塑膠成型abs材質:全方位指南

         ABS材質，全名為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，是一種常見的熱塑性聚合物。它結合了強度、剛性和韌性，使其在各種產品中得到廣泛應用。從汽車部件到運動器材外殼、窗簾配件與醫療檢測產品，ABS的多功能性使其成為製造業的首選材料。但是，你是否曾經好奇過ABS的耐熱性如何？或者，ABS材質到底好不好？在本文中，我們將深入探討ABS材質的特性、製造過程和應用範疇。我們也將解答一些關於ABS的常見問題，讓你對這種材料有更全面的了解。

圖:塑膠工廠示意照

ABS 是什麼材質？

        ABS 材質是一種熱塑性工程塑膠，丙烯腈提供硬度、剛性和抗化學性，苯乙烯賦予光澤的表面與易加工性，而丁二烯（聚丁二烯）則帶來韌性和耐低溫衝擊性。而典型的 ABS 材質組成比例約為 15–35% 丙烯腈、5–30% 丁二烯、40–60% 苯乙烯，在結構上，ABS 是以硬質的苯乙烯-丙烯腈(SAN)基體混合分散柔韌的聚丁二烯微粒，也就是所謂的「橡膠增韌」結構，使得 ABS 較純聚苯乙烯更強韌。

圖:ABS材質的多顏色濃湯杯

    ABS材質優點為耐衝擊性和耐磨性。這使得它在各領域都有應用，並適合製造大批量且形狀複雜的產品，能提升產品的美觀度和功能性。另外一提在3D列印領域，ABS 也是常用材料之一，因為它成型穩定且易於後處理。

    以下是 ABS 材質的主要構成成分及其作用：

• 丙烯腈(A): 提高材料的硬度、剛性並增強抗化學腐蝕能力。

• 丁二烯(B): 提供柔韌性和抗衝擊性，即使 ABS 在低溫下仍保持良好的韌性，不易脆裂。但丁二烯含量提高會稍降低材料的剛性與耐熱性。

• 苯乙烯(S) 提升表面光澤與加工便利性，讓 ABS 容易通過射出成型等方式加工成形，且原本呈乳白至半透明的 ABS 可以透過加入色料得到各種鮮豔色彩。

        通常，ABS 塑膠的應用範圍非常廣泛，從汽車內飾、日常家電到電子產品外殼，甚至進一步應用於醫療裝置(如快篩試劑盒)等產品，為何ABS 在這些領域廣受青睞呢?原因在於它易於加工成形且加工面品質和強度。

圖:ABS-757塑膠原料

ABS 材質的主要特性

        ABS材質有許多值得關注的特性，使其成為各行業的首選材料之一。首先，它具有良好的抗衝擊性，能夠承受突然的外力作用而不易破裂。此外，ABS的耐磨性也相當不錯，適合用在需要持久耐用的塑膠產品上，如下圖運動產品外觀件。

圖:跑步機主機外蓋

        ABS的表面光澤度也是一大優勢，這種材質易於上色，並且能夠與其他顏料進行混合，生產出多種顏色，使得ABS產品在市場上更受歡迎。

以下是ABS材質的主要特性列表：

• 高抗衝擊性和韌性:

          ABS 具有良好的抗衝擊強度，能夠承受突然的外力而不易破裂，其衝擊強度通常可達 ~200 J/m，相比許多其他塑膠而言，ABS 在室溫下尤其能抵抗撞擊力，產品掉落時也不易斷裂。

• 剛性與強度平衡:

          ABS 在保持韌性的同時，仍具備相當的強度和剛性，其拉伸強度通常約為 40–50 MPa，彎曲強度約為 65–95 MPa，足以應對承受拉力或彎曲載荷的結構需求。ABS 的延伸率約在 10–50%，這表示產品在斷裂前會出現一定程度的變形，兼具剛性與延展性。此外，ABS 的硬度在洛氏 R 規模下約為 90–110，顯示其表面抗刮擦及耐磨性能。

