Podstawy plastiku ABS
Tworzywo ABS jest bardzo wyjątkowym i wszechstronnym materiałem. Należy do klasy tworzyw termoplastycznych. W jego składzie występują głównie trzy podstawowe składniki związane z tworzywem ABS. Należą do nich akrylonitryl, butadien i styren. Każdy z tych składników wykazuje określone właściwości i cechy. Polibutadien zapewnia wytrzymałość tworzywa ABS, podczas gdy styren oferuje cechy sztywności. Obecność akrylonitrylu nadaje tworzywu ABS właściwości odporności chemicznej. Te wyjątkowe i wszechstronne właściwości sprawiają, że tworzywo ABS jest bardzo odpowiednie do wykorzystania w licznych zastosowaniach.
Zastosowania obejmują dobra konsumpcyjne, części samochodowe, komponenty elektroniczne i zabawki dla dzieci. Proces formowania i wytłaczania tworzywa ABS można łatwo przeprowadzić. Tworzywo ABS ma zdolność i właściwości utrzymywania kształtu i rozmiaru pod wpływem naprężeń i ciepła. W procesach wytwarzania i prototypowania ABS jest uważany za bardzo odpowiedni, ponieważ oferuje zrównoważone właściwości elastyczności i wytrzymałości. Ponadto zapewnia również bardzo gładkie wykończenie powierzchni i łatwość w metodach obróbki końcowej. Chcesz dowiedzieć się więcej o częściach z tworzywa ABS, przejdź do Formowanie wtryskowe ABS aby dowiedzieć się więcej.
Informacje ogólne dotyczące bezpieczeństwa plastiku ABS
Bezpieczeństwo plastiku ABS ma duże znaczenie, biorąc pod uwagę jego wykorzystanie. Istnieją normy regulacyjne opracowane dla produkcji i przetwarzania plastiku ABS, aby zapewnić, że wyprodukowany plastik ABS jest bezpieczny. Narażenie plastiku ABS na wysoką temperaturę budzi poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa, ponieważ wiąże się z uwalnianiem styrenu. Aby rozwiązać ten problem, organy regulacyjne określiły bezpieczne limity narażenia na styren w zastosowaniach obejmujących kontakt z żywnością. Te organy regulacyjne obejmują następujące.
- Agencja Żywności i Leków
- Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności
Trwają badania i rozwój w celu zidentyfikowania szkód, zagrożeń i ryzyka, które są związane z plastikiem ABS. Ma to na celu zapewnienie bezpieczeństwa plastiku ABC do wykorzystania w licznych zastosowaniach.
Skład chemiczny tworzywa ABS
Skład chemiczny tworzywa ABS jest ważny i niezbędny do zrozumienia wszechstronnych właściwości i bezpiecznego wykorzystania tworzywa ABS w wielu sektorach. Istnieje wiele monomerów, które łączą się i komponują, tworząc ABS, który jest kopolimerem. Jest to zasadniczo przeprowadzane w procesie polimeryzacji. Poniżej przedstawiono szczegóły trzech monomerów, które składają się na tworzywo ABS.
- Akrylonitryl
Struktura chemiczna tego monomeru zawiera grupę nitrylową i ma podane niżej specyfikacje.
- Zapewnia odporność chemiczną na plastik ABS
- Jest to bezbarwna ciecz
- Posiada specyficzny zapach
- Zapewnia stabilność cieplną dla stabilności ABC
- Grupa nitrylowa zapewnia wytrzymałość i sztywność
- Butadien
Jest to substancja gumowata, która ma sprzężone wiązania podwójne. Przetwarzanie butanu lub butenu skutkuje produkcją tej substancji petrochemicznej. Ten monomer ma poniższe specyfikacje.
- Ta substancja jest kauczukiem syntetycznym
- Zapewnia elastyczność plastikowi ABS
- Podwójne wiązanie butadienu zapewnia odporność tworzywa ABS na uderzenia
- Nadaje tworzywu ABS sprężystość
- Styren
Ta substancja jest otrzymywana z przetwarzania etylenu i benzenu. Ten monomer ma następujące właściwości.
