Co to jest materiał ABS?

Akrylonitryl-butadien-styren (ABS) to kopolimer składający się z trzech różnych monomerów: – akrylonitrylu; – butadienu; i – styrenu. Dobrze znany ze swojej dobrej wytrzymałości na uderzenia, stabilności wymiarowej podczas przetwarzania i fantastycznej odporności na zużycie. ABS jest stosowany w częściach i modułach samochodów ciężarowych i samochodowych, urządzeniach gospodarstwa domowego, zabawkach i drukowaniu 3D. ABS jest technicznie syntetyzowany z trzech monomerów; akrylonitrylu, butadienu i styrenu, co czyni go wysoce wzmocnionym, sztywnym i odpornym na ciepło niż inne tworzywa termoplastyczne. Dlatego jest idealny do wszystkich zastosowań ogólnych, jak również do produktów przemysłowych. W tym artykule dowiesz się, czym jest ABS i jak dokładnie jest wytwarzany. Zatem uzyskajmy dodatkowe informacje o właściwościach, procesie produkcyjnym i zastosowaniach tworzywa ABS.

Czym jest materiał ABS?

ABS to termoplastyczny polimer alkiloidalny o wzorze (C3H3NO) – na bazie akrylonitrylu, butadienu, styrenu i. Materiał ten jest wysoko ceniony za wysoką udarność i przydatność. Dzięki temu może wytrzymać dużą liczbę temperatur. ABS to mieszanka sztywności akrylonitrylu, wytrzymałości butadienu i przetwarzalności styrenu, dzięki czemu ma wiele zastosowań dla każdego produktu.

Z czego wykonany jest ABS

ABS składa się z trzech monomerów:

• Akrylonitryl: Oferuje odporność chemiczną i stabilność cieplną. Odporność chemiczna i cieplna. Są to podstawowe cechy, ponieważ produkt jest stosowany w branżach o wysokich temperaturach i narażeniu na działanie chemikaliów.
• Butadien: Pomaga zapewnić wytrzymałość i odporność na wstrząsy.
• Styren: Zwiększa sztywność i gładkość oraz poprawia zdolność przepływu.

Te dwie cechy łączą się, aby wytworzyć dobrze zbalansowany materiał plastyczny. Może on mieć różne zastosowania do różnych zastosowań w zależności od stosunku zaangażowanych monomerów.

Jakie są właściwości ABS?

ABS posiada szereg szczególnych właściwości, które sprawiają, że jest materiałem preferowanym w wielu gałęziach przemysłu;

1. Wysoka odporność na uderzenia: Dzięki składnikowi butadienowemu produkt jest w stanie absorbować energię. Dzięki temu może wytrzymać wstrząsy bez pękania lub łamania.
2. Sztywność: Styren zapewnia wytrzymałość strukturalną ABS wymaganą do zapewnienia dodatkowej przyczepności aplikacji.
3. Stabilność termiczna: Jest stosunkowo niewrażliwy na wpływ temperatury i pozostaje stały w dość szerokim zakresie temperatur.
4. Odporność chemiczna: Takie właściwości jak odporność na uderzenia, odporność chemiczna i olejowa, akrylonitryl przyczynia się w ten sposób do powstania ABS.
5. Dobra izolacja elektryczna: ABS jest bardzo dobrym izolatorem, dlatego może być stosowany w urządzeniach elektrycznych.

Poniższa tabela pomoże Ci opisać właściwości materiału ABS

Nieruchomość	Wartości typowe
Gęstość	1,03 – 1,12 g/cm³
Wytrzymałość na rozciąganie	20 – 40 MPa
Moduł rozciągania	1500–3000 MPa
Wytrzymałość na uderzenia (karbowany Izod)	80 – 130 kJ/m²
Wytrzymałość na zginanie	60 – 100 MPa
Moduł zginania	2000–3500 MPa
Temperatura ugięcia cieplnego	85 – 105 °C
Temperatura mięknienia według Vicata	Temperatura: 95–105 °C
Łatwopalność	UL94 HB lub V-2
Absorpcja wody	0,2 – 0,5 % (wagowo)
Twardość powierzchniowa (Rockwell)	M60 – R118

Jakie są konsekwencje mieszania ABS z tworzywem termoplastycznym?

ABS może poprawić swoje właściwości poprzez zmieszanie z innymi tworzywami termoplastycznymi, powszechnie poliwęglanem (PC) lub polichlorkiem winylu (PVC). Na przykład:

1. Materiał z PC zwiększa odporność na ciepło i wytrzymałość ABS. Działa więc zgodnie z plastycznością i elastycznością poliwęglanu (PC). Przejdź do PC kontra plastik ABS I formowanie wtryskowe poliwęglanu strona, na której dowiesz się więcej o materiałach komputerowych,
2. W połączeniu z PVC charakteryzuje się lepszą odpornością chemiczną i ognioodpornością.

Mieszanki te stosuje się w przypadkach, gdy wymagane są konkretne modyfikacje właściwości polimeru w celu spełnienia kryteriów wysokiej wydajności.

W jaki sposób dodatki poprawiają właściwości materiału ABS?

Do ABS można dodawać dodatki, takie jak stabilizatory, plastyfikatory i barwniki, aby poprawić lub zmodyfikować jego właściwości;

1. Stabilizatory: Poprawia stabilność ABS na ciepło i promieniowanie UV.
2. Plastyfikatory: Wzmocnij element elastyczności i miękkości w swoich ubraniach.
3. Barwniki: Umożliwia modyfikację wyglądu ABS-u bez wpływu na funkcjonalność samochodu.

Inne dodatki, na przykład środki zmniejszające palność, również zwiększają ognioodporność produktów wykonanych z ABS.