• 表面光滑並易於上色:

          ABS 表面具有高光澤度和良好的質感，成品外觀光滑、易於上色加工，可以輕鬆地在 ABS 表面進行噴塗、電鍍或黏貼裝飾，使其產品具有吸引人的外觀。

• 耐磨且適合長時間使用:

          ABS 擁有良好的耐磨耗特性，長時間使用摩擦也不易磨損，同時它在常溫環境下有優秀的尺寸安定性，即使承受一定負荷也不易蠕變或變形，這使其適合用在需要長期保持形狀的零件上。

• 環境適應性強，耐化學性出色:

          ABS 在-20°C 至 80°C 的溫度範圍內可以維持穩定性。此外，丙烯腈成分賦予 ABS 一定的耐化學腐蝕能力，一般對稀酸、鹼、醇類以及多數油類均有良好抵抗性。例如，ABS 抗水、抗大多數中性油脂，以及耐弱酸弱鹼，不會因環境濕度改變而性能驟降。這些特性使 ABS 能在多種環境中使用而不易劣化。（注意：ABS 不耐強極性的有機溶劑，如丙酮、氯仿等，長時間接觸此類化學品可能導致表面溶解或開裂。因此在特定應用中需考慮防護塗層或材料選擇。）

• 電氣絕緣性:

          雖然主要用於機械結構，ABS 同時具備穩定的電絕緣性能，在廣泛的頻率範圍和環境條件下電性表現穩定。因此 ABS 常被用於電子設備的外殼和零件，不僅保護內部元件，亦避免電氣洩露。

        總而言之，ABS 提供了強度、耐用性與靈活性的絕佳平衡，在許多需要耐衝擊、耐磨且長期使用的場景下都能勝任。這些特性讓 ABS 成為眾多產業中可靠且多才多藝的材料選擇之一。

ABS 耐熱性如何？

        ABS 材質在耐熱性方面表現出一定優勢。嚴格來說，ABS 沒有明確的熔點（屬於非結晶塑膠），但其玻璃轉化溫度約為 105°C。也就是說，大約超過 105°C 時，ABS 會開始由硬脆狀態轉為橡膠狀，機械性能顯著下降，表現為變軟甚至變形。一般而言，多數 ABS 製品適合在 -20°C 至 80°C 的環境溫度下使用，超過約 80°C 之後材料的剛性和強度會明顯下滑。因此，在設計使用 ABS 的產品時，需考慮避免長期處於高溫（如接近沸水溫度或以上）的環境。

      值得注意的是，ABS 配方可透過加入其他添加劑來增強耐熱性。例如，添加玻璃纖維增強的 ABS 等級，其熱變形溫度可提高，使材料在接近 80°C 甚至更高的溫度下仍保持足夠的剛性。另外，也有耐高溫 ABS（High Heat ABS）的特殊牌號，在耐熱性上有更佳表現。總的來說，ABS 能夠在許多需要中高溫的應用中表現良好，但若工作溫度經常超過100°C，則可能需要改用更耐熱的塑膠或採取冷卻措施。

ABS 塑膠的應用範圍

        現代產品設計中，ABS 塑膠無所不在。以下將舉兩個領域的典型案例，說明 ABS 在不同行業中的應用優勢。

1. 醫療快速檢測設備

        在現代醫療檢測中，ABS（丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物）以其物理與化學特性成為快速檢測試劑外殼的首選材料。特別是 COVID-19 快篩試劑和驗孕試劑等產品，對精密度、安全性及生產效率的要求極高，ABS 塑膠為醫療檢測產品帶來以下核心優勢：

• • 高強度與耐衝擊，保護關鍵試劑元件

    快篩卡匣與懷孕檢測試劑盒在運送與現場使用過程中，極易遭受擠壓或掉落衝擊。ABS 塑膠具備卓越的抗衝擊性能，能在跌落、碰撞中保護內部試紙條與微孔結構不受損害，確保每一次檢測結果的可靠性與一致性。

