Acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) is een copolymeer dat bestaat uit drie verschillende monomeren: - acrylonitril, - butadieen en - styreen. Het staat bekend om zijn goede slagvastheid, maatvastheid tijdens verwerking en fantastische slijtvastheid. ABS wordt gebruikt in auto- en vrachtwagenonderdelen en modules, huishoudelijke apparaten, speelgoed en 3D-printing. ABS wordt technisch vervaardigd uit drie monomeren: acrylonitril, butadieen en styreen, waardoor het sterker, stijver en hittebestendiger is dan andere thermoplasten. Het is dus ideaal voor algemeen gebruik en voor industriële producten. In dit artikel leer je wat ABS is en hoe het precies wordt gemaakt. Laten we eens wat meer informatie geven over de eigenschappen, het productieproces en het gebruik van ABS kunststof.
Wat is ABS-materiaal?
ABS is een thermoplastisch alkyloïdaal polymeer met formule (C3H3NO) – gebaseerd op acrylonitril, butadieen, styreen &. Dit materiaal wordt zeer gewaardeerd om zijn hoge slagvastheid en geschiktheid. Het kan dus een groot aantal temperaturen weerstaan. ABS is een mix van de stijfheid van acrylonitril, de taaiheid van butadieen en de verwerkbaarheid van styreen, dus het heeft een verscheidenheid aan toepassingen voor elk product.
Waar is ABS van gemaakt?
ABS bestaat uit drie monomeren:
- Acrylonitril: Het biedt chemische bestendigheid en hittestabiliteit Zowel chemische als hittebestendigheid. Dit zijn essentiële kenmerken omdat het product wordt gebruikt in industrieën met hoge temperaturen en chemische blootstelling.
- Butadieen: Zorgt voor meer sterkte en schokbestendigheid.
- Styreen: Verhoogt de stijfheid en gladheid en vergroot het vloeivermogen.
Deze twee eigenschappen combineren om een goed uitgebalanceerd plastic materiaal te produceren. Het kan dus verschillende toepassingen hebben voor verschillende doeleinden, afhankelijk van de verhouding van de betrokken monomeren.
Wat zijn de eigenschappen van ABS?
ABS bezit een aantal opvallende eigenschappen waardoor het een geliefd materiaal is in tal van industrieën;
- Hoge slagvastheid: Door het butadieencomponent is het product in staat om energie te absorberen. Zo kan het schokken weerstaan zonder te barsten of te breken.
- Stijfheid: Styreen biedt de structurele sterkte van ABS die nodig is voor extra hechting bij toepassingen.
- Thermische stabiliteit: Het is relatief ongevoelig voor temperatuureffecten en blijft constant over een behoorlijk groot temperatuurbereik.
- Chemische bestendigheid: Dergelijke eigenschappen slagvastheid Chemische en oliebestendigheid Acrylonitril draagt op deze manier bij aan ABS.
- Goede elektrische isolatie: ABS is een zeer goede isolator en kan daarom gebruikt worden voor elektrische apparaten.
De volgende tabel helpt u de eigenschappen van ABS-materiaal te beschrijven
| Eigendom | Typische waarden |
| Dikte | 1,03 - 1,12 g/cm³ |
| Treksterkte | 20 - 40 MPa |
| Trekmodulus | 1.500 - 3.000 MPa |
| Slagvastheid (gekerfde Izod) | 80 - 130 kJ/m² |
| Buigsterkte | 60 - 100 MPa |
| Buigmodulus | 2.000 - 3.500 MPa |
| Warmteafbuigingstemperatuur | 85 - 105 °C |
| Vicat-verwekingspunt | 95 - 105 °C |
| Ontvlambaarheid | UL94 HB of V-2 |
| Wateropname | 0,2 - 0,5 % (in gewicht) |
| Oppervlaktehardheid (Rockwell) | M60 - R118 |
Wat zijn de gevolgen als ABS wordt gemengd met thermoplast?
