丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（英语：Acrylonitrile styrene acrylate），又称丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈（Acrylic styrene acrylonitrile）、ASA树脂，是一种无定形热塑性塑胶，作为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS树脂）的替代品而开发，具有更佳的耐候性。它是一种以丙烯酸酯橡胶改性的苯乙烯-丙烯腈之共聚物 。

丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯
英文名	Acrylonitrile styrene acrylate
识别
CAS号
PubChem	168508
性质
化学式	C 18H 23NO 2
相关物质
相关化学品	acrylonitrile styrene butyl acrylate
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

历史

1960年代，孟山都（Monsanto Company）的 James A. Herbig 与 Ival O. Salyer 率先尝试以丙烯酸丁酯作为橡胶相，制造后来成为 ASA 的材料。随后，巴斯夫（BASF）的 Hans-Werner Otto 与 Hans Peter Siebel 改进此研究，采用丙烯酸丁酯与丁二烯的共聚物作为橡胶相^[1]。

生产

ASA 可透过三种单体（苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸酯）直接反应制得，也可采用接枝法，但工业上通常使用后者。在苯乙烯与丙烯腈共聚时，加入经接枝的丙烯酸酯弹性体，该弹性体以粉末形式导入^[2]。

截至 2003 年，全球仅有少数大型 ASA 制造商，例如巴斯夫（BASF）、通用电气（General Electric）、拜耳（Bayer）、Miele、日立制作所与LG化学。其制程与 ABS 相似，但存在若干关键差异与难点；2003 年前后的年需求量约为 ABS 的 1–5%^[3]。

性质

ASA 在结构上与 ABS 极为相似。其球形颗粒为轻微交联的丙烯酸酯橡胶取代丁二烯橡胶，作为橡胶增韧（Rubber toughening），透过化学方式与苯乙烯－丙烯腈共聚物链进行接枝，并嵌入苯乙烯－丙烯腈基质中。丙烯酸酯橡胶与丁二烯橡胶的差异在于不含双键，使材料具备约 ABS 十倍的耐候性与抗紫外线辐射能力、更高的长期耐热性，以及更佳的耐化学性。ASA 对环境应力龟裂的抵抗力明显优于 ABS，尤其对酒精与多种清洁剂。通常采用 n-丁基丙烯酸酯橡胶，但也可能遇到其他酯类，例如 2-乙基己基丙烯酸酯。ASA 的玻璃转移温度低于 ABS，分别为 100°C 与 105°C，赋予材料更优异的低温性能^[4]。

ASA 具有优异的户外耐候性；长期曝晒仍可保持光泽、颜色与机械性能。它耐化学品、耐热性佳、表面高光泽、抗静电性良好，同时坚韧且刚性高，常用于需要耐候的场合，例如商业壁板、车辆外部零件或户外家具^[5]。

ASA 可与某些塑胶相容，例如聚氯乙烯（PVC）与聚碳酸酯（PC）。ASA-PVC 复合材料已被采用^[5]。

ASA 可透过挤出与共挤出、热成型、射出成型、挤出吹塑及结构发泡成型等方式加工^[5]。

ASA 略具吸湿性；加工前可能需要干燥。

ASA 的成型收缩率极低^[6]。

ASA 可与其他聚合物共挤出，使仅有 ASA 层暴露于高温或风化环境。ASA 薄膜应用于模内装饰，例如成型汽车外板^[7]。

ASA 可与自身或某些其他塑胶焊接。超声波焊接可将 ASA 与 PVC、ABS、SAN、PMMA及其他材料接合^[5]。

ASA 可使用环己烷、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷或 2-丁酮等溶剂进行溶剂熔接。这些溶剂也能将 ASA 与 ABS 及 SAN 接合。ASA 在这些溶剂中的溶液亦可作为接着剂使用^[5]。

ASA 可用氰基丙烯酸酯类接着剂黏合；但未固化的树脂可能导致应力龟裂。ASA 与亚克力系接着剂相容。厌氧型接着剂对 ASA 效果不佳。环氧树脂与氯丁橡胶接着剂可用于 ASA 与木材及金属的黏合^[5]。

与聚碳酸酯相比，ASA 具有更高的耐环境应力龟裂性，在户外应用中黄变程度也较低。与聚丙烯相比，ASA 的成型收缩率较低（0.5% 对 1.5%），刚性、耐冲击性、热变形温度与耐候性皆更高^[3]。

应用

ASA／ 聚碳酸酯（PC）复合材料已开发完成并商业化供应^[8][9]。

在3D打印中，ASA抗紫外线能力与机械性质使其成为制造3D打印线材的优秀材料^[10]，常用于打印出一般原型制作与零件，尤其适合户外应用。这些零件首要必须能吸收一定量的冲击与冲击能量而不破裂^[11]。已有大量研究透过多种方法^[12]，包括田口方法 ，来优化 3D 打印参数，使 ASA 得以应用于高端用途^[13]。3D 打印的 ASA 可用于水淡化的吸附器^[14]。

含有银化合物的 ASA 于 2008 年上市，其表面因银的微动力效应（Oligodynamic effect）而具抗菌性^[7]。

当其他聚合物因热变形（导致制品变形）而需降低其热变形温度时，ASA 可作为添加剂使用^[7]。

ASA 废料可与砂混合用于铺面结构。动态模数结果显示，ASA 混合料的高温抗变形能力优于沥青混合料。ASA 混合料具有优异的抗车辙与抗水损害性能。ASA 与沥青混合料的抗拉强度比均大于 0.8，符合 Superpave 规范。在相同孔隙率下，ASA 混合料的平均渗透系数为沥青混合料的 6–10 倍。ASA 混合料的平均骨材流失率为沥青混合料的 9.2–10.8 倍。整体而言，砂与 ASA 塑胶混合料可作为常用于道路表层的沥青混合料之适当替代品^[15]。ASA 与砂亦可用于3D打印与射出成型，作为低成本分散式回收方法^[16]。

ASA 亦广泛应用于汽车产业^[17]。