  • 精密射出，實現微流道與試劑倉精準結合

    試劑盒內部常包含精巧的幾何結構（如微流道、試劑槽和觀測窗）。ABS 非常適合射出成型工藝，熔融態流動性佳，冷卻後尺寸穩定，能精確複製設計圖中的細節。這確保了試劑液的流動分配準確、滴定孔位置精準，進而提升檢測的靈敏度和定量準確性。

  • 耐化學性與易滅菌，符合醫療級安全標準

    醫療用品需要經得起清潔消毒。ABS 對酒精、稀釋漂白劑等常用清潔劑有良好的耐受性，短時間接觸不會龜裂或變色。同時，ABS 塑膠可承受一定程度的高溫高壓蒸氣消毒或 UV 紫外線照射而不顯著劣化，符合醫療級安全標準。（需要留意的是，超過其耐熱上限的滅菌條件或長時間強紫外線照射可能仍會使 ABS 老化變脆。）

  • 輕量化與成本優勢，滿足大規模生產需求

    在全球性疫情期間，快篩試劑的需求急速攀升；懷孕檢測試劑亦需供應成千上萬的家庭使用。ABS 塑膠不僅密度低、易於運輸，還能縮短注塑週期、降低加工成本，協助生產廠商迅速擴充產能，讓防疫與家庭自檢遍地開花。

  • 環保回收，兼顧永續發展

    雖然 ABS 不可分解，但其可回收性良好。使用過的試劑盒外殼若透過專業管道回收，可重新製粒再生成新的塑膠製品，降低醫療廢棄物對環境的壓力。同時，ABS 製品的耐用特性意味著單件產品壽命長，在一定程度上也減少了資源浪費。

圖:驗孕試劑蓋的ABS塑膠外殼

2. 健身運動器材(跑步機零件)

        在健身器材領域，如跑步機等大型運動設備中，ABS 塑膠同樣扮演關鍵角色。跑步機的許多零件——例如主機外殼、馬達罩蓋、儀表板面板、側邊飾蓋和底座板等——經常選用 ABS 或其改良料作為材料。這是因為 ABS 能為跑步機零件提供以下幾項重要優勢：

• • 高韌性與抗衝擊

    跑步機在使用過程中會承受持續的振動和偶發的撞擊。例如使用者可能不小心踢到機殼，或是健身配件掉落砸在面板上。ABS 憑藉著抗衝擊強度，確保跑步機的馬達罩蓋、側邊護蓋等在長期震動和意外撞擊下仍不易開裂破損，保障了內部關鍵部件（如馬達和控制電路）的安全。

  • 結構支撐與耐久性

    跑步機底座和框架常包含 ABS 塑膠件來配合金屬結構，以減輕重量並降低成本。ABS 的彎曲強度和承重能力可分擔部分機械載荷，使整機在承受使用者體重、連續運動衝擊時，保持結構穩定而不變形，同時，ABS 的耐疲勞性可應對長時間反覆運動，延長跑步機零件的使用壽命。

  • 外觀與設計靈活性

    跑步機的操作介面和外殼需要符合人體工學且美觀耐看。ABS 易於模塑成複雜的形狀，能實現流線型的外觀和精細的紋理細節，滿足產品設計需求。其表面可選擇霧面或亮面質感，並且易於上色印刷，方便印製品牌標誌或操作說明。ABS 表面的高光澤度和可加工性讓跑步機的外觀部件既實用又具視覺吸引力。

  • 減震降噪性能

    相較於全金屬構件，塑膠材質對振動和噪音有更好的吸收和緩衝作用，ABS 結合了剛性與彈性，在跑步機運轉時能吸收部分馬達與踏板傳遞的震動，降低噪音並減少震動對零件接合處的衝擊。這有助於提升使用者體驗，讓跑步機運轉更安靜平穩。