- Styren jest bezbarwną cieczą
- Zapewnia lepszy połysk i lśniące wykończenie powierzchni tworzywa ABS
- W procesie produkcyjnym zapewnia łatwość obróbki tworzywa ABS
- Zapewnia właściwości sztywności tworzywa ABS
Proces polimeryzacji tworzywa ABS
Proces polimeryzacji emulsyjnej jest ogólnie przyjęty do przeprowadzania polimeryzacji plastiku ABS. Polimeryzacja emulsyjna obejmuje kilka etapów, które opisano poniżej.
Przygotowanie emulsji
Na tym etapie monomery, takie jak akrylonitryl, butadien i styren, są emulgowane w wodzie przy wykorzystaniu następujących metod.
- Stabilizatory
- Środki powierzchniowo czynne
W wyniku tego procesu powstają bardzo drobne kropelki mieszaniny monomerów, które ulegają rozproszeniu w wodzie.
Inicjacja
W tym ważnym kroku do mieszanki emulsyjnej dodawane są dwa rodzaje inicjatorów. Ogólnie rzecz biorąc, inicjatory te są następujące.
- Związki azotowe
- Nadtlenki
Po dodaniu tych inicjatorów wymagana temperatura jest zapewniona w obecności aktywatorów. Spowoduje to rozkład inicjatorów. Następnie ten rozkład wytworzy wolne rodniki. Te rodniki są zasadniczo reaktywnymi gatunkami z niesparowanymi elektronami.
Propagacja
W etapie propagacji wolne rodniki, które powstały w etapie inicjacji, atakują podwójne wiązania obecne w monomerach, w tym akrylonitrylu, butadienie i styrenie. Atak ten zainicjuje reakcję łańcuchową, w której monomery zaczną się ze sobą łączyć w odpowiedniej kolejności. Następnie, w wyniku tego, powstają łańcuchy polimerowe, które znajdują się w fazie ciągłego wzrostu?
Zakończenie
W tym ostatnim etapie polimeryzacji rosnące łańcuchy polimeryzacji są kończone. Jest to przeprowadzane za pomocą jednej z poniższych metod.
- Zakończenie sprzęgające, w którym łańcuchy polimerowe są ze sobą łączone
- Wprowadzenie do mieszaniny reakcyjnej środka przerywającego reakcję, który przerywa wzrost łańcuchów polimerowych poprzez reakcję z nimi.
Szczegóły struktury tworzywa ABS
Łańcuchy polimerowe powstają w wyniku procesu polimeryzacji. Łańcuchy te składają się z trzech typów monomerów, które obejmują następujące.
- Akrylonitryl
- Butadien
- Styren
Jednostki te są losowo rozmieszczone wzdłuż łańcuchów polimerowych. Jednak wymagane właściwości i charakterystyki powstałego produktu z tworzywa sztucznego ABS definiują stosunek tych monomerów w łańcuchach polimerowych. Ogólnie rzecz biorąc, tworzywo sztuczne ABS zawiera następujący skład w swojej strukturze.
- 20-30% akrylonitryl
- 5-30% butadien
- 40-60% styren
Przetwarzanie tworzywa ABS
Przetwarzanie tworzywa ABS po polimeryzacji jest bardzo ważnym etapem. Przetwarzanie tworzywa ABS jest zazwyczaj przeprowadzane następującymi metodami przetwarzania.
- Formowanie rozdmuchowe
- Formowanie wtryskowe
- Proces wytłaczania
Ważne cechy tworzywa ABS
Poniżej przedstawiono istotne właściwości i charakterystyki tworzywa ABS.
- Stabilność cieplna i odporność na działanie substancji chemicznych
- Odporność na uderzenia i dobra wytrzymałość
- Łatwość obróbki i sztywność
- Doskonała trwałość
- Lekki materiał
- Gładka powierzchnia
- Doskonała wytrzymałość na rozciąganie
- Dobra wytrzymałość na zginanie
- Łatwość formowania
- Dobra obrabialność
- Tworzywo ABS nadaje się do recyklingu
- Zapewnia dobrą izolację elektryczną
- Zapewnia stabilność wymiarową
Mając na uwadze powyższe cechy i właściwości tworzywa ABS, uważa się, że jest ono bardzo odpowiednie do wykorzystania w wielu gałęziach przemysłu, w których wymagana jest trwałość i wyjątkowe właściwości.