ABS kan zijn eigenschappen verbeteren door het te mengen met andere thermoplasten, meestal polycarbonaat (PC) of polyvinylchloride (PVC). Bijvoorbeeld:
- Het materiaal met PC verbetert de hittebestendigheid en sterkte van ABS. Het werkt dus in overeenstemming met de plasticiteit en flexibiliteit van een polycarbonaat (PC). Ga naar PC versus ABS-kunststof En polycarbonaat spuitgieten pagina om meer te weten te komen over PC-materiaal,
- In combinatie met PVC is de chemische bestendigheid beter en is het ook vlamvertragend.
Deze mengsels worden gebruikt wanneer specifieke wijzigingen in de eigenschappen van het polymeer gewenst zijn om aan hoge prestatiecriteria te voldoen.
Hoe verbeteren additieven de eigenschappen van ABS-materiaal?
Additieven zoals stabilisatoren, weekmakers en kleurstoffen kunnen aan ABS worden toegevoegd om de eigenschappen ervan te verbeteren of te wijzigen;
- Stabilisatoren: Verbeter de hitte- en UV-stabiliteit van ABS.
- Weekmakers: Versterk het element van flexibiliteit en zachtheid in uw kleding.
- Kleurstoffen: Hiermee kan het uiterlijk van ABS worden gewijzigd zonder dat dit invloed heeft op de functionaliteit van de auto.
Andere toevoegingen, zoals vlamvertragers, verhogen eveneens de brandwerendheid van producten van ABS.
Is ABS giftig?
Het standpunt van de Europese Unie over ACS is dat het niet-toxisch is en dus geschikt voor gebruik in consumptiegoederen. Er zitten geen giftige stoffen in zoals ftalaten, bisfenol-A (BPA), etc. en het verspreidt ook geen vieze geur. Maar wanneer het het productieproces ondergaat of wanneer het wordt blootgesteld aan hoge hitte/vlammen (verbranding), geeft het ABS-derivaat giftige dampen af. Dit helpt blootstelling aan de chemicaliën te voorkomen tijdens de verwerking en verwijdering van deze producten.
Stapsgewijs productieproces van ABS (Acrylonitril-butadieen-styreen)
Hier is het volledige productieproces van ABS-materiaal;
1. Voorbereiding van grondstoffen
De drie monomeren, namelijk acrylonitril, butadieen en styreen, worden individueel gesynthetiseerd met de vereiste verhouding. Elk monomeer draagt unieke eigenschappen bij aan het uiteindelijke ABS-polymeer. Styreen zorgt hier voor stijfheid en verwerkingsgemak, acrylonitril draagt bij aan hitte- en chemische bestendigheid en butadieen draagt bij aan slagvastheid.
2. Polymerisatieproces
ABS wordt gecreëerd met behulp van twee belangrijke polymerisatiemethoden, namelijk:
A. Emulsiepolymerisatie
Bij emulsiepolymerisatie zijn de monomeren tamelijk onoplosbaar in water en worden ze dus gedispergeerd met behulp van oppervlakteactieve stoffen. Butadieen zorgt in eerste instantie voor de vorming van rubberdeeltjes, waarna acrylonitril en styreen polymeriseren en de rubberdeeltjes omringen om een in elkaar grijpende structuur van een polymeermatrix te vormen. Deze methode maakt het mogelijk om de uiteindelijke polymeerstructuur en de eigenschappen ervan in grotere mate te controleren.
B. Massa (Bulk) Polymerisatie
Bij massapolymerisatie wordt er geen water gebruikt bij het mengen van monomeren. Katalysatoren leiden tot het polymerisatieproces en het commerciële proces vindt plaats in zeer grote reactorvaten. Dit wordt gevolgd door het smelten en extruderen van het polymeer, afkoelen en vervolgens pelletiseren. Dit proces is ook sneller en efficiënter bij grootschalige productie dan batchverwerking.
3. Toevoeging van stabilisatoren en additieven
Stabilisatoren en additieven worden meestal aan het voedsel toegevoegd. Ze helpen dus bepaalde eigenschappen van het voedsel te behouden, zoals kleur en textuur. Nadat de polymerisatie is voltooid, worden er andere ingrediënten, waaronder UV-stabilisatoren, pigmenten en weekmakers, aan het ABS toegevoegd. Dergelijke additieven dienen om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren, waaronder het versterken van de weerstand tegen weersomstandigheden, en kleur of om de flexibiliteit te vergroten.