  • 經濟高效的製造

    跑步機零件體積較大、形狀各異，ABS 易於透過射出成型一次製造出大尺寸且複雜的零件。相較金屬加工，塑膠射出可以在一個零件上集成多種功能特徵（如安裝孔位、卡扣結構等），減少後續裝配工序。ABS 原料成本適中，加工性能良好，使得大量製造跑步機覆蓋件、控制面板框架等零件時能兼顧成本效益與生產效率。

圖:健身運動器材主機 ABS 塑膠外殼

        透過上述兩個案例可以看出，ABS 塑膠材料在無論精巧的醫療器材或大型的運動設備上，都能展現其出色的性能與彈性，滿足不同領域對材料的嚴苛要求。

ABS 材質好嗎？優缺點分析

        作為一種被廣泛使用的工程塑膠，ABS 材質有明顯的優點，也存在一些需要權衡的缺點。

優點: 

        首先，ABS 強度高且韌性好，日常使用中不易破裂，給使用者帶來耐用可靠的印象。它的耐衝擊性在同類材料中表現突出，適合需要抗摔抗撞的產品。此外，ABS 加工成型容易，無論是射出成型、擠出、機加工還是3D列印，ABS 都能較好地勝任。這種加工優勢意味著產品設計師有更大的自由度去實現複雜的造型和精密的尺寸。同時，ABS 的原料成本相對低廉，在大批量生產時具有經濟效益。最後，ABS 表面可進行多樣的後處理（如拋光、噴塗、電鍍），能達到其他塑膠難以實現的外觀效果。以上這些優點使 ABS 成為從汽車、電子到日用品等眾多行業的首選材料之一。

缺點: 

        然而，ABS 也有一些不足之處。首先是耐候性，特別是抗紫外線能力較差。長期暴露在日照下，ABS 容易發生老化、變色，表面失去光澤，甚至出現微裂紋。因此戶外使用的 ABS 製品通常需要添加 UV 穩定劑或進行防曬塗裝。其次，ABS 的耐熱上限相對不高，約在80°C左右就會開始軟化變形，不適合在高溫下長期使用（例如高溫消毒器具或持續接近沸點的環境）。再次，從環境角度看，ABS 不可分解，屬於石化基材料，若隨意丟棄會造成環境負擔。然而好消息是 ABS 可回收再生，透過適當的回收管道可以重新利用，減少廢塑膠污染。最後，相較於一些新型塑料（如 PC、POM 等），ABS 的剛性和耐磨性並非最頂尖，在極高負荷或特殊化學環境下可能無法取代專用工程塑膠。因此，在材料選擇時需根據應用場合權衡 ABS 的優缺點。

ABS 樹脂與ABS 塑膠的區別

        在討論材料時，常會提到ABS 樹脂與ABS 塑膠這兩個名詞。簡單來說，ABS 樹脂是指 ABS 的原始塑料粒料，尚未經過成型加工的狀態。而ABS 塑膠指的是經過加工成型後的最終產品狀態。ABS 樹脂通常以米黃色或乳白色的圓粒形式出廠，經由射出成型、擠出成型等工藝，被製造成各種形狀的 ABS 塑膠製品。我們可以把 ABS 樹脂想像成麵粉，而 ABS 塑膠則是由麵粉製成的麵包：前者是原材料，後者是成品。需要注意的是，在實際應用中，有時會在 ABS 樹脂中添加玻纖、阻燃劑、著色劑等改質，以賦予最終 ABS 塑膠製品特殊性能（例如防火的 ABS 外殼、增強剛性的 ABS 齒輪等）。因此不同來源或牌號的 ABS 樹脂性能可能略有差異，但本質上都屬於 ABS 材質。

ABS 材質的耐熱性能(總結)

