Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) is a copolymer composed of three different monomers:, – Acrylonitrile; – Butadiene; and – Styrene. Well-established for its good impact strength, dimensional stability in processing, and fantastic wearing resistance. ABS is used in autos and truck parts and modules, home appliances, toys, and 3D printing. The ABS is technically synthesized from three monomers; acrylonitrile, butadiene, and styrene rendering it highly strengthened, rigid, and heat resistant than other thermoplastics. So, it is ideal for all general use as well as industrial products. In this article, you will learn what this ABS is and how exactly is it created. So, let’s get some additional information about the properties, manufacturing process, and uses of ABS plastic.
ABS 소재란 무엇인가요?
ABS는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌을 기본으로 하는 화학식 (C3H3NO)의 열가소성 알킬로이드 폴리머입니다. 이 소재는 높은 충격 강도와 적성으로 인해 높은 평가를 받고 있습니다. 따라서 많은 온도에 견딜 수 있습니다. ABS는 아크릴로니트릴의 강성, 부타디엔의 인성, 스티렌의 가공성이 혼합된 소재이므로 모든 제품에 다양하게 사용할 수 있습니다.
ABS는 무엇으로 만들어졌나요?
ABS는 세 가지 모노머로 만들어집니다:
- 아크릴로니트릴: 내화학성 및 내열성 내화학성과 내열성을 모두 제공합니다. 이는 고온 및 화학 물질에 노출되는 산업에서 사용되는 제품인 만큼 필수적인 기능입니다.
- 부타디엔: 강도와 충격 강도를 제공하는 데 도움이 됩니다.
- 스티렌: 강성과 부드러움을 증가시키고 흐름 능력을 향상시킵니다.
이 두 가지 특성이 결합되어 균형 잡힌 플라스틱 소재가 만들어집니다. 따라서 모노머의 비율에 따라 다양한 용도로 다양하게 응용할 수 있습니다.
ABS의 속성은 무엇인가요?
ABS는 여러 산업 분야에서 선호하는 소재가 될 수 있는 몇 가지 주목할 만한 특성을 가지고 있습니다;
- 높은 내충격성: 부타디엔 성분으로 인해 이 제품은 에너지를 흡수할 수 있습니다. 따라서 금이 가거나 깨지지 않고 충격에 견딜 수 있습니다.
- 강성: 스티렌은 추가적인 애플리케이션 접착에 필요한 ABS 구조적 강도를 제공합니다.
- 열 안정성: 온도 영향에 비교적 민감하지 않으며 꽤 넓은 온도 범위에서 일정하게 유지됩니다.
- 내화학성: 이러한 특성 충격 저항 내화학성 및 내유성 아크릴로니트릴은 이러한 방식으로 ABS에 기여합니다.
- 전기 절연성이 우수합니다: ABS는 매우 우수한 절연체이므로 전기 제품에 사용할 수 있습니다.
다음 표는 ABS 소재의 특성을 설명하는 데 도움이 됩니다.
| 속성 | 일반적인 값 |
| 밀도 | 1.03 – 1.12 g/cm³ |
| 인장 강도 | 20 – 40 MPa |
| 인장 계수 | 1,500 – 3,000 MPa |
| 충격 강도(노치 이조드) | 80 – 130 kJ/m² |
| 굴곡 강도 | 60 – 100 MPa |
| 굴곡 탄성 계수 | 2,000 – 3,500 MPa |
| 열 변형 온도 | 85 – 105 °C |
| 비캣 소프트닝 포인트 | 95 – 105 °C |
| 인화성 | UL94 HB 또는 V-2 |
| 수분 흡수 | 0.2 – 0.5 % (by weight) |
| 표면 경도(로크웰) | M60 – R118 |
ABS와 열가소성 플라스틱을 혼합하면 어떤 결과가 발생하나요?
