詹建新

（广东威博电器有限公司 广东佛山 528305）

1 前言

目前，家电行业的采购成本越来越高，许多家电企业为了降低采购成本，纷纷提出了各种降成本的方案，其中有把HIPS替代ABS来生产塑料零配件也列入了降成本的方案之一。主要是因为HIPS的采购价格远远低于ABS，而且HIPS与ABS具有相同的缩水率，并且生产出来的塑料制件具有ABS的基本相同外观，因此在不需要修改注塑模具的情况下，可以直接用生产ABS制件的模具来生产HIPS的塑料制件。因此有不少厂家希望用HIPS取代ABS来生产塑料零件，以此来降低公司的采购成本。为了评估用HIPS生产的塑料件给整个产品的品质带来的风险，我们对ABS与HIPS的制件进行了长期的测试，并对ABS与HIPS制件的性能进行了对比分析，得出大量原始资料与同行分享。

2 实验过程

2.1 实验材料、仪器与设备

实验材料：ABS：某品牌全新料；HIPS：某品牌全新料；

实验材料来源：为了更有说服力，接近生产实际情况，我们从注塑现场的料桶中抽取材料（全新料，含色粉，不含再生料）作为测试对象。

注塑机：MJ20 苏州震旭机械有限公司；

电子万能试验机：WDW-100济南一诺世纪试验仪器有限公司；

悬臂梁冲击试验机：OX-993东莞奥祥仪器设备有限公司；

氙灯实验：将制件放置在氙灯老化实验箱中，氙灯直接照射到制件表面，并使制件表面温度为60℃。

紫外光实验：将制件放置在紫外老化实验箱中，紫外光直接照射到制件表面，紫外光照射强度为中等强度。

2.2 试验前的准备工作。

将全新的ABS或HIPS材料分别在80℃下烘箱中进行烘干3h，使其完全变干。然后注塑成标准样条，并对标准样条进行拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、抗冲击强度测试。

2.3 测试标准：

拉伸性能测试：按GB/T1040-1992测试，拉伸速率为10mm/min，标准样条，测试温度为23℃；

悬臂梁缺口冲击强度：按GB/T 1843-1993测试，测试温度为23℃；

弯曲强度测试：按GB/T1042-9179测试，压头下降速度为2 mm/min，测试温度为23℃；

2.4 测试数据来源

将ABS及HIPS材料分别制作成标准样条，并对每项检测项目都检测10次，去掉最高值与最低值后再取平均值，并把平均值作为分析的依据。

3 ABS和HIPS在不同温度下的性能差异

实验过程及目的：将ABS和HIPS的标准样条分别放置在不同的温度下，测试样条性能，测试数据如表1所示。

试验温度：

·室温及高、低温试验时：环境温度为23℃；

·室温处理：测试温度为23℃，并在室温下放置48h，测试样条性能；

·低温处理：室温处理24h，→恒温恒湿箱-20℃放置48h，测试样条性能；

·高温处理：室温处理24h，→恒温恒湿箱43℃放置48h，测试样条性能。

表1是ABS、HIPS制作成标准测试样条后，在不同温度下的性能测试数据。

测试结果分析：

(1)HIPS与ABS比较：HIPS除了弯曲模量的低温测试比较接近ABS外，其它方面的性能测试，HIPS的性能都要远远低于ABS，特别是室温及低温下的冲击强度，HIPS还不到ABS的一半，低温是48.31%，室温是39.23%。

表1 ABS和HIPS在不同温度下的测试数据

表2 ABS与HIPS氙灯老化试验的测试数据

表3 ABS与HIPS在紫外光老化下的测试数据

(2)HIPS不同温度下的比较：弯曲强度与弯曲模量的变化不大，拉伸强度的变化较大，由34.623变为22.132，减少12.491，变化36%。冲击强度性能在不同温度下的变化最大，HIPS在-20℃、23℃及43℃三个不同温度下的冲击强度实测数据，43℃冲击强度达到12.29 kJ/m2，-20℃只有6.236 kJ/m2，相差近一半，下降49.2%，变化很大，而且-20℃冲击强度为6.236 kJ/m2，这个数据在日常应用中的表现就是HIPS较脆，稍微受到打击就容易破碎。如果是在北方较寒冷的地区，冬天的气温更低，HIPS的制件将会更容易破碎。

