Akryylinitriilibutadieenistyreeni (ABS) on kopolymeeri, joka koostuu kolmesta eri monomeeristä: - akryylinitriilistä, - butadieenistä ja - styreenistä. Se on tunnettu hyvästä iskunkestävyydestään, mittapysyvyydestään käsittelyssä ja upeasta kulutuskestävyydestään. ABS-muovia käytetään autojen ja kuorma-autojen osissa ja moduuleissa, kodinkoneissa, leluissa ja 3D-tulostuksessa. ABS syntetisoidaan teknisesti kolmesta monomeeristä: akryylinitriilistä, butadieenistä ja styreenistä, mikä tekee siitä erittäin lujitetun, jäykän ja lämmönkestävämmän kuin muut kestomuovit. Niinpä se on ihanteellinen kaikkiin yleiskäyttöön sekä teollisuustuotteisiin. Tässä artikkelissa kerrotaan, mitä tämä ABS on ja miten se tarkalleen ottaen syntyy. Hankitaan siis lisätietoja ABS-muovin ominaisuuksista, valmistusprosessista ja käyttötarkoituksista.
Mikä on ABS-materiaali?
ABS on termoplastinen alkyloidipolymeeri, jonka kaava on (C3H3NO) - perustuu akryylinitriiliin, butadieeniin, styreeniin &. Tätä materiaalia arvostetaan suuresti sen suuren iskunkestävyyden ja soveltuvuuden vuoksi. Niinpä se kestää useita lämpötiloja. ABS on sekoitus akryylinitriilin jäykkyyttä, butadieenin sitkeyttä ja styreenin prosessoitavuutta, joten sitä voidaan käyttää monipuolisesti kaikissa tuotteissa.
Mistä ABS on valmistettu
ABS valmistetaan kolmesta monomeeristä:
- Akryylinitriili: Se tarjoaa kemikaalien kestävyyttä ja lämmönkestävyyttä Sekä kemikaalien että lämmönkestävyyttä. Nämä ovat olennaisia ominaisuuksia, koska tuotetta käytetään teollisuudenaloilla, joilla on korkeita lämpötiloja ja joissa altistutaan kemikaaleille.
- Butadieeni: Auttaa antamaan lujuutta ja iskunkestävyyttä.
- Styreeni: Lisää jäykkyyttä ja sileyttä sekä parantaa virtauskykyä.
Nämä kaksi ominaisuutta yhdessä tuottavat tasapainoisen muovimateriaalin. Näin ollen sillä voi olla erilaisia sovelluksia erilaisiin käyttötarkoituksiin monomeerien suhteesta riippuen.
Mitkä ovat ABS:n ominaisuudet?
ABS:llä on useita merkittäviä ominaisuuksia, jotka tekevät siitä suosittua materiaalia monilla teollisuudenaloilla;
- Korkea iskunkestävyys: Butadieenikomponentin ansiosta tuote pystyy vaimentamaan energiaa. Näin se kestää iskuja halkeilematta tai rikkoutumatta.
- Jäykkyys: Styreeni tarjoaa ABS:n rakenteellisen lujuuden, jota tarvitaan sovelluksen lisäpidon varmistamiseksi.
- Lämpöstabiilisuus: Se on suhteellisen epäherkkä lämpötilavaikutuksille ja pysyy vakiona melko laajalla lämpötila-alueella.
- Kemiallinen kestävyys: Tällaiset ominaisuudet iskunkestävyys Kemiallinen ja öljynkestävyys Akryylinitriili vaikuttaa ABS:ään tällä tavoin.
- Hyvä sähköinen eristys: ABS on erittäin hyvä eriste, joten sitä voidaan käyttää sähkölaitteissa.
Seuraava taulukko auttaa sinua kuvaamaan ABS-materiaalin ominaisuuksia.
| Kiinteistö | Tyypilliset arvot |
| Tiheys | 1,03 - 1,12 g/cm³. |
| Vetolujuus | 20 - 40 MPa |
| Vetomoduuli | 1,500 - 3,000 MPa |
| Iskulujuus (lovettu Izod) | 80 - 130 kJ/m² |
| Taivutuslujuus | 60 - 100 MPa |
| Taipumismoduuli | 2,000 - 3,500 MPa |
| Lämpötilan poikkeama Lämpötila | 85 - 105 °C |
| Vicat-pehmenemispiste | 95 - 105 °C |
| Syttyvyys | UL94 HB tai V-2 |
| Veden imeytyminen | 0,2 - 0,5 % (painon mukaan) |
| Pinnan kovuus (Rockwell) | M60 - R118 |
Mitä seurauksia seuraa, kun ABS sekoittuu kestomuovin kanssa?