4. Koelen en pelletiseren
Vervolgens wordt de polymeersmelt geëxtrudeerd door een matrijs en komt eruit in de vorm van lange strengen. Deze strengen worden vervolgens gekoeld met water of lucht om het polymeer in een vast materiaal te zetten. Nadat dit proces is voltooid, wordt de streng gereduceerd tot kleine, even grote pellets nadat deze is afgekoeld. Dit zijn ABS-pellets die gemakkelijk te transporteren zijn en worden gebruikt als basismateriaal voor de productie van producten.
5. Eindverwerking
Deze ABS-pellets hebben verschillende toepassingen in veel productieprocessen, zoals spuitgieten, extrusie en blaasvormen. Het gaat om de abs spuitgieten van producten zoals auto-onderdelen, elektronicabehuizingen en ABS speelgoed gieten onder andere door het proces van het smelten van de pellets en het vervolgens injecteren ervan in mallen. Extrusieblaasvormen wordt toegepast op producten zoals pijpen en flessen en de andere is spuitgietblaasvormen die wordt toegepast op producten zoals speelgoed en containers. Alle bovenstaande technieken maximaliseren het gebruik van de eigenschappen van ABS om sterke en kwalitatief hoogwaardige eindproducten te ontwikkelen.
Is ABS recyclebaar?
Ja, ABS is recyclebaar. De eigenschappen ervan nemen niet veel af wanneer het opnieuw is verwerkt en hergebruikt. Recycling van de ABS-procedure omvat het breken van het materiaal in pellets, zodat ze opnieuw kunnen worden gesmolten tot de vereiste producten. Recycling van ABS is echter niet zozeer vergelijkbaar met andere kunststoffen zoals PET of HDPE vanwege een aantal redenen, zoals verontreiniging en sortering.
Commercieel verkrijgbare ABS-klassen
De onderstaande tabel geeft een gedetailleerd inzicht in de verschillende ABS-klassen die op de markt verkrijgbaar zijn.
| ABS-klasse type | Belangrijkste eigenschappen | Typische toepassingen |
| ABS voor algemeen gebruik | Goede slagvastheid, matige hittebestendigheid | Consumentenproducten, huishoudelijke apparaten |
| ABS met hoge impact | Verbeterde taaiheid en slagvastheid | Auto-onderdelen, industriële onderdelen |
| ABS bestand tegen hoge temperaturen | Hogere warmteafbuigingstemperatuur | Automobieldashboards, elektrische behuizingen |
| Platingkwaliteit ABS | Geschikt voor galvaniseren en hoge oppervlaktekwaliteit | Autobekleding, decoratieve producten |
| Vlamvertragend ABS | Bevat vlamvertragende additieven | Elektrische behuizingen, apparaten, elektronica |
| Extrusiekwaliteit ABS | Goede smeltsterkte voor extrusieprocessen | Buizen, profielen, platen |
| Transparant ABS | Helder of getint, goede slagvastheid | Lenzen, medische hulpmiddelen, cosmetische verpakkingen |
Voordelen van ABS-materiaal
Hier zijn enkele voordelen van ABS-materiaal;
- Hoge slagvastheid: Het beste te gebruiken voor beschermingsdoeleinden.
- Duurzaam: Zeer hard en bros, dus wordt gebruikt waar stijfheid vereist is, zoals in constructiedelen.
- Gemakkelijk te bewerken: Deze kunnen eenvoudig worden gegoten, geboord en gevormd.
- Kosteneffectief: Is kosteneffectiever in vergelijking met andere technische kunststoffen.
- Breed temperatuurbereik: Goede prestaties bij hoge temperaturen, gecombineerd met bevredigende prestaties bij lage temperaturen.
Nadelen van ABS-materiaal
Naast verschillende voordelen, biedt ABS ook enkele uitdagingen. Deze kunnen zijn:
- Slechte weersbestendigheid: Ze zijn gevoelig genoeg voor licht en ze degraderen onder blootstelling aan ultraviolet licht.
- Lage chemische bestendigheid: Ze zijn alleen bestand tegen zwakke zuren of oplosmiddelen.