(3)上述测试表明在北方冬季低温地区不适合使用HIPS生产的塑料家用电器。

4 ABS与HIPS氙灯老化试验对比分析

实验过程及目的：将ABS和HIPS的标准样条分别放置氙灯老化试验箱中，受到一定时间的老化照射后，再测试其性能。测试数据如表2所示。

试验温度：

室温测试：环境温度为23℃；氙灯温度：在老化箱中，制件受氙灯老化照射的表面温度为60℃。

表2是ABS、HIPS制作成标准测试样条后，在氙灯加速老化实验箱中老化不同时间后的性能测试数据。

测试结果分析：

（1）HIPS与ABS比较：除了弯曲模量两者比较接近以外，其它方面的测试，HIPS的性能都要远远低于ABS，特别是冲击强度，老化240h以上后，HIPS的冲击强度在5kJ/m2以下，只有ABS的1/4，这个数据在日常应用中的表现就是HIPS的零件较脆，容易破碎。

（2）HIPS不同老化时间后的比较：HIPS的拉伸强度、弯曲强度与弯曲模量在老化后的变化不大，但冲击强度的变化很大，HIPS老化前的冲击强度为10.188 kJ/m2，老化240小时与400h后，冲击强度分别为4.674，4.56 kJ/m2，分别是下降前的45.9%及44.7%，下降一半以上。而且老化240h后，冲击强度为4.6 kJ/m2，这个数据在日常应用中的表现就是HIPS的零件较脆，容易破碎。

（3）上述测试表明HIPS制件不适宜应用于日常家用电器中常承受高温的电器，比如电饭煲、电水壶一类的受高温产品，而且在南方气温较高的地区，HIPS生产的塑料制件在气温较高的室外，也容易老化，不适宜长期使用。

5 ABS与HIPS在紫外光老化下的对比分析

实验过程及目的：将ABS和HIPS的标准样条分别放置紫外光老化试验箱中，受到一定时间的老化照射后，再测试其性能。。

试验温度：室温测试：：环境温度为23℃；氙灯温度：在老化箱中，制件受中等强度的紫外光加速老化照射。

表3是ABS与HIPS制作成标准测试样条后，在紫外光加速老化实验箱中接受中等强度的紫外光照射，老化不同时间后的性能测试数据。

测试结果分析：

（1）HIPS与ABS比较：HIPS的弯曲模量比ABS下降较少，但也接近15%，其它三个方面的测试，HIPS的性能都要远远低于ABS，特别是冲击强度，老化400小时以后，HIPS的冲击强度在6kJ/m2以下，只有ABS的1/3左右。

（2）HIPS不同老化时间后的比较：拉伸强度、弯曲强度与弯曲模量的变化不大，但冲击强度的变化很大，HIPS老化前的冲击强度为10.188 kJ/m2，老化400小时后，冲击强度为5.9kJ/m2，相差4.288 kJ/m2，下降了42%以上。而且老化400小时后，冲击强度为5.9kJ/m2，这个数据在日常应用中的表现就是HIPS的零件较脆，容易破碎。

（3）上述测试同样表明：HIPS制件不适宜应用于日常家用电器中经常承受高温的电器，比如电饭煲、电水壶等，而且在南方气温较高的地区，HIPS生产的塑料制件在气温较高的室外，也容易老化，不适宜长期使用。

6 结论

（1）通过一系列的测试，用HIPS材料生产的测试样条，相比ABS更容易老化，导致冲击强度明显下降。在应用到家用电器上，HIPS所生产的制件，在刚开始使用时，虽然能够达到ABS制件相同的效果，但随着使用时间的延长，或反复受高温、低温的影响，HIPS的老化速度比ABS快很多，容易破碎，从而导致产品的使用寿命下降。

（2）目前HIPS的生产厂家很多，不同品牌的HIPS性能差异很大，有的高品质HIPS比ABS性能还要好，但低品质的HIPS的性能则很差，因此在选择HIPS生产塑料制件时，应该选用品质较好的品牌，慎用低品质的HIPS。

（3）由于HIPS的抗冲击强度比ABS要低很多，而且容易老化，老化后容易破碎，建议在一些运动件的产品中慎用HIPS。

（4）在一些家用电器的关键零部件的降成本中，在没有充分测试的情况下，应当慎用HIPS取代ABS。

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