ABS는 일반적으로 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리염화비닐(PVC)과 같은 다른 열가소성 플라스틱과 혼합하여 그 특성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어
- PC 소재는 ABS의 내열성과 강도를 향상시킵니다. 따라서 폴리카보네이트(PC)의 가소성과 유연성에 부합합니다. 다음으로 이동하세요. PC 대 ABS 플라스틱 그리고 폴리카보네이트 사출 성형 페이지에서 PC 자료에 대해 자세히 알아보세요,
- PVC와 결합하면 내화학성과 내염성이 향상됩니다.
이러한 블렌드는 고성능 기준을 충족하기 위해 폴리머의 특성에 특정 변경이 필요한 경우에 사용됩니다.
첨가제는 ABS 소재의 특성을 어떻게 개선하나요?
안정제, 가소제, 착색제와 같은 첨가제를 ABS에 첨가하여 특성을 개선하거나 변경할 수 있습니다;
- 안정제: ABS의 열 및 자외선 안정성을 개선합니다.
- 가소제: 옷의 유연성과 부드러움 요소를 강화하세요.
- 착색제: 차량의 기능에 영향을 미치지 않고 ABS의 외관을 변경할 수 있습니다.
난연제와 같은 다른 첨가제 역시 ABS로 만든 제품의 내화성을 향상시킵니다.
ABS는 독성이 있나요?
ACS에 대한 유럽연합의 입장은 무독성이므로 소모품에 사용하기에 적합하다는 것입니다. 프탈레이트, 비스페놀-A(BPA) 등과 같은 독성 화합물이 들어 있지 않으며 악취도 나지 않습니다. 그러나 제조 공정 중이거나 고열/화염에 노출(연소)되면 ABS 유도체는 유독 가스를 방출합니다. 따라서 이러한 제품의 가공 및 폐기 과정에서 화학물질에 노출되는 것을 방지할 수 있습니다.
ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)의 단계별 제조 공정
다음은 ABS 소재의 전체 제조 과정입니다;
1. 원재료 준비
아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌의 세 가지 모노머는 필요한 비율로 개별적으로 합성됩니다. 각 모노머는 최종 ABS 폴리머에 고유한 특성을 부여합니다. 여기서 스티렌은 강성과 가공 용이성을, 아크릴로니트릴은 내열성 및 내화학성을, 부타디엔은 충격 강도를 제공합니다.
2. 중합 과정
ABS는 다음과 같은 두 가지 주요 중합 방법을 사용하여 생성됩니다;
A. 에멀젼 중합
에멀젼 중합에서 모노머는 물에 잘 녹지 않으므로 계면 활성제의 도움으로 분산됩니다. 부타디엔은 처음에 고무 입자를 형성한 다음 아크릴로니트릴과 스티렌이 중합되어 고무 입자를 둘러싸고 폴리머 매트릭스의 연동 구조를 형성합니다. 이 방법을 사용하면 최종 폴리머 구조와 그 특성을 보다 광범위하게 제어할 수 있습니다.
B. 질량(벌크) 중합
대량 중합에서는 모노머를 혼합할 때 물을 사용하지 않습니다. 촉매가 중합 공정을 이끌고 상업적 공정은 매우 큰 반응기 용기에서 이루어집니다. 그 다음에는 폴리머를 녹여 압출하고 냉각한 다음 펠릿화합니다. 이 공정은 일괄 처리보다 대규모 생산에서 더 빠르고 효율적입니다.
3. 안정제 및 첨가제 추가
안정제와 첨가제는 대부분 식품에 첨가됩니다. 따라서 색상과 식감과 같은 식품의 특정 특성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 중합이 완료되면 자외선 안정제, 안료 및 가소제를 포함한 다른 성분이 ABS에 추가됩니다. 이러한 첨가제는 날씨 조건에 대한 저항력 강화, 색상 또는 유연성 증가 등 재료의 특성을 개선하는 역할을 합니다.
