Akrylnitril-butadien-styren (ABS) er en copolymer, der består af tre forskellige monomerer: - Akrylnitril, - butadien og - styren. Veletableret for sin gode slagstyrke, dimensionsstabilitet under forarbejdning og fantastiske slidstyrke. ABS bruges i dele og moduler til biler og lastbiler, husholdningsapparater, legetøj og 3D-print. ABS er teknisk set syntetiseret af tre monomerer: akrylonitril, butadien og styren, hvilket gør det meget stærkere, stivere og mere varmebestandigt end andre termoplastmaterialer. Så det er ideelt til almen brug såvel som til industriprodukter. I denne artikel vil du lære, hvad ABS er, og hvordan det helt præcist fremstilles. Så lad os få nogle yderligere oplysninger om egenskaber, fremstillingsproces og anvendelser af ABS-plast.
Hvad er ABS-materiale?
ABS er en termoplastisk alkyloid polymer med formlen (C3H3NO) - baseret på acrylonitril, butadien, styren &. Dette materiale er meget værdsat for sin høje slagstyrke og sin egnethed. Så det kan modstå et stort antal temperaturer. ABS er en blanding af akrylonitrilens stivhed, butadienens sejhed og styrenens bearbejdelighed, så det har mange forskellige anvendelser til alle produkter.
Hvad er ABS lavet af?
ABS er lavet af tre monomerer:
- Akrylonitril: Det giver kemikaliebestandighed og varmestabilitet Både kemikalie- og varmebestandighed. Det er vigtige egenskaber, da produktet bruges i industrier med høje temperaturer og kemisk eksponering.
- Butadien: Hjælper med at give styrke og stødstyrke.
- Styren: Øger stivheden og glatheden og øger flydeevnen.
Disse to egenskaber giver tilsammen et velafbalanceret plastmateriale. Så det kan have forskellige anvendelser alt efter forholdet mellem de involverede monomerer.
Hvad er egenskaberne ved ABS?
ABS har flere bemærkelsesværdige egenskaber, som gør det til et foretrukket materiale i mange brancher;
- Høj slagfasthed: På grund af butadien-komponenten er produktet i stand til at absorbere energi. Det kan således modstå stød uden at revne eller gå i stykker.
- Stivhed: Styren giver ABS den strukturelle styrke, der kræves for yderligere vedhæftning.
- Termisk stabilitet: Det er relativt ufølsomt over for temperaturpåvirkninger og forbliver konstant over et ret stort temperaturområde.
- Kemisk modstandsdygtighed: Sådanne egenskaber slagfasthed Kemikalie- og oliebestandighed Akrylonitril bidrager til ABS på denne måde.
- God elektrisk isolering: ABS er en meget god isolator og kan derfor bruges til elektriske apparater.
Følgende tabel hjælper dig med at beskrive ABS-materialets egenskaber
| Ejendom | Typiske værdier |
| Tæthed | 1,03 - 1,12 g/cm³ |
| Trækstyrke | 20 - 40 MPa |
| Trækmodul | 1.500 - 3.000 MPa |
| Slagstyrke (hakket Izod) | 80 - 130 kJ/m² |
| Bøjningsstyrke | 60 - 100 MPa |
| Bøjningsmodul | 2.000 - 3.500 MPa |
| Varmeafbøjningstemperatur | 85 - 105 °C |
| Vicat-blødgøringspunkt | 95 - 105 °C |
| Brandfarlighed | UL94 HB eller V-2 |
| Absorption af vand | 0,2 - 0,5 % (efter vægt) |
| Overfladens hårdhed (Rockwell) | M60 - R118 |
Hvilke konsekvenser får det, når ABS blandes med termoplast?
ABS kan forbedre sine egenskaber ved at blive blandet med andre termoplaster, ofte polykarbonat (PC) eller polyvinylchlorid (PVC). For eksempel:
- Materialet med PC forbedrer ABS's varmebestandighed og styrke. Så det fungerer i overensstemmelse med plasticiteten og fleksibiliteten i et polykarbonat (PC). Gå venligst til PC vs ABS plast og sprøjtestøbning af polykarbonat side for at få mere at vide om PC-materiale,
- Når det kombineres med PVC, har det bedre kemisk modstandsdygtighed og flammebestandighed.
Disse blandinger anvendes, når der ønskes specifikke ændringer i polymerens egenskaber for at opfylde kriterier for høj ydeevne.
Hvordan forbedrer tilsætningsstoffer ABS-materialets egenskaber?
Tilsætningsstoffer som stabilisatorer, blødgørere og farvestoffer kan tilsættes ABS for at forbedre eller ændre dets egenskaber;
- Stabilisatorer: Forbedre varme- og UV-stabiliteten i ABS.
- Blødgøringsmidler: Styrk elementet af fleksibilitet og blødhed i dit tøj.
- Farvestoffer: Gør det muligt at ændre udseendet på ABS uden at påvirke bilens funktionalitet.
Andre tilsætningsstoffer, f.eks. flammehæmmere, forbedrer også brandsikkerheden i produkter fremstillet af ABS.