- Beperkte hittebestendigheid: Dit is een belangrijk aandachtspunt bij het gebruik van ABS-producten, omdat de hogere temperaturen vervorming van de producten kunnen veroorzaken.
- Niet biologisch afbreekbaar: ABS is een van de materialen die de ophoping van plastic afval op de vuilstortplaats veroorzaken.
- Emissie van schadelijke dampen: Het moet effectief worden beheerd in termen van de manieren waarop het wordt verwerkt en hoe het afval wordt afgevoerd. Want als we het verbranden, stoot het gevaarlijke dampen uit.
Toepassingen van het ABS-materiaal
Hieronder volgen de toepassingen van ABS-materiaal in verschillende vakgebieden;
- Auto-onderdelen: Mogelijke brandplekken zijn onder meer het dashboard, de wieldoppen of de bumpers en hun onderdelen.
- Consumentenelektronica: Beschermers voor notebooks, computertoetsen en telefoons.
- Speelgoed: Wordt gebruikt in producten zoals LEGO-stenen, omdat het extra stijf is.
- Huishoudelijke apparaten: Stofzuigers, waterkokers, vorken en bestek en keukenmachines.
- 3D-printen: Filamenten maken vaak gebruik van dow-ABS als bouwmateriaal bij 3D-printen.
- Medische hulpmiddelen: Behuizingen van medische apparaten en andere subassemblages en componenten vereisen een materiaal dat moeilijk te breken, krassen of slijten is en dat bovendien eenvoudig te steriliseren is. Daarom wordt ABS veel gebruikt voor onderdelen zoals inhalatoren en chirurgische instrumenten.
- Bouwmaterialen: ABS wordt gebruikt in bouwproducten zoals loodgietersbuizen en -fittingen. Dit komt over het algemeen door de impact- en chemische corrosiebestendigheidseigenschappen van het materiaal.
- Auto-interieurs: Naast het gebruik in het dashboard en de bumpers, wordt het ook gebruikt voor die delen van het voertuig die zowel sterk moeten zijn als een elegante uitstraling moeten hebben. Dit kunnen interieurbekleding, middenconsole en deurpanelen zijn.
- Kantoorapparatuur: ABS wordt gebruikt bij de productie van kantoorapparatuur zoals printers, kopieermachines en faxapparaten, omdat het stijf is en een goede slagvastheid heeft.
Conclusie
Concluderend is ABS een van die bekende soorten thermoplastische materialen die een hoge mate van slijtvastheid, impact en hittebestendigheid vertonen, evenals een gemakkelijke verwerking. Hoewel het een zeer slechte UV-gevoeligheid en een zeer lage hittebestendigheid heeft, is het een beter materiaal vanwege de vele voordelen die het in de meeste toepassingen bezit. ABS is een herbruikbaar materiaal dat in verschillende toepassingen wordt gebruikt. Dit kunnen auto-onderdelen, elektronische gadgets, speelgoed en andere producten zijn. Omdat duurzaamheidsaspecten steeds belangrijker worden, krijgt het recyclen van ABS aandacht om het afvalplastic te verminderen.
Veelgestelde vragen
Is het veilig om ABS te gebruiken voor contact met voedsel?
Opgemerkt dient te worden dat ABS in de regel niet wordt gebruikt voor direct contact met levensmiddelen. Hoewel het verschillende toepassingen vindt in indirecte voedselcontactomgevingen. ga naar is ABS-materiaal veilig pagina voor meer informatie.
Hoe verdraagt ABS hoge temperaturen?
ABS is hittebestendig, maar heeft als nadeel dat het kromtrekt als het gedurende langere tijd aan hitte wordt blootgesteld.
Hoe lang gaat ABS-kunststof mee?
ABS is niet alleen zeer licht, maar ook zeer sterk en heeft een hoge slagvastheid. Het is dus geschikt voor intensief gebruik.
Waarvoor wordt ABS gebruikt bij 3D-printen?
ABS-materialen worden veel gebruikt bij 3D-printen en zorgen voor stijve en scheurbestendige componenten, zoals prototypes, modellen en onderdeelproducten.
Is ABS brandvertragend?
Er zijn ABS kwaliteiten die vlamvertragend zijn, maar het ongelegeerde ABS heeft deze eigenschap mogelijk niet.