ABS:n ominaisuuksia voidaan parantaa sekoittamalla sitä muihin kestomuoveihin, kuten polykarbonaattiin (PC) tai polyvinyylikloridiin (PVC). Esim:
- PC-materiaali parantaa ABS:n lämmönkestävyyttä ja lujuutta. Se toimii siis polykarbonaatin (PC) plastisuuden ja joustavuuden kanssa. Mene osoitteeseen PC vs ABS-muovi ja polykarbonaatin ruiskuvalu sivulla lisätietoja PC-materiaalista,
- Kun se yhdistetään PVC:hen, sen kemiallinen kestävyys ja liekinkestävyys ovat paremmat.
Näitä seoksia käytetään, kun polymeerin ominaisuuksiin halutaan tehdä erityisiä muutoksia, jotta ne täyttäisivät korkean suorituskyvyn vaatimukset.
Miten lisäaineet parantavat ABS-materiaalin ominaisuuksia?
ABS-materiaaliin voidaan lisätä lisäaineita, kuten stabilointiaineita, pehmittimiä ja väriaineita, sen ominaisuuksien parantamiseksi tai muuttamiseksi;
- Vakauttajat: Parantaa ABS:n lämpö- ja UV-stabiilisuutta.
- Pehmittimet: Vahvista joustavuutta ja pehmeyttä vaatteissasi.
- Väriaineet: Sallivat ABS:n ulkonäön muuttamisen vaikuttamatta auton toimivuuteen.
Myös muut lisäaineet, esimerkiksi palonestoaineet, parantavat ABS-materiaalista valmistettujen tuotteiden palonkestävyyttä.
Onko ABS myrkyllistä?
Euroopan unionin kanta ACS:ään on, että se on myrkytön ja soveltuu siten käytettäväksi kulutustavaroissa. Siinä ei ole myrkyllisiä yhdisteitä, kuten ftalaatteja, bisfenoli-A:ta (BPA) jne., eikä se myöskään haise pahalle. ABS-johdannainen kehittää kuitenkin myrkyllisiä höyryjä, kun sitä valmistetaan tai kun se altistetaan korkealle lämmölle/liekille (palaminen). Tämä auttaa estämään kemikaaleille altistumisen näiden tuotteiden käsittelyn ja hävittämisen aikana.
ABS:n (akryylinitriilibutadieenistyreenin) valmistusprosessi vaihe vaiheelta.
Tässä on ABS-materiaalin täydellinen valmistusprosessi;
1. Raaka-aineiden valmistelu
Kolme monomeeriä eli akryylinitriili, butadieeni ja styreeni syntetisoidaan yksitellen tarvittavassa suhteessa. Kullakin monomeerillä on ainutlaatuiset ominaisuudet lopullisessa ABS-polymeerissä. Tässä tapauksessa styreeni antaa jäykkyyttä ja helppokäyttöisyyttä, akryylinitriili lisää lämmön- ja kemikaalinkestävyyttä ja butadieeni lisää iskunkestävyyttä.
2. Polymerointiprosessi
ABS valmistetaan käyttämällä kahta tärkeintä polymerointimenetelmää, kuten;
A. Emulsiopolymerisaatio
Emulsiopolymeroinnissa monomeerit ovat melko liukenemattomia veteen, joten ne dispergoidaan pinta-aktiivisten aineiden avulla. Butadieeni muodostaa aluksi kumihiukkasia, minkä jälkeen akryylinitriili ja styreeni polymerisoituvat ja ympäröivät kumihiukkasia muodostaen polymeerimatriisin lukittuvan rakenteen. Tällä menetelmällä voidaan hallita laajemmin lopullista polymeerirakennetta ja sen ominaisuuksia.
B. Massapolymerisaatio (irtotavarana)
Massapolymeroinnissa monomeerien sekoittamisessa ei käytetä vettä. Katalyytit johtavat polymerisaatioprosessiin, ja kaupallinen prosessi tapahtuu hyvin suurissa reaktoriastioissa. Tämän jälkeen polymeeri sulatetaan ja suulakepuristetaan, jäähdytetään ja sitten pelletöidään. Tämä prosessi on myös nopeampi ja tehokkaampi suuren mittakaavan tuotannossa kuin panosprosessointi.
3. Stabilointiaineiden ja lisäaineiden lisääminen
Elintarvikkeisiin lisätään useimmiten stabilointiaineita ja lisäaineita. Ne auttavat säilyttämään ruoan tietyt ominaisuudet, kuten värin ja rakenteen. Polymeroinnin jälkeen ABS:ään lisätään joitakin muita ainesosia, kuten UV-stabilisaattoreita, pigmenttejä ja pehmittimiä. Tällaisten lisäaineiden tarkoituksena on parantaa materiaalin ominaisuuksia, kuten vahvistaa säänkestävyyttä ja väriä, tai lisätä joustavuutta.