Obawy związane z bezpiecznym wykorzystaniem tworzywa ABS
Plastik ABS jest szeroko wykorzystywany w wielu sektorach ze względu na zrównoważony zakres właściwości i cech, które oferuje. Istnieją jednak pewne obawy dotyczące bezpiecznego wykorzystania plastiku ABS. Obawy te obejmują następujące kwestie.
- Narażenie na działanie substancji chemicznych w procesie produkcyjnym
W procesie produkcyjnym tworzywa ABS wykorzystuje się trzy podstawowe substancje chemiczne.
- Styren
- Akrylonitryl
- Butadien
Istnieje duże prawdopodobieństwo, że pracownicy w zakładach produkcyjnych są narażeni na działanie wyżej wymienionych substancji chemicznych podczas procesu produkcji tworzywa ABS. Substancje te mogą powodować ryzyko i zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa ludzi. Dlatego bardzo ważne jest zapewnienie, że substancje te są właściwie kontrolowane. W wyżej wymienionych substancjach chemicznych styren jest klasyfikowany jako najbardziej szkodliwy i jest klasyfikowany jako potencjalnie rakotwórczy. Klasyfikacja ta opiera się na poziomach narażenia na styren i jest uznawany za szkodliwy przez agencje zdrowia.
- Wypłukiwanie substancji chemicznych podczas użytkowania
Monomer styrenu ma zdolność do wypłukiwania z plastiku. Zwykle dzieje się tak, gdy plastik ABS wchodzi w kontakt z następującymi substancjami.
- Rozpuszczalniki
- Tłuste potrawy
- Obrazy olejne
Kontakt i narażenie styrenu z wyżej wymienionymi substancjami stwarza potencjalne ryzyko dla ludzkiego ciała i może powodować różne problemy zdrowotne. Zagrożenia te obejmują następujące.
- Problemy z oddychaniem
- Potencjalne skutki rakotwórcze przy długotrwałym i przewlekłym narażeniu
Długa ekspozycja na akrylonitryl i butadien może również budzić obawy dotyczące bezpieczeństwa związane ze zdrowiem człowieka. Obawy te obejmują następujące kwestie.
- Niekorzystne skutki dla reprodukcji (udowodnione w badaniach na zwierzętach)
- Potencjalne działanie rakotwórcze
- Problem biodegradowalności
Fakt, że plastik ABS nie jest biodegradowalny, ma negatywny wpływ na bezpieczeństwo środowiska. Dzieje się tak, ponieważ; trwałość ABS w środowisku stanie się przyczyną długoterminowych skutków ekologicznych. Ponadto przetwarzanie utylizacji plastiku ABS musi być przeprowadzane w odpowiedni sposób. Ponieważ zanieczyszczenie środowiska może powstać, jeśli utylizacja plastiku ABS nie jest monitorowana i wykonywana prawidłowo. Zanieczyszczenie środowiska spowodowane plastikiem ABS obejmuje głównie następujące czynniki.
- Potencjalne zanieczyszczenie morza
- Gromadzenie odpadów na wysypisku
- Zaśmiecanie
Kontrola i środki zapewniające bezpieczeństwo plastiku ABS?
Aby zapewnić bezpieczeństwo plastiku ABS, konieczne jest kontrolowanie etapów i procesów związanych z jego produkcją. Wdrożenie środków bezpieczeństwa jest również konieczne, aby zapewnić jego bezpieczne użytkowanie. Ogólnie rzecz biorąc, podejmowane są następujące środki, aby zapewnić bezpieczeństwo plastiku ABS.
Środki kontroli związane z produkcją
Wybór surowca i testowanie surowca odgrywają ważną rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa tworzywa ABS. Następnie należy przeprowadzić obszerne testy tego surowca, aby upewnić się, że surowiec spełnia normy wydajności i bezpieczeństwa. Testowanie składu chemicznego tworzywa ABS jest również konieczne na regularnej podstawie, aby zapewnić następujące rzeczy.