4. 냉각 및 펠렛화
그런 다음 폴리머 용융물은 다이를 통해 압출되어 긴 가닥의 형태로 나옵니다. 그런 다음 이 가닥을 물이나 공기로 냉각하여 폴리머를 고체 물질로 굳힙니다. 이 과정이 완료되면 가닥은 식은 후 동일한 크기의 작은 펠릿으로 줄어듭니다. 이 펠릿은 운반이 용이하고 제품 제조에 사용되는 기본 재료로 사용되는 ABS 펠릿입니다.
5. 최종 처리
이러한 ABS 펠릿은 사출 성형, 압출 및 블로우 성형과 같은 다양한 제조 공정에서 다양하게 응용됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. ABS 사출 성형 자동차 부품, 전자제품 케이스, 복근과 같은 제품에서 성형 장난감 펠릿을 녹여 금형에 주입하는 과정을 통해 생산됩니다. 압출 블로우 성형은 파이프 및 병과 같은 제품에 적용되고 다른 하나는 장난감 및 용기와 같은 제품에 적용되는 사출 블로우 성형입니다. 위의 모든 기술은 ABS의 특성을 최대한 활용하여 견고하고 품질이 우수한 완제품을 개발합니다.
ABS는 재활용이 가능한가요?
예, ABS는 재활용이 가능합니다. 재가공하여 재사용해도 그 특성이 크게 저하되지 않습니다. ABS의 재활용 절차에는 재료를 펠릿으로 분해하여 필요한 제품으로 재용융하는 과정이 포함됩니다. 그러나 오염 및 분류와 같은 몇 가지 이유로 인해 ABS의 재활용은 PET 또는 HDPE와 같은 다른 플라스틱에 비해 그렇게 많지 않습니다.
상업적으로 이용 가능한 ABS 등급
다음 표는 시중에서 판매되는 다양한 ABS 등급에 대해 자세히 설명합니다.
| ABS 등급 유형 | 주요 속성 | 일반적인 애플리케이션 |
| 범용 ABS | 우수한 내충격성, 적당한 내열성 | 소비재, 가전 제품 |
| 고충격 ABS | 강화된 인성 및 충격 강도 | 자동차 부품, 산업 부품 |
| 고열 ABS | 더 높은 열 편향 온도 | 자동차 대시보드, 전기 인클로저 |
| 도금 등급 ABS | 전기 도금 및 높은 표면 품질에 적합 | 자동차 트림, 장식 제품 |
| 난연성 ABS | 난연성 첨가제 함유 | 전기 하우징, 가전 제품, 전자 제품 |
| 압출 등급 ABS | 압출 공정에 적합한 우수한 용융 강도 | 파이프, 프로파일, 시트 |
| 투명 ABS | 투명 또는 착색, 우수한 충격 강도 | 렌즈, 의료 기기, 화장품 포장 |
ABS 소재의 장점
다음은 ABS 소재의 몇 가지 장점입니다;
- 높은 내충격성: 보호 목적으로 사용하는 것이 가장 좋습니다.
- 내구성: 매우 단단하고 부서지기 쉬우므로 구조 부재와 같이 강성이 필요한 곳에 사용됩니다.
- 쉽게 가공할 수 있습니다: 쉽게 성형하고 구멍을 뚫고 모양을 만들 수 있습니다.
- 비용 효율적입니다: 다른 엔지니어링 플라스틱에 비해 비용 효율성이 높습니다.
- 넓은 온도 범위: 만족스러운 저온 성능과 함께 우수한 고온 성능을 제공합니다.
ABS 소재의 단점
ABS는 몇 가지 장점 외에도 몇 가지 과제를 안겨줍니다. 여기에는 다음이 포함될 수 있습니다;
- 내후성이 좋지 않습니다: 빛에 대한 민감도가 매우 약해 자외선에 노출되면 성능이 저하됩니다.
- 낮은 내화학성: 약산성 또는 용매에 대해서만 저항할 수 있습니다.
- 내열성이 제한적입니다: 온도가 높을수록 제품의 변형이 발생할 수 있으므로 ABS 제품을 사용할 때는 이 점을 반드시 고려해야 합니다.