4. Jäähdytys ja pelletöinti
Tämän jälkeen polymeerisula puristetaan muotin läpi ja se tulee ulos pitkien säikeiden muodossa. Nämä säikeet jäähdytetään sitten vedellä tai ilmalla, jotta polymeeristä saadaan kiinteää materiaalia. Tämän prosessin päätyttyä säie pienennetään jäähtymisen jälkeen pieniksi, samankokoisiksi pelleteiksi. Nämä ovat ABS-pellettejä, joita on helppo kuljettaa ja joita käytetään tuotteiden valmistuksessa käytettävänä perusmateriaalina.
5. Lopullinen käsittely
Näillä ABS-pelleteillä on erilaisia sovelluksia monissa valmistusprosesseissa, kuten ruiskuvalussa, ekstruusiossa ja puhallusmuovauksessa. Siihen liittyy abs ruiskuvalu tuotteista, kuten autonosista, elektroniikkakoteloista ja abs lelujen muovailu muun muassa sulattamalla pelletit ja ruiskuttamalla ne sitten muotteihin. Ekstruusiopuhallusmuovausta käytetään tuotteisiin, kuten putkiin ja pulloihin, ja toinen on ruiskupuhallusmuovaus, jota käytetään tuotteisiin, kuten leluihin ja säiliöihin. Kaikilla edellä mainituilla tekniikoilla maksimoidaan ABS:n ominaisuuksien käyttö vahvojen ja laadukkaiden lopputuotteiden kehittämiseksi.
Onko ABS kierrätettävissä?
Kyllä, ABS on kierrätettävissä. Sen ominaisuudet eivät juuri heikkene, kun se on käsitelty uudelleen ja käytetty uudelleen. ABS:n kierrätysprosessissa materiaali hajotetaan pelleteiksi, jotta ne voidaan sulattaa uudelleen tarvittaviksi tuotteiksi. ABS:n kierrätys ei kuitenkaan ole niin yleistä kuin muiden muovien, kuten PET:n tai HDPE:n, kierrättäminen, koska siihen on joitakin syitä, kuten kontaminaatio ja lajittelu.
Kaupallisesti saatavilla olevat ABS-laadut
Seuraavassa taulukossa esitetään syvällisesti markkinoilla saatavilla olevat eri ABS-laadut.
| ABS-luokka Tyyppi | Tärkeimmät ominaisuudet | Tyypilliset sovellukset |
| Yleiskäyttöinen ABS | Hyvä iskunkestävyys, kohtalainen lämmönkestävyys | Kuluttajatuotteet, kodinkoneet |
| Korkea iskunkestävä ABS | Parannettu sitkeys ja iskunkestävyys | Autoteollisuuden komponentit, teollisuuden osat |
| Korkea lämpö ABS | Korkeampi lämmönpoikkeutuslämpötila | Autojen kojelaudat, sähkökotelot |
| pinnoitusluokka ABS | Soveltuu galvanointiin ja korkeaan pinnanlaatuun. | Autojen koristelu, koristetuotteet |
| Palosuojattu ABS | Sisältää palonestoaineita sisältäviä lisäaineita. | Sähkökotelot, laitteet, elektroniikka |
| Ekstruusioluokan ABS | Hyvä sulan lujuus ekstruusioprosesseissa | Putket, profiilit, levyt |
| Läpinäkyvä ABS | Kirkas tai sävytetty, hyvä iskunkestävyys | Linssit, lääkinnälliset laitteet, kosmetiikkapakkaukset |
ABS-materiaalin edut
Tässä on joitakin ABS-materiaalin etuja;
- Korkea iskunkestävyys: Käytetään parhaiten suojaustarkoituksiin.
- Kestävä: Erittäin kovaa ja haurasta, joten sitä käytetään, kun tarvitaan jäykkyyttä, kuten rakenneosissa.
- Helposti työstettävissä: Nämä voidaan helposti muovata, porata ja muotoilla.
- Kustannustehokas: On kustannustehokkaampi verrattuna muihin muovitekniikoihin.
- Laaja lämpötila-alue: Hyvä suorituskyky korkeissa lämpötiloissa ja tyydyttävä suorituskyky matalissa lämpötiloissa.
ABS-materiaalin haitat
Monien etujen lisäksi ABS tarjoaa myös joitakin haasteita. Näitä voivat olla mm;
- Huono säänkestävyys: Valoherkkyydeltään riittävän hauraat ne hajoavat ultraviolettivalossa.
- Alhainen kemiallinen kestävyys: Ne kestävät vain heikkoja happoja tai liuottimia.
