控,但产品纯度和力学性能较低,目前应用占比不足 5%。
工艺核心流程
悬浮体系制备
在反应釜中加入水、悬浮剂(如聚乙烯醇、碳酸钙),搅拌形成稳定悬浮液;再加入苯乙烯、丙烯腈、聚丁二烯橡胶(或丁二烯单体)、引发剂,搅拌使单体分散为直径 0.1-1mm 的液滴(悬浮颗粒)。
聚合反应
升温至 80-90℃,在搅拌下反应 4-6 小时,液滴内先完成丁二烯聚合(若用丁二烯单体)或橡胶溶胀接枝,再进行 SAN 聚合,最终形成 “ABS 树脂颗粒”(此时为 1-3mm 的聚合颗粒,非成品颗粒)。
后处理与造粒
反应结束后,离心分离出聚合颗粒,水洗去除悬浮剂和残留单体,干燥后送入单螺杆挤出机,加入助剂熔融挤出、切粒,得到成品 ABS 颗粒。
工艺特点
优势:设备简单(无需复杂脱挥系统),投资成本低,操作难度小,适合小规模生产。
劣势:产品中易残留悬浮剂(影响透明度和耐候性),橡胶相分散差(冲击强度低,≈12-15kJ/m²),颗粒粒径不均匀。
适用场景:低端注塑件(如塑料瓶盖、简易工具外壳)、改性塑料基材(需进一步添加玻纤 / 矿物填充改良性能)。
四、乳液聚合工艺(传统工艺,逐步淘汰)
这是较早工业化的 ABS 生产工艺,核心是 “全乳液聚合”,但因产品性能差、污染大,目前仅少数老旧工厂使用。
工艺核心流程
三段乳液聚合
先通过乳液聚合制备聚丁二烯乳胶;再加入苯乙烯、丙烯腈进行接枝聚合(形成接枝乳胶);最后单独聚合 SAN 乳胶(而非本体 SAN)。
乳胶混合与凝聚
将接枝乳胶与 SAN 乳胶按比例混合,加入电解质(如氯化钙)进行 “凝聚”(破乳),形成 ABS 树脂颗粒。
洗涤、干燥与造粒
凝聚后的颗粒经多次水洗(去除电解质和乳化剂)、干燥(水分≤0.2%),再熔融挤出造粒。
工艺特点
优势:早期技术成熟,设备要求低。
劣势:水洗产生大量废水(污染严重),产品残留杂质多(乳化剂、电解质),冲击强度和耐热性差,已逐步被乳液接枝 - 本体 SAN 工艺取代。
适用场景:基本无主流应用,仅用于生产极低端的一次性塑料制品(如塑料垃圾袋、简易包装)。