詹建新

（廣東威博電器有限公司 廣東佛山 528305）

1 前言

目前，家電行業(yè)的采購(gòu)成本越來(lái)越高，許多家電企業(yè)為了降低采購(gòu)成本，紛紛提出了各種降成本的方案，其中有把HIPS替代ABS來(lái)生產(chǎn)塑料零配件也列入了降成本的方案之一。主要是因?yàn)镠IPS的采購(gòu)價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ABS，而且HIPS與ABS具有相同的縮水率，并且生產(chǎn)出來(lái)的塑料制件具有ABS的基本相同外觀，因此在不需要修改注塑模具的情況下，可以直接用生產(chǎn)ABS制件的模具來(lái)生產(chǎn)HIPS的塑料制件。因此有不少?gòu)S家希望用HIPS取代ABS來(lái)生產(chǎn)塑料零件，以此來(lái)降低公司的采購(gòu)成本。為了評(píng)估用HIPS生產(chǎn)的塑料件給整個(gè)產(chǎn)品的品質(zhì)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，我們對(duì)ABS與HIPS的制件進(jìn)行了長(zhǎng)期的測(cè)試，并對(duì)ABS與HIPS制件的性能進(jìn)行了對(duì)比分析，得出大量原始資料與同行分享。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器與設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料：ABS：某品牌全新料；HIPS：某品牌全新料；

實(shí)驗(yàn)材料來(lái)源：為了更有說(shuō)服力，接近生產(chǎn)實(shí)際情況，我們從注塑現(xiàn)場(chǎng)的料桶中抽取材料（全新料，含色粉，不含再生料）作為測(cè)試對(duì)象。

注塑機(jī)：MJ20 蘇州震旭機(jī)械有限公司；

電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：WDW-100濟(jì)南一諾世紀(jì)試驗(yàn)儀器有限公司；

懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)：OX-993東莞奧祥儀器設(shè)備有限公司；

氙燈實(shí)驗(yàn)：將制件放置在氙燈老化實(shí)驗(yàn)箱中，氙燈直接照射到制件表面，并使制件表面溫度為60℃。

紫外光實(shí)驗(yàn)：將制件放置在紫外老化實(shí)驗(yàn)箱中，紫外光直接照射到制件表面，紫外光照射強(qiáng)度為中等強(qiáng)度。

2.2 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作。

將全新的ABS或HIPS材料分別在80℃下烘箱中進(jìn)行烘干3h，使其完全變干。然后注塑成標(biāo)準(zhǔn)樣條，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、抗沖擊強(qiáng)度測(cè)試。

2.3 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：

拉伸性能測(cè)試：按GB/T1040-1992測(cè)試，拉伸速率為10mm/min，標(biāo)準(zhǔn)樣條，測(cè)試溫度為23℃；

懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度：按GB/T 1843-1993測(cè)試，測(cè)試溫度為23℃；

彎曲強(qiáng)度測(cè)試：按GB/T1042-9179測(cè)試，壓頭下降速度為2 mm/min，測(cè)試溫度為23℃；

2.4 測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)源

將ABS及HIPS材料分別制作成標(biāo)準(zhǔn)樣條，并對(duì)每項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目都檢測(cè)10次，去掉最高值與最低值后再取平均值，并把平均值作為分析的依據(jù)。

3 ABS和HIPS在不同溫度下的性能差異

實(shí)驗(yàn)過(guò)程及目的：將ABS和HIPS的標(biāo)準(zhǔn)樣條分別放置在不同的溫度下，測(cè)試樣條性能，測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示。

試驗(yàn)溫度：

·室溫及高、低溫試驗(yàn)時(shí)：環(huán)境溫度為23℃；

·室溫處理：測(cè)試溫度為23℃，并在室溫下放置48h，測(cè)試樣條性能；

·低溫處理：室溫處理24h，→恒溫恒濕箱-20℃放置48h，測(cè)試樣條性能；

·高溫處理：室溫處理24h，→恒溫恒濕箱43℃放置48h，測(cè)試樣條性能。

表1是ABS、HIPS制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條后，在不同溫度下的性能測(cè)試數(shù)據(jù)。

測(cè)試結(jié)果分析：

(1)HIPS與ABS比較：HIPS除了彎曲模量的低溫測(cè)試比較接近ABS外，其它方面的性能測(cè)試，HIPS的性能都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ABS，特別是室溫及低溫下的沖擊強(qiáng)度，HIPS還不到ABS的一半，低溫是48.31%，室溫是39.23%。

表1 ABS和HIPS在不同溫度下的測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 ABS與HIPS氙燈老化試驗(yàn)的測(cè)試數(shù)據(jù)

表3 ABS與HIPS在紫外光老化下的測(cè)試數(shù)據(jù)

(2)HIPS不同溫度下的比較：彎曲強(qiáng)度與彎曲模量的變化不大，拉伸強(qiáng)度的變化較大，由34.623變?yōu)?2.132，減少12.491，變化36%。沖擊強(qiáng)度性能在不同溫度下的變化最大，HIPS在-20℃、23℃及43℃三個(gè)不同溫度下的沖擊強(qiáng)度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，43℃沖擊強(qiáng)度達(dá)到12.29 kJ/m2，-20℃只有6.236 kJ/m2，相差近一半，下降49.2%，變化很大，而且-20℃沖擊強(qiáng)度為6.236 kJ/m2，這個(gè)數(shù)據(jù)在日常應(yīng)用中的表現(xiàn)就是HIPS較脆，稍微受到打擊就容易破碎。如果是在北方較寒冷的地區(qū)，冬天的氣溫更低，HIPS的制件將會(huì)更容易破碎。