        ABS 材質具有不錯的耐熱性能，但仍有其限度。如前所述，ABS 約在 105°C 開始軟化（玻璃轉化），在 80°C 以下能長期保持機械穩定。對於多數日常應用，如電子產品外殼、汽車內裝件等，ABS 在環境溫度中運行完全沒有問題。甚至一些需要短時耐熱的場景（如熱水器外殼瞬間承受100°C水蒸氣）ABS 也能憑藉厚度和結構設計來應對。然而，若應用要求在高溫下連續使用（如超過90°C的工作環境），則需慎重考慮，要麼選用耐高溫ABS等級料，要麼改用其他耐熱材料（例如PC、PPS等）。此外，ABS 材質可以透過玻纖增強等方式提高熱變形溫度，或者在結構設計上避開長時間的熱源接觸，以確保安全。總之，ABS 在中等溫度範圍內表現可靠，但對於高溫場合需瞭解其極限並做好相應設計。

常見問題解答(FAQ)

 1. ABS 膠是什麼？可以用來黏 ABS 嗎？

       ABS 膠一般指專門黏合 ABS 塑膠的膠水。市售的 ABS 膠水通常是以一些能溶解 ABS 的溶劑（如丙酮或二氯甲烷等）配合樹脂所製成。使用時，ABS 膠會稍微溶解塑膠表面，使兩片 ABS 部件緊密融合，乾燥後形成牢固的接合。簡而言之，ABS 膠可以有效地黏合兩個 ABS 塑膠件，連接處的強度往往可接近原材強度，非常適合需要修補或組裝 ABS 製品的場合。但在使用此類膠水時要注意通風和安全，因為其中包含的溶劑可能具有刺激性或毒性。

2. ABS 材料有哪些主要優勢？與其他塑膠相比如何？

        ABS 的主要優勢包括良好的抗衝擊性和韌性，使其在受到撞擊時不易斷裂；耐熱性也比一般塑膠（如 PE、PP）來得高，可在較高溫度下保持剛性。此外，ABS 尺寸穩定、易加工，適合射出成型大尺寸複雜零件，後續也能透過機械加工達到公差要求。與其他常見塑膠相比，例如聚丙烯（PP）雖然更輕且抗化學性佳，但剛性和耐熱不及 ABS；聚碳酸酯（PC）強度和耐熱更高但價格昂貴，加工成型難度也較大。PVC 則雖防火但脆性較大且環保問題多。綜合而言，ABS 算是一種性價比極高的工程塑膠，在需要強度與韌性兼備的場合常常勝出。

3. ABS 塑膠對環境的影響如何？可以被環保回收嗎？

        ABS 塑膠並非生物可分解材料，拋棄在自然環境中可能長期存在，對生態造成壓力。然而，ABS 是可以回收再利用的塑膠之一。在符合法規和具備回收設施的情況下，廢舊 ABS 製品可以被收集、粉碎、清洗，重新熔融製成新的塑膠原料。這種再生 ABS 料可用於製造一些對性能要求相對沒有那麼高的產品，如塑膠托盤、玩具等。透過回收，我們可以降低對原生塑膠的需求，減少生產 ABS 所耗費的石化資源並減輕垃圾填埋的負擔。當然，回收過程本身也需要耗能且有一定成本，因此提高產品的使用壽命、鼓勵使用者回收也是減少 ABS 環境影響的重要方面。

結語

        ABS 材質在現代工業中扮演著重要角色。它的耐用性、多功能性以及良好的加工性能，讓其廣泛應用於從電子產品到汽車工業、醫療器材、運動設備等眾多領域，成為設計工程師的可靠選擇。對於製造商與使用者而言，選擇 ABS 意味著選擇了一種經濟且可靠的解決方案。在了解 ABS 的特性並妥善運用其優勢的同時，我們也能透過改良配方來減少其不足之處。

      如果您對 ABS 材質的應用有進一步的需求或疑問，歡迎聯繫寶泰，我們擁有豐富的經驗與專業知識，樂於提供客製化的 ABS 材料解決方案！

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