Nhựa PC và ABS – So sánh toàn diện và hướng dẫn chọn đúng vật liệu

Nhựa PC và ABS khác nhau như thế nào? So sánh đầy đủ thông số kỹ thuật, ưu nhược điểm, ứng dụng và hợp kim PC/ABS blend – giúp chọn đúng vật liệu ngay lần đầu.

PC và ABS là hai loại nhựa kỹ thuật xuất hiện nhiều nhất trong thiết kế sản phẩm công nghiệp, nhưng cũng là cặp vật liệu bị chọn sai thường xuyên nhất. Kỹ sư thiết kế chọn ABS vì rẻ hơn, sau đó phát hiện sản phẩm biến dạng ở nhiệt độ vận hành. Nhà sản xuất chọn PC vì chịu nhiệt tốt, nhưng chi phí tăng gấp đôi trong khi ứng dụng không cần đến mức đó.

Bài viết này so sánh đầy đủ nhựa PC – Polycarbonate – và nhựa ABS – Acrylonitrile Butadiene Styrene – trên tám tiêu chí kỹ thuật cốt lõi, phân tích PC/ABS blend là gì và khi nào hợp kim này là lựa chọn tối ưu, kèm bảng quyết định chọn vật liệu theo ứng dụng cụ thể. Nội dung đi theo lộ trình: định nghĩa từng vật liệu → bảng so sánh thông số → so sánh theo từng tiêu chí → PC/ABS blend → bảng quyết định chọn vật liệu → ứng dụng thực tế → lỗi thường gặp.

Tổng quan về nhựa PC và nhựa ABS

Nhựa PC là gì và điểm mạnh cốt lõi là gì?

PC – Polycarbonate, tức nhựa polycarbonate – là nhựa kỹ thuật nhiệt dẻo vô định hình, trong suốt đến 90%, nổi bật với độ bền va đập cực cao (Izod 76 kJ/m²), chịu nhiệt tốt (HDT 132–140°C ở 1,8 MPa) và độ ổn định kích thước xuất sắc. PC có tỷ trọng 1,20–1,22 g/cm³, nhiệt độ gia công 250–320°C và co ngót khuôn chỉ 0,5–0,8% – thấp nhất trong nhóm nhựa kỹ thuật phổ thông. Để hiểu đầy đủ cấu tạo và ứng dụng, tham khảo bài nhựa PC là gì.

Nhựa ABS là gì và điểm mạnh cốt lõi là gì?

ABS – Acrylonitrile Butadiene Styrene, tức nhựa ABS – là terpolymer gồm ba monomer: acrylonitrile cho độ cứng và kháng hóa chất, butadiene cho độ dẻo dai và chống va đập, styrene cho bề mặt bóng đẹp và dễ gia công. Tỷ trọng ABS là 1,06–1,08 g/cm³ (nhẹ hơn PC đáng kể), nhiệt độ gia công 200–240°C thấp hơn và giá nguyên liệu thấp hơn PC từ 30–50%. Điểm mạnh của ABS nằm ở tính gia công linh hoạt – dễ tạo hình, dễ sơn phủ, dễ dán keo và mạ điện. Chi tiết về ABS xem thêm tại bài nhựa ABS là nhựa gì.

Bảng so sánh thông số kỹ thuật PC và ABS

Thông số kỹ thuật PC và ABS khác nhau như thế nào?

So sánh chi tiết theo từng tiêu chí

PC hay ABS có độ bền va đập tốt hơn?

PC vượt trội hoàn toàn: độ bền va đập Izod của PC đạt 76 kJ/m² so với ABS chỉ 15–25 kJ/m² – chênh lệch 3–5 lần. Điều này giải thích tại sao PC được dùng làm kính bảo hộ chống đạn, mặt nạ bảo hộ công nghiệp và vỏ thiết bị quân sự, trong khi ABS dừng lại ở vỏ đồ điện gia dụng và đồ chơi.

Tuy nhiên, độ bền va đập của ABS vẫn đủ tiêu chuẩn cho đại đa số ứng dụng tiêu dùng thông thường. Trong thiết kế vỏ thiết bị điện tử gia dụng, vali du lịch cấp trung và đồ nội thất, ABS đáp ứng yêu cầu va đập thực tế mà không cần đến mức PC – và tiết kiệm đáng kể chi phí.

PC hay ABS chịu nhiệt tốt hơn?

PC vượt trội rõ rệt với HDT 132–140°C và nhiệt độ làm việc liên tục 115–130°C, so với ABS chỉ đạt HDT 88–100°C và làm việc liên tục 80–90°C. Khoảng cách gần 40–50°C này rất có ý nghĩa thực tế trong môi trường công nghiệp: thiết bị đặt gần nguồn nhiệt, linh kiện trong khoang động cơ hoặc sản phẩm để trong xe ô tô phơi nắng mùa hè đều vượt ngưỡng ABS nhưng nằm trong vùng an toàn của PC.

ABS bị giòn và mất màu dần khi tiếp xúc tia UV dài hạn – nhược điểm quan trọng với ứng dụng ngoài trời. PC kháng UV tốt hơn đáng kể và thường được thêm chất ổn định UV trong các grade chuyên dụng cho ngoài trời.

