Список тематических статей

АБС - пластик

Что такое АБС пластик

Пластик АБС (ABS) – это продукт сополимеризации трех мономенов: акрилонитрила, бутадиена и стирола. Как и любой полимер, он состоит из макромолекул с чередующимися звеньями указанных мономеров. Химическую формулу АБС-пластика можно схематично представить в виде, представленном на рисунке 1.

Рис.1. Химическая структура АБС

С точки зрения химии, АБС пластик – это продукт сополимеризации указанных выше мономеров, обычно проходящей по привитой схеме в эмульсии.  При этом полимерной матрицей является статсополимер стирола и акрилонитрила, а блоки бутадиена до 1 микрометра величиной распределены в матрице. Такая система предполагает возможность варьирования процентного соотношения мономерных звеньев в сополимере с возможностью таким образом изменять свойства последнего. Обычно в составе, материала, который в общем виде мы называем «АБС» количество акрилонитрила может быть от 15 до 35 процентов, бутадиена от 5 до 30, а стирола от 40 до 60 процентов.

Бутадиен, являющийся мономером для многих типов синтетических каучуков, придает АБС полимеру повышенную ударную прочность. При этом у него сохраняются высокие базовые физико-механические и тепловые характеристики, присущие стирольным пластикам. Это обуславливает очень высокую востребованность АБС.

Недостатком является то, что большинство марок рассматриваемого сополимера непрозрачны (существует прозрачная модификация — MABS). Производится АБС пластик обычно в гранулах, но встречается и порошкообразный материал. Наиболее известные торговые марки АБС полимера от разных производителей: Styrolux, Polylac, Starex, Terluran, Novodur.

Мировое производство пластика АБС оценивается примерно в 10 миллионов тонн полимера в год и постоянно растет. Средний ежегодный прирост его выпуска составляет 5-6 процентов. В 20 веке основным производителем АБС в мире были США, однако в последние годы вектор производства сменился в сторону Азии. Мировые лидеры по выпуску этого пластика – Тайвань, Япония и Южная Корея, которые производят около трех четвертей всего мирового АБС. В России его выпускают ОАО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Пластик» (Узловая)

Характеристики ABS

Основными технологическими и химическими свойствами АБС-сополимера являются.

- Область температур переработки – от 200 до 260 градусов С.

- Влагопоглощение – от 0,2 до 0,4%.  

- Плотность – около 1040 кг/куб. м.

- Технологическая усадка – от 0,4 до 0,7%.

- Хорошая химическая стойкость к сильным основаниям (щелочам), маслам и смазкам, солям и кислотам в растворах.

Главные физико-механические свойства АБС.

- Высокая твердость и ударная вязкость пластика.

- Хорошая термостойкость и устойчивость к низким и высоким (зависит от марки пластика) температурам.

- Очень высокая устойчивость к атмосферным и погодным явлениям.

- Невысокие электроизоляционные характеристики (хуже чем у полистирола).

- Низкая стойкость к ультрафиолету.

Важнейшие эксплуатационные свойства АБС сополимера.

- Стандартные марки АБС выдерживает кратковременно температуру до 100 градусов и длительно до 80 градусов С, теплостойкие марки – 130 (длительно – 100) градусов С.

- Изделия из АБС обладают глянцевой поверхностью.

- Хорошая износостойкость.

- Вариативность механических характеристик а зависимости от мономерного состава АБС.

- Марки пластика подходят для нанесения покрытий гальваникой, металлизации под вакуумом.

- Хорошая способность к сварке.

Применение АБС пластика

ABS является одним из немногих материалов, которые неприхотливы в переработке. Изделия из этого пластика можно получать подавляющим большинством методов, принимая во внимание свойства каждой конкретной марки, главным образом текучесть (ПТР).

Литьем под давлением из ABS-пластика получают всевозможные изделия, в том числе из-за низкой усадки и хорошей размерной стабильности он хорошо подходит для точного литья. Типичные литьевые продукты, для получения которых применяется данный пластик:

- Автомобильная индустрия: интерьерные и экстерьерные компоненты из пластика, в том числе панели приборов, радиаторные решетки, колесные колпаки и т.д.

- Детали электроники и бытовой техники: корпуса телевизоров и прочих домашних приборов, телефонов, компьютеров и оргтехники, мониторов, металлизированные компоненты разнообразных устройств.

- Электротехнические изделия: корпуса электроинструмента, розетки и выключатели, конструкционные детали.

- Товары для детей.

- Канцтовары.

- Тара и упаковка: чемоданы, контейнеры, посуда, сосуды для жидкостей.

- Товары санитарно-технические: вентили, лейки, мойки, фитинги.

- Медицинские изделия.

- Спортивный и прочий инвентарь.

С точки зрения экструзии пластмасс АБС главным образом перерабатывается в листы для их последующего применения в различных областях. Экструдированный листовой пластик применяют в дизайне, строительных материалах, рекламных конструкциях и т.п. Чаще всего полученные листы либо обрабатываются затем механически вручную или на различных станках (в том числе с последующей сваркой или склейкой), либо идут на серийную переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования).

Рис.2. Нить для последующей 3D печати

В последние годы широкое распространение получила новая область применения АБС – 3D печать. Суть технологии заключается в том, что изначально из гранулированного пластика и мастербатча (концентрата красителя) получают калиброванную окрашенную нить в катушках. Затем нить используется для аддитивной трехмерной печати на специальных 3D-принтерах. Наряду с полилактидом (PLA) АБС, благодаря своим удачным свойствам, является одним из двух самых популярных пластиков для 3D печати.

Пластик АБС является хорошим материалом для получения модифицированных полимеров и композитов на его основе. Таким образом можно получить пластмассы с требуемыми свойствами. Например, для улучшения атмосферостойкости в состав АБС вводят насыщенные эластомеры. Прозрачности пластика добиваются при помощи добавления метилметакрилата. Альфаметилстирол в качестве аддитива расширяет рабочий диапазон вплоть до 130 градусов С. Известны композиции ABS с поливинилхлоридом (ПВХ), полибутилентерефталатом (ПБТ), полиамидами (ПА) и другими полимерными материалами. Однако чаще всего в технике и особенно в автопроме используют сплав АБС и поликарбоната (ПК-АБС), который имеет повышенную ударную прочность и стойкость к высокой температуре и химическим воздействиям.