Er ABS giftigt?
EU's holdning til ACS er, at det er ugiftigt og dermed egnet til brug i forbrugsvarer. Der er ingen giftige forbindelser som ftalater, bisphenol-A (BPA) osv. i det, og det udsender heller ikke en dårlig lugt. Men når det gennemgår en fremstillingsproces, eller når det udsættes for høj varme/flammer (afbrænding), afgiver ABS-derivatet giftige dampe. Det hjælper med at forhindre eksponering for kemikalierne under forarbejdning og bortskaffelse af disse produkter.
Trin-for-trin fremstillingsproces af ABS (akrylonitril-butadien-styren)
Her er den komplette proces for fremstilling af ABS-materiale;
1. Forberedelse af råmaterialer
De tre monomerer, dvs. akrylonitril, butadien og styren, syntetiseres individuelt i det nødvendige forhold. Hver monomer bidrager med unikke egenskaber til den endelige ABS-polymer. Her giver styren stivhed og nem forarbejdning, akrylonitril bidrager til varme- og kemikalieresistens, og butadien bidrager til slagstyrke.
2. Polymeriseringsproces
ABS skabes ved hjælp af to hovedpolymerisationsmetoder, f.eks;
A. Emulsionspolymerisation
Ved emulsionspolymerisation er monomererne ret uopløselige i vand og dispergeres derfor ved hjælp af overfladeaktive stoffer. Butadien skaber i første omgang dannelsen af gummipartikler, og derefter polymeriserer acrylonitril og styren og omgiver gummipartiklerne for at danne en sammenlåsende struktur af en polymermatrix. Denne metode gør det muligt i højere grad at kontrollere den endelige polymerstruktur og dens egenskaber.
B. Massepolymerisation (bulk)
Ved massepolymerisation bruges der ikke vand til at blande monomererne. Katalysatorer fører til polymeriseringsprocessen, og den kommercielle proces foregår i meget store reaktorbeholdere. Herefter smelter og ekstruderer man polymeren, køler den ned og pelleterer den. Denne proces er også hurtigere og mere effektiv i storskala-produktion end batch-behandling.
3. Tilsætning af stabilisatorer og tilsætningsstoffer
Stabilisatorer og tilsætningsstoffer tilsættes for det meste til maden. Så de hjælper med at bevare visse egenskaber ved fødevaren som farve og tekstur. Når polymeriseringen er færdig, tilsættes ABS'en nogle andre ingredienser, som omfatter UV-stabilisatorer, pigmenter og blødgørere. Sådanne tilsætningsstoffer tjener til at forbedre materialets egenskaber, herunder styrke modstandsdygtigheden over for vejrforhold og farve eller til at øge fleksibiliteten.
4. Køling og pelletering
Derefter ekstruderes polymersmelten gennem en dyse og kommer ud i form af lange tråde. Disse tråde afkøles derefter med vand eller luft for at gøre polymeren til et fast materiale. Når denne proces er afsluttet, reduceres strengen til små, lige store pellets, når den er kølet ned. Det er ABS-pellets, som er lette at transportere og bruges som basismateriale til produktfremstilling.
5. Endelig behandling
Disse ABS-pellets har forskellige anvendelser i mange fremstillingsprocesser, f.eks. sprøjtestøbning, ekstrudering og blæsestøbning. Det involverer abs sprøjtestøbning af produkter som f.eks. bildele, elektronikhuse og abs. Støbning af legetøj bl.a. ved at smelte pellets og derefter sprøjte dem ind i forme. Ekstruderingsblæsestøbning anvendes til produkter som rør og flasker, og den anden er sprøjteblæsestøbning, der anvendes til produkter som legetøj og beholdere. Alle de ovennævnte teknikker maksimerer brugen af ABS's egenskaber til at udvikle stærke og færdige kvalitetsprodukter.
Kan ABS genbruges?
Ja, ABS er genanvendeligt. Dets egenskaber forringes ikke meget, når det er blevet oparbejdet og genbrugt. Genbrug af ABS involverer nedbrydning af materialet til pellets, så de kan smeltes om til de ønskede produkter. Genbrug af ABS er dog ikke så udbredt sammenlignet med andre plasttyper som PET eller HDPE på grund af nogle årsager som forurening og sortering.
Kommercielt tilgængelige ABS-kvaliteter
Følgende tabel giver en dyb forståelse af de forskellige ABS-kvaliteter, der findes på markedet.
| ABS-kvalitet Type | Vigtige egenskaber | Typiske anvendelser |
| ABS til generelle formål | God slagfasthed, moderat varmebestandighed | Forbrugerprodukter, husholdningsapparater |
| ABS med høj slagstyrke | Forbedret sejhed og slagstyrke | Bilkomponenter, industrielle dele |
| ABS med høj varme | Højere varmeafbøjningstemperatur | Instrumentpaneler til biler, elektriske kabinetter |
| Belægningskvalitet ABS | Velegnet til galvanisering og høj overfladekvalitet | Bilbeklædning, dekorative produkter |
| Flammehæmmende ABS | Indeholder flammehæmmende tilsætningsstoffer | Elektriske huse, apparater, elektronik |
| Ekstruderingsgrad ABS | God smeltestyrke til ekstruderingsprocesser | Rør, profiler, plader |
| Gennemsigtig ABS | Klar eller tonet, god slagstyrke | Linser, medicinsk udstyr, kosmetisk emballage |
Fordele ved ABS-materiale
Her er nogle af fordelene ved ABS-materiale;
- Høj slagfasthed: Bruges bedst til beskyttelse.