PC hay ABS dễ gia công hơn trên máy ép phun?

ABS dễ gia công hơn rõ rệt – đây là ưu điểm thực tế lớn nhất của ABS trong sản xuất. Nhiệt độ gia công thấp hơn (200–240°C vs 250–320°C của PC), không yêu cầu sấy ngặt nghèo như PC, độ nhớt nóng chảy thấp hơn nên điền đầy khuôn phức tạp dễ hơn và ít gây lỗi mẻ hơn với kỹ thuật viên ít kinh nghiệm.

PC yêu cầu sấy nguyên liệu bắt buộc ở 110–120°C trong 3–4 giờ, nhiệt độ khuôn cao (82–121°C), áp suất phun cao hơn và tốc độ phun kiểm soát chặt hơn. Tổng chi phí vận hành gia công PC cao hơn ABS không chỉ do giá nguyên liệu mà còn do năng lượng, thời gian chu kỳ và tỷ lệ phế phẩm.

PC hay ABS có khả năng hoàn thiện bề mặt tốt hơn?

ABS có lợi thế rõ trong hoàn thiện bề mặt sau gia công: dễ sơn hơn, dễ mạ điện hơn (đặc biệt với ABS grade mạ điện có butadiene cao), dễ dán keo và in pad printing hơn PC. Bề mặt ABS cũng tiếp nhận mực in tốt hơn mà không cần xử lý bề mặt đặc biệt.

PC có bề mặt bóng tự nhiên đẹp hơn ngay khi xuất khuôn – không cần đánh bóng thêm cho sản phẩm quang học. Tuy nhiên, sơn phủ và mạ điện trên PC phức tạp hơn ABS vì cần primer đặc biệt để đảm bảo bám dính.

Hợp kim PC/ABS Blend – Khi nào là lựa chọn tối ưu?

PC/ABS blend là gì và có những đặc tính nào?

PC/ABS blend – hợp kim nhựa PC và ABS – là vật liệu không phải PC, không phải ABS mà là pha trộn hai polymer ở tỷ lệ nhất định (thường 60–80% PC, 20–40% ABS) tạo ra vật liệu có đặc tính trung gian, khắc phục điểm yếu của cả hai. PC/ABS có nhiệt độ gia công thấp hơn PC nguyên chất (230–270°C), dễ gia công hơn, nhưng vẫn giữ được độ bền va đập và HDT cao hơn ABS đơn thuần đáng kể.

Khi nào nên chọn PC/ABS blend thay vì PC hoặc ABS thuần?

PC/ABS blend là lựa chọn thực tế tối ưu trong ba trường hợp:

• Ứng dụng cần chịu nhiệt 100–115°C – vượt ngưỡng ABS nhưng không cần đến 130°C của PC; chi phí thấp hơn PC nguyên chất 20–30%
• Sản phẩm hình dạng phức tạp, thành mỏng cần điền đầy khuôn tốt mà PC nguyên chất khó đáp ứng do độ nhớt cao
• Dây chuyền cần giảm lỗi gia công và tiết kiệm năng lượng so với PC nguyên chất mà không hi sinh quá nhiều tính năng

Ứng dụng điển hình của PC/ABS blend: vỏ laptop, vỏ điện thoại, nội thất ô tô (taplo, tấm ốp cửa), vỏ máy in, thiết bị y tế không tiệt trùng hơi nước và thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp.

Bảng quyết định chọn vật liệu theo ứng dụng

Nên chọn PC, ABS hay PC/ABS blend cho từng ứng dụng cụ thể?

Ứng dụng thực tế theo ngành

PC và ABS được dùng trong những ngành nào?

Ngành điện tử và viễn thông là thị trường lớn nhất của cả hai vật liệu. PC chiếm ưu thế trong linh kiện đòi hỏi độ chính xác kích thước cao và chịu nhiệt (bảng mạch, vỏ thiết bị đo lường); ABS và PC/ABS blend chiếm ưu thế trong vỏ ngoài thiết bị tiêu dùng (điện thoại, laptop, máy tính bảng).

Ngành ô tô sử dụng cả hai vật liệu theo vị trí lắp đặt: PC và PC/ABS cho nội thất tiếp xúc nhiệt (taplo, quanh đèn, vùng gần động cơ); ABS cho nội thất tiêu chuẩn (ốp cửa, hộc để đồ, tấm che) nơi nhiệt độ ổn định dưới 80°C và không cần độ bền va đập tối đa.

Ngành y tế ưu tiên PC cho thiết bị tiếp xúc bệnh nhân cần tiệt trùng và độ trong suốt (vỏ thiết bị truyền dịch, bộ phận máy thở); ABS được dùng cho vỏ thiết bị không cần tiệt trùng và linh kiện nội thất phòng khám. Để gia công nhựa kỹ thuật PC và ABS đạt chuẩn ngành y tế và công nghiệp, tham khảo gia công nhựa theo yêu cầu tại Hà Nội của MTV Plastic.

Lỗi phổ biến khi chọn nhầm PC và ABS

Những sai lầm thường gặp nhất khi chọn giữa PC và ABS là gì?