- Formuła tworzywa ABS jest spójna
- Skład chemiczny jest wolny od szkodliwych zanieczyszczeń
Oprócz wyżej wymienionych parametrów, kontrola temperatury podczas przetwarzania tworzywa ABS jest również ważna. Kontrola temperatury podczas metod przetwarzania, takich jak wytłaczanie i formowanie wtryskowe, zapewnia następujące elementy.
- Zachowana jest integralność materiału
- Materiał nie wydziela żadnych szkodliwych substancji
Ponadto, niektóre barwniki i stabilizatory są dodawane do plastiku ABS jako dodatki i wymagają starannej selekcji i ścisłego monitorowania. Kontrola ta jest przeprowadzana w celu zapobiegania wypłukiwaniu chemikaliów i związków toksycznych. Identyfikacja niespójności, wad i problemów w całym cyklu produkcyjnym jest konieczna, aby upewnić się, że bezpieczeństwo nie zostanie naruszone. W celu zapewnienia tego aspektu wdrażane są kompleksowe protokoły testowe. Regulacja procesów produkcyjnych jest zapewniona poprzez przestrzeganie następujących norm międzynarodowych.
- ISO 14001 dla zarządzania środowiskowego
- ISO 9001 dla zarządzania jakością
Środki bezpieczeństwa i względy środowiskowe
Tworzywo ABS charakteryzuje się doskonałą wytrzymałością mechaniczną, która zapobiega jego pękaniu, a tym samym zapobiega zagrożeniom. Właściwości odporności chemicznej tworzywa ABS zmniejszają ryzyko wystąpienia szkodliwych reakcji podczas jego użytkowania. Tworzywo ABS jest w dużym stopniu kompatybilne z innymi materiałami, w tym klejami i farbami. Ta zdolność zapobiega niezamierzonym interakcjom chemicznym, które mogą zagrozić bezpieczeństwu tworzywa ABS. Elementy samochodowe oparte na tworzywie ABS wymagają zastosowania temperatury. Temperatura ta może powodować uwalnianie toksycznych oparów, ale zdolność tworzywa ABS do wytrzymywania umiarkowanej temperatury zapobiega temu zagrożeniu.
Możliwość recyklingu i utylizacji plastiku ABS to ważne czynniki, które mają wpływ na bezpieczeństwo środowiskowe. Dlatego konieczne jest opracowanie zrównoważonych praktyk recyklingu plastiku ABS. Następnie zachęcanie do recyklingu plastiku ABS zmniejszy negatywny wpływ na środowisko. Wykorzystanie produktów z plastiku ABS musi podlegać wdrożeniu przepisów i norm opracowanych przez organy regulacyjne, takie jak FDA.
Wniosek
Tworzywo ABS jest znanym tworzywem termoplastycznym, które ma ważne właściwości i cechy, w tym wytrzymałość na rozciąganie i trwałość. Zastosowania tworzywa ABS znajdują się w wielu sektorach, od przemysłu motoryzacyjnego po elektronikę. Bezpieczeństwo tworzywa ABS zależy od wielu czynników, w tym jego składu chemicznego, cyklu produkcji i wytwarzania oraz kwestii środowiskowych, takich jak biodegradowalność i recykling.
Zazwyczaj, ABS plastik jest uważany za bezpieczny do wykorzystania w wielu zastosowaniach, jeśli jego produkcja i utylizacja odbywa się zgodnie z protokołami, przepisami i normami opracowanymi przez organy regulacyjne. Istnieją pewne czynniki, które mogą przyspieszyć rozkład plastiku ABS. Czynniki te obejmują światło słoneczne, środowisko o wysokiej temperaturze i chemikalia. Dlatego ważne jest, aby unikać narażania plastiku ABS na te czynniki. Materiał z tworzywa ABS musi być używany zgodnie z celem, w jakim został wyprodukowany, aby zapobiec wszelkim szkodom i zagrożeniom tworzonym przez niesprecyzowane zastosowania.
Na koniec, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat bezpieczeństwa tworzyw sztucznych, przejdź do Czy TPE jest bezpieczne?, Czy TPU jest bezpieczne?, Czy silikon jest bezpieczny? aby dowiedzieć się więcej o bezpieczeństwie innych tworzyw sztucznych.