- Rajoitettu lämmönkestävyys: Tämä on tärkeä seikka ABS-tuotteita käytettäessä, koska korkeammat lämpötilat voivat aiheuttaa tuotteiden muodonmuutoksia.
- Biohajoamaton: ABS on yksi niistä materiaaleista, jotka aiheuttavat muovijätteen kertymistä kaatopaikalle.
- Haitalliset savukaasupäästöt: Sitä olisi hallinnoitava tehokkaasti sen käsittelytapojen ja jätteiden hävittämisen osalta. Kun poltamme sitä, siitä vapautuu vaarallisia savukaasuja.
ABS-materiaalin käyttötarkoitukset
Seuraavassa on lueteltu ABS-materiaalin sovelluksia eri aloilla;
- Autojen osat: Mahdollisia syttymiskohtia ovat esimerkiksi kojelauta, pyöränsuojat tai puskurit ja niiden osat.
- Viihde-elektroniikka: Kannettavan tietokoneen suojat, tietokoneen avaimet ja puhelimen rungon suojukset.
- Lelut: Käytetään tuotteissa, kuten LEGO-tiilissä, koska se on jäykkyyden yläpuolella.
- Kodinkoneet: Pölynimurit, vedenkeittimet, haarukat ja ruokailuvälineet sekä ruoankäsittelykoneet.
- 3D-tulostus: 3D-tulostuksen rakennusmateriaalina käytetään usein filamentteja, joissa käytetään dow ABS:ää.
- Lääkinnälliset laitteet: Lääkinnällisten laitteiden kotelot sekä muut osakokoonpanot ja komponentit vaativat materiaalia, jota on vaikea rikkoa, naarmuttaa tai kuluttaa ja joka on helppo steriloida, minkä vuoksi ABS-materiaalia käytetään laajalti esimerkiksi inhalaattoreiden ja kirurgisten instrumenttien osissa.
- Rakennusmateriaalit: ABS-muovia käytetään rakennustuotteissa, kuten putkissa ja liitososissa. Tämä johtuu yleensä materiaalin iskunkestävyydestä ja kemiallisesta korroosionkestävyydestä.
- Autojen sisätilat: Kojelaudan ja puskureiden lisäksi sitä käytetään myös niissä ajoneuvon osissa, joiden on oltava sekä vahvoja että tyylikkään näköisiä. Tällaisia voivat olla esimerkiksi sisäverhoilu, keskikonsoli ja ovipaneelit.
- Toimistolaitteet: ABS-muovia käytetään toimistolaitteiden, kuten tulostimien, kopiokoneiden ja faksien valmistuksessa, koska se on jäykkää ja sillä on hyvä iskunkestävyys.
Päätelmä
Lopuksi voidaan todeta, että ABS on yksi niistä lämpömuovisten materiaalien tunnetuista lajikkeista, joilla on korkea kulutuksen-, iskunkestävyys- ja lämmönkestävyys sekä helppo käsiteltävyys. Vaikka sen UV-herkkyys ja lämmönkestävyys on hyvin heikko, se on parempi materiaali, koska sillä on monia etuja useimmissa käyttötarkoituksissa. ABS on uudelleenkäytettävä materiaali, jota käytetään erilaisissa sovelluksissa. Näitä voivat olla esimerkiksi autonosat, elektroniset vempaimet, lelut ja muut tuotteet. Koska kestävyysnäkökohdat saavat yhä enemmän merkitystä, ABS:n kierrätykseen kiinnitetään huomiota muovijätteen vähentämiseksi.
Usein kysytyt kysymykset
Onko ABS:n käyttö elintarvikkeissa turvallista?
On huomattava, että ABS-ainetta ei yleensä käytetä suoraan kosketukseen elintarvikkeiden kanssa. Vaikka sitä käytetäänkin useissa tapauksissa epäsuorassa elintarvikekontaktissa, siirry osoitteeseen on ABS-materiaali turvallinen sivulla lisätietoja.
Miten ABS kestää kovaa kuumuutta?
ABS on lämmönkestävä, ja sen haittapuolena on, että se vääntyy, kun se altistuu kuumuudelle pitkään.
Kuinka kauan ABS-muovi kestää?
Vaikka ABS on erittäin kevyt, se on myös erittäin sitkeä ja iskunkestävä, joten se soveltuu hyvin kovaan käyttöön.
Mihin ABS:ää käytetään 3D-tulostuksessa?
ABS-materiaaleja käytetään yleisesti 3D-tulostuksessa, josta saadaan jäykkiä ja repimättömiä komponentteja, kuten prototyyppejä, malleja ja osatuotteita.
Onko ABS paloturvallinen?
On olemassa ABS jotka ovat palonsuoja-aineita, mutta seostamaton ABS ei välttämättä sisällä tätä ominaisuutta.