- Holdbar: Meget hårdt og skørt og bruges derfor, hvor der er behov for stivhed, f.eks. i konstruktionselementer.
- Let at bearbejde: De kan nemt støbes, bores og formes.
- Omkostningseffektivt: Er mere omkostningseffektiv i forhold til andre plastmaterialer.
- Bredt temperaturområde: God ydeevne ved høje temperaturer kombineret med tilfredsstillende ydeevne ved lave temperaturer.
Ulemper ved ABS-materiale
Udover flere fordele byder ABS også på nogle udfordringer. Disse kan omfatte;
- Dårlig vejrbestandighed: De er tilstrækkeligt skrøbelige i forhold til deres lysfølsomhed og nedbrydes under ultraviolet eksponering.
- Lav kemisk resistens: De kan kun modstå svage syrer eller opløsningsmidler.
- Begrænset varmebestandighed: Dette er en vigtig overvejelse, når man bruger ABS-produkter, fordi de højere temperaturer kan forårsage deformation af produkterne.
- Ikke biologisk nedbrydelig: ABS er et af de materialer, der forårsager ophobning af plastaffald på lossepladsen.
- Udledning af skadelige dampe: Det skal håndteres effektivt med hensyn til den måde, det behandles på, og hvordan affaldet bortskaffes. For når vi brænder det, udsender det farlige dampe.
Anvendelser af ABS-materialet
Følgende er anvendelser af ABS-materiale inden for forskellige områder;
- Dele til biler: De mulige brændpunkter omfatter instrumentbrættet, hjulkapslerne eller kofangerne og deres komponenter.
- Forbrugerelektronik: Beskyttere til bærbare computere, computertaster og telefonskærme.
- Legetøj: Bruges i produkter som LEGO-klodser, da det er mere end stift.
- Husholdningsapparater: Støvsugere, kedler, gafler og bestik samt foodprocessorer.
- 3D-printning: Filamenter, der ofte bruges som byggemateriale i 3D-print, bruger ABS.
- Medicinsk udstyr: Kabinetter til medicinsk udstyr samt andre underenheder og komponenter kræver et materiale, der er svært at ødelægge, ridse eller slide samt let at sterilisere, og derfor bruges ABS i vid udstrækning til dele som f.eks. inhalatorer og kirurgiske instrumenter.
- Byggematerialer: ABS bruges i byggeprodukter som VVS-rør og fittings. Det er generelt på grund af materialets modstandsdygtighed over for slag og kemisk ætsning.
- Interiør til biler: Ud over brugen i instrumentbrættet og kofangere bruges det også til de dele af bilen, der både skal være stærke og give et elegant udseende. Det kan være interiør, midterkonsol og dørpaneler.
- Kontorudstyr: ABS bruges til produktion af kontorudstyr som printere, kopimaskiner og faxmaskiner, da det er stift og har en god slagstyrke.
Konklusion
Konklusionen er, at ABS er en af de velkendte varianter af termoplastiske materialer, der har en høj grad af slid-, slag- og varmebestandighed samt er let at bearbejde. Selv om det har meget dårlig UV-følsomhed og meget lav varmebestandighed, er det et bedre materiale på grund af de mange fordele, det har i de fleste anvendelser. ABS er et genanvendeligt materiale, der bruges i forskellige sammenhænge. Det kan være bildele, elektroniske gadgets, legetøj og andre produkter. I takt med at bæredygtighedsaspekterne får større og større betydning, får genbrug af ABS opmærksomhed for at reducere mængden af plastaffald.
Ofte stillede spørgsmål
Er det sikkert at bruge ABS til fødevarekontakt?
Det skal bemærkes, at ABS som regel ikke bruges til direkte kontakt med fødevarer. Der findes dog flere anvendelser i indirekte fødevarekontakt. gå til er Sikkert ABS-materiale side for at få mere at vide.
Hvordan klarer ABS høje varmeniveauer?
ABS er varmebestandigt og har den ulempe, at det bliver skævt, når det udsættes for varme i længere tid.
Hvor længe holder ABS-plast?
Selv om ABS er meget let, er det også meget hårdt og har høj slagstyrke, så det er godt til uforsonlig brug.
Hvad kan man bruge ABS til i 3D-print?
ABS-materialer bruges ofte til 3D-print, der giver stive og rivefaste komponenter som prototyper, modeller og delprodukter.
Er ABS flammehæmmende?
Der er ABS kvaliteter, der er flammehæmmende, men den ulegerede ABS indeholder måske ikke denne egenskab.