- 생분해되지 않습니다: ABS는 매립지에 플라스틱 쓰레기가 쌓이게 하는 물질 중 하나입니다.
- 유해한 연기 배출: 처리 방식과 폐기물 처리 방법 측면에서 효과적으로 관리해야 합니다. 태우면 유해한 연기를 배출하기 때문입니다.
ABS 소재의 용도
다음은 다양한 분야에서 ABS 소재의 응용 분야입니다;
- 자동차 부품: 대시보드, 휠 커버 또는 범퍼와 그 구성품이 인화점이 될 수 있습니다.
- 가전 제품: 노트북 보호대, 컴퓨터 키, 휴대폰 본체 보호대.
- 장난감: 레고 브릭과 같은 제품에는 강성이 뛰어나기 때문에 사용됩니다.
- 가전 제품: 진공 청소기, 주전자, 포크와 수저, 음식물 처리기.
- 3D 프린팅: 3D 프린팅의 건축 재료로 자주 사용되는 필라멘트는 다우 ABS를 사용합니다.
- 의료 기기: 의료 기기 하우징과 기타 하위 어셈블리 및 부품에는 파손, 긁힘, 마모가 어렵고 멸균이 쉬운 소재가 필요하기 때문에 흡입기, 수술 기구 등의 부품에 ABS가 널리 사용되고 있습니다.
- 건축 자재: ABS는 배관 파이프 및 피팅과 같은 건축용 제품에 사용됩니다. 이는 일반적으로 재료의 충격 및 화학적 내식성 특성 때문입니다.
- 자동차 인테리어: 대시보드와 범퍼에 사용되는 것 외에도 차량의 견고함과 우아한 외관을 모두 갖춰야 하는 부분에도 사용됩니다. 여기에는 인테리어 트림, 센터 콘솔 및 도어 패널이 포함될 수 있습니다.
- 사무기기: ABS는 단단하고 충격 강도가 좋아 프린터 복사기, 팩스 등 사무기기 생산에 사용됩니다.
결론
결론적으로 ABS는 가공 용이성뿐만 아니라 높은 수준의 내마모성, 내충격성, 내열성을 보여주는 잘 알려진 열가소성 소재 중 하나입니다. 자외선 민감도가 매우 낮고 내열성이 매우 낮지만 대부분의 용도에서 많은 장점을 가지고 있기 때문에 더 나은 소재입니다. ABS는 다양한 용도로 사용되는 재사용 가능한 소재입니다. 여기에는 자동차 부품, 전자 기기, 장난감 및 기타 제품이 포함될 수 있습니다. 지속 가능성 측면이 중요해지면서 폐플라스틱을 줄이기 위해 ABS의 재활용이 주목받고 있습니다.
자주 묻는 질문
식품 접촉에 ABS를 사용해도 안전한가요?
일반적으로 ABS는 식품과의 직접적인 접촉에는 사용되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 식품과 간접적으로 접촉하는 환경에서는 여러 가지 응용 분야를 찾을 수 있습니다. ABS 소재 안전 페이지에서 자세히 알아보세요.
ABS는 높은 수준의 열에 어떻게 견딜 수 있나요?
ABS는 내열성이 있어 장시간 열에 노출되면 뒤틀리는 단점이 있습니다.
ABS 플라스틱의 수명은 얼마나 되나요?
ABS는 매우 가벼우면서도 매우 견고하고 충격 강도가 높기 때문에 거칠게 사용하기에 좋습니다.
3D 프린팅에서 ABS의 용도는 무엇인가요?
ABS 소재는 프로토타입, 모델, 부품 제품과 같이 견고하고 찢어지지 않는 구성 요소를 제공하는 3D 프린팅에 일반적으로 사용됩니다.
ABS는 난연성이 있나요?
다음이 있습니다. ABS 등급은 난연성이 있지만 비합금 ABS에는 이 특성이 포함되어 있지 않을 수 있습니다.