Sai lầm 1 – Chọn ABS để tiết kiệm chi phí cho ứng dụng chịu nhiệt:
Tiết kiệm 30–50% chi phí nguyên liệu ban đầu nhưng sản phẩm biến dạng ở 85–90°C – dưới mức nhiệt độ vận hành thực tế của nhiều thiết bị. Chi phí đổi lại sản phẩm lỗi và thiết kế lại thường cao hơn nhiều lần khoản tiết kiệm ban đầu.

Sai lầm 2 – Chọn PC nguyên chất khi PC/ABS blend đủ yêu cầu:
PC nguyên chất cần nhiệt độ gia công cao, khuôn nhiệt độ cao và quy trình sấy nghiêm ngặt – tăng chi phí vận hành và tỷ lệ phế phẩm. Nếu HDT yêu cầu chỉ 100–115°C và không cần độ trong suốt, PC/ABS blend là lựa chọn hiệu quả hơn đáng kể.

Sai lầm 3 – Dùng ABS cho ứng dụng ngoài trời dài hạn:
ABS suy giảm cơ tính và mất màu nhanh dưới tia UV. Ứng dụng ngoài trời dài hạn cần PC có chất ổn định UV (UV-stabilized PC grade) hoặc ASA (Acrylonitrile Styrene Acrylate – biến thể của ABS kháng UV tốt hơn).

Những điều quan trọng

• PC vượt trội ABS về 3 tiêu chí cốt lõi: độ bền va đập (3–5 lần), chịu nhiệt (40–50°C cao hơn) và độ trong suốt (88–90% so với đục hoàn toàn); ABS vượt trội về giá thành thấp hơn 30–50% và tính gia công linh hoạt.
• PC/ABS blend là vùng tối ưu cho ứng dụng cần chịu nhiệt 100–115°C với chi phí và tính gia công tốt hơn PC nguyên chất – đây là vật liệu phổ biến nhất trong vỏ thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp.
• ABS là lựa chọn đúng khi ứng dụng không đòi hỏi chịu nhiệt trên 80–90°C, không cần trong suốt và cần gia công đơn giản, chi phí tối ưu.
• Không dùng ABS cho ứng dụng ngoài trời dài hạn – suy giảm cơ tính và mất màu dưới UV; thay bằng PC grade kháng UV hoặc ASA.
• Gia công PC đòi hỏi sấy nguyên liệu bắt buộc 110–120°C / 3–4 giờ, nhiệt độ barrel 250–320°C và nhiệt độ khuôn 82–121°C; ABS đơn giản hơn ở tất cả các bước.

Câu hỏi thường gặp

Nhựa PC và ABS loại nào tốt hơn?

Không có câu trả lời tuyệt đối – phụ thuộc ứng dụng. PC tốt hơn về độ bền va đập, chịu nhiệt và độ trong suốt. ABS tốt hơn về giá thành, tính gia công và hoàn thiện bề mặt. Với ứng dụng cần cân bằng cả hai, PC/ABS blend là lựa chọn tối ưu.

PC/ABS blend là gì?

PC/ABS blend là hợp kim nhựa kết hợp 60–80% PC và 20–40% ABS, tạo ra vật liệu có HDT 100–115°C và độ bền va đập 40–60 kJ/m² – cao hơn ABS thuần nhưng thấp hơn PC nguyên chất. Nhiệt độ gia công 230–270°C, dễ hơn PC nhưng chi phí trung gian. Ứng dụng phổ biến: vỏ laptop, điện thoại, nội thất ô tô.

Nhựa PC có đắt hơn ABS bao nhiêu?

PC nguyên chất thường có giá nguyên liệu cao hơn ABS 30–50% tùy thời điểm và grade cụ thể. Chi phí tổng gia công (bao gồm năng lượng, thời gian chu kỳ, tỷ lệ phế phẩm) của PC còn cao hơn ABS thêm 15–25% do yêu cầu vận hành phức tạp hơn.

Vali PC hay ABS bền hơn?

Vali PC bền hơn đáng kể về độ chống va đập (76 kJ/m² vs 15–25 kJ/m²) và không biến dạng khi để trong xe ô tô nắng nóng. Vali ABS nhẹ hơn và giá rẻ hơn nhưng dễ nứt vỡ hơn khi hành lý bị va đập mạnh trong quá trình vận chuyển.

Có thể phân biệt PC và ABS bằng mắt thường không?

Có – dễ dàng với sản phẩm không sơn phủ: PC trong suốt đến 90%, ABS đục hoàn toàn. Với sản phẩm đã sơn màu, phân biệt bằng thử đốt: PC khói đen, mùi phenol, tự tắt; ABS khói đen, mùi cao su/styrene ngọt, không tự tắt.

PC và ABS có tái chế được không?

Cả hai đều tái chế được về mặt kỹ thuật, mang mã số 7 (OTHER) trên ký hiệu tái chế. Tuy nhiên, tỷ lệ thu gom và tái chế thực tế còn thấp do mạng lưới thu gom chưa phổ biến và quy trình tái chế phức tạp hơn nhựa thông thường như PP hay HDPE.