(3)上述測(cè)試表明在北方冬季低溫地區(qū)不適合使用HIPS生產(chǎn)的塑料家用電器。

4 ABS與HIPS氙燈老化試驗(yàn)對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程及目的：將ABS和HIPS的標(biāo)準(zhǔn)樣條分別放置氙燈老化試驗(yàn)箱中，受到一定時(shí)間的老化照射后，再測(cè)試其性能。測(cè)試數(shù)據(jù)如表2所示。

試驗(yàn)溫度：

室溫測(cè)試：環(huán)境溫度為23℃；氙燈溫度：在老化箱中，制件受氙燈老化照射的表面溫度為60℃。

表2是ABS、HIPS制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條后，在氙燈加速老化實(shí)驗(yàn)箱中老化不同時(shí)間后的性能測(cè)試數(shù)據(jù)。

測(cè)試結(jié)果分析：

（1）HIPS與ABS比較：除了彎曲模量?jī)烧弑容^接近以外，其它方面的測(cè)試，HIPS的性能都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ABS，特別是沖擊強(qiáng)度，老化240h以上后，HIPS的沖擊強(qiáng)度在5kJ/m2以下，只有ABS的1/4，這個(gè)數(shù)據(jù)在日常應(yīng)用中的表現(xiàn)就是HIPS的零件較脆，容易破碎。

（2）HIPS不同老化時(shí)間后的比較：HIPS的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度與彎曲模量在老化后的變化不大，但沖擊強(qiáng)度的變化很大，HIPS老化前的沖擊強(qiáng)度為10.188 kJ/m2，老化240小時(shí)與400h后，沖擊強(qiáng)度分別為4.674，4.56 kJ/m2，分別是下降前的45.9%及44.7%，下降一半以上。而且老化240h后，沖擊強(qiáng)度為4.6 kJ/m2，這個(gè)數(shù)據(jù)在日常應(yīng)用中的表現(xiàn)就是HIPS的零件較脆，容易破碎。

（3）上述測(cè)試表明HIPS制件不適宜應(yīng)用于日常家用電器中常承受高溫的電器，比如電飯煲、電水壺一類的受高溫產(chǎn)品，而且在南方氣溫較高的地區(qū)，HIPS生產(chǎn)的塑料制件在氣溫較高的室外，也容易老化，不適宜長(zhǎng)期使用。

5 ABS與HIPS在紫外光老化下的對(duì)比分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程及目的：將ABS和HIPS的標(biāo)準(zhǔn)樣條分別放置紫外光老化試驗(yàn)箱中，受到一定時(shí)間的老化照射后，再測(cè)試其性能。。

試驗(yàn)溫度：室溫測(cè)試：：環(huán)境溫度為23℃；氙燈溫度：在老化箱中，制件受中等強(qiáng)度的紫外光加速老化照射。

表3是ABS與HIPS制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試樣條后，在紫外光加速老化實(shí)驗(yàn)箱中接受中等強(qiáng)度的紫外光照射，老化不同時(shí)間后的性能測(cè)試數(shù)據(jù)。

測(cè)試結(jié)果分析：

（1）HIPS與ABS比較：HIPS的彎曲模量比ABS下降較少，但也接近15%，其它三個(gè)方面的測(cè)試，HIPS的性能都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ABS，特別是沖擊強(qiáng)度，老化400小時(shí)以后，HIPS的沖擊強(qiáng)度在6kJ/m2以下，只有ABS的1/3左右。

（2）HIPS不同老化時(shí)間后的比較：拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度與彎曲模量的變化不大，但沖擊強(qiáng)度的變化很大，HIPS老化前的沖擊強(qiáng)度為10.188 kJ/m2，老化400小時(shí)后，沖擊強(qiáng)度為5.9kJ/m2，相差4.288 kJ/m2，下降了42%以上。而且老化400小時(shí)后，沖擊強(qiáng)度為5.9kJ/m2，這個(gè)數(shù)據(jù)在日常應(yīng)用中的表現(xiàn)就是HIPS的零件較脆，容易破碎。

（3）上述測(cè)試同樣表明：HIPS制件不適宜應(yīng)用于日常家用電器中經(jīng)常承受高溫的電器，比如電飯煲、電水壺等，而且在南方氣溫較高的地區(qū)，HIPS生產(chǎn)的塑料制件在氣溫較高的室外，也容易老化，不適宜長(zhǎng)期使用。

6 結(jié)論

（1）通過(guò)一系列的測(cè)試，用HIPS材料生產(chǎn)的測(cè)試樣條，相比ABS更容易老化，導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度明顯下降。在應(yīng)用到家用電器上，HIPS所生產(chǎn)的制件，在剛開始使用時(shí)，雖然能夠達(dá)到ABS制件相同的效果，但隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，或反復(fù)受高溫、低溫的影響，HIPS的老化速度比ABS快很多，容易破碎，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的使用壽命下降。

（2）目前HIPS的生產(chǎn)廠家很多，不同品牌的HIPS性能差異很大，有的高品質(zhì)HIPS比ABS性能還要好，但低品質(zhì)的HIPS的性能則很差，因此在選擇HIPS生產(chǎn)塑料制件時(shí)，應(yīng)該選用品質(zhì)較好的品牌，慎用低品質(zhì)的HIPS。

（3）由于HIPS的抗沖擊強(qiáng)度比ABS要低很多，而且容易老化，老化后容易破碎，建議在一些運(yùn)動(dòng)件的產(chǎn)品中慎用HIPS。

（4）在一些家用電器的關(guān)鍵零部件的降成本中，在沒(méi)有充分測(cè)試的情況下，應(yīng)當(dāng)慎用HIPS取代ABS。

[1]Riew C.K.Rubber-Toughened ACS[M].Washingtom DC,1989