Czy ABS jest toksyczny?

Stanowisko Unii Europejskiej w sprawie ACS jest takie, że jest nietoksyczny i dlatego nadaje się do stosowania w produktach konsumpcyjnych. Nie zawiera żadnych toksycznych związków, takich jak ftalany, bisfenol A (BPA) itp. i nie wydziela nieprzyjemnego zapachu. Jednak gdy przechodzi proces produkcji lub gdy jest wystawiony na działanie wysokiej temperatury/płomieni (spalanie), pochodna ABS wydziela toksyczne opary. Pomaga to zapobiegać narażeniu na działanie chemikaliów podczas przetwarzania i utylizacji tych produktów.

Proces produkcji ABS (akrylonitryl-butadien-styren) krok po kroku

Poniżej przedstawiono kompletny proces produkcji materiału ABS;

1. Przygotowanie surowców

Trzy monomery, tj. akrylonitryl, butadien i styren, są syntetyzowane indywidualnie w wymaganym stosunku. Każdy monomer wnosi unikalne właściwości do końcowego polimeru ABS. W tym przypadku styren zapewnia sztywność i łatwość przetwarzania, akrylonitryl przyczynia się do odporności na ciepło i chemikalia, a butadien przyczynia się do wytrzymałości na uderzenia.

2. Proces polimeryzacji

ABS powstaje przy użyciu dwóch głównych metod polimeryzacji, takich jak:

A. Polimeryzacja emulsyjna

W polimeryzacji emulsyjnej monomery są raczej nierozpuszczalne w wodzie i są rozpraszane za pomocą surfaktantów. Butadien początkowo tworzy cząsteczki gumy, a następnie akrylonitryl i styren polimeryzują i otaczają cząsteczki gumy, tworząc strukturę blokującą matrycy polimerowej. Ta metoda umożliwia kontrolę ostatecznej struktury polimeru i jego właściwości w większym stopniu.

B. Polimeryzacja masowa (zbiorcza)

W polimeryzacji masowej nie stosuje się wody do mieszania monomerów. Katalizatory prowadzą do procesu polimeryzacji, a proces komercyjny odbywa się w bardzo dużych zbiornikach reaktora. Następnie następuje topienie i wytłaczanie polimeru, chłodzenie, a następnie peletyzacja. Proces ten jest również szybszy i bardziej wydajny w produkcji na dużą skalę niż przetwarzanie wsadowe.

3. Dodawanie stabilizatorów i dodatków

Stabilizatory i dodatki są najczęściej dodawane do żywności. Pomagają więc zachować pewne właściwości żywności, takie jak kolor i tekstura. Po zakończeniu polimeryzacji do ABS dodaje się inne składniki, takie jak stabilizatory UV, pigmenty i plastyfikatory. Takie dodatki służą do poprawy właściwości materiału, w tym wzmocnienia odporności na warunki atmosferyczne i koloru lub zwiększenia elastyczności.

4. Chłodzenie i peletyzacja

Następnie stopiony polimer jest wytłaczany przez dyszę i wychodzi w postaci długich pasm. Pasma te są następnie chłodzone wodą lub powietrzem, aby polimer stał się materiałem stałym. Po zakończeniu tego procesu pasmo jest redukowane do małych, równych rozmiarów peletek po schłodzeniu. Są to peletki ABS, które są łatwe w transporcie i są używane jako podstawowy materiał do wykorzystania w produkcji produktów.

5. Ostateczne przetwarzanie

Te granulki ABS mają różne zastosowania w wielu procesach produkcyjnych, tj. formowaniu wtryskowym, wytłaczaniu i formowaniu rozdmuchowym. Obejmuje to formowanie wtryskowe ABS produktów takich jak części samochodowe, obudowy urządzeń elektronicznych i ABS zabawki do formowania między innymi poprzez proces topienia peletek, a następnie wtryskiwania ich do form. Formowanie metodą wytłaczania z rozdmuchem jest stosowane do produktów takich jak rury i butelki, a drugą metodą jest formowanie metodą wtrysku z rozdmuchem, które jest stosowane do produktów takich jak zabawki i pojemniki. Wszystkie powyższe techniki maksymalizują wykorzystanie właściwości ABS w celu opracowania wytrzymałych i wysokiej jakości gotowych produktów.

Czy ABS nadaje się do recyklingu?

Tak, ABS nadaje się do recyklingu. Nie ulega znacznej degradacji właściwości, gdy jest ponownie przetwarzany i ponownie używany. Proces recyklingu ABS obejmuje rozbijanie materiału na granulki, aby można je było przetopić na wymagane produkty. Jednak recykling ABS nie jest tak dobry w porównaniu do innych tworzyw sztucznych, takich jak PET lub HDPE, z pewnych powodów, takich jak zanieczyszczenie i sortowanie.

Dostępne komercyjnie gatunki ABS

Poniższa tabela pozwala na dokładne zapoznanie się z różnymi gatunkami ABS dostępnymi na rynku.

Typ klasy ABS	Kluczowe właściwości	Typowe zastosowania
ABS ogólnego przeznaczenia	Dobra odporność na uderzenia, umiarkowana odporność na ciepło	Produkty konsumenckie, sprzęt AGD
ABS o wysokiej odporności na uderzenia	Zwiększona wytrzymałość i odporność na uderzenia	Komponenty samochodowe, części przemysłowe
Wysoka temperatura ABS	Wyższa temperatura ugięcia cieplnego	Deski rozdzielcze samochodowe, obudowy elektryczne
Stopień powlekania ABS	Nadaje się do galwanizacji i wysokiej jakości powierzchni	Listwy ozdobne samochodowe, produkty dekoracyjne
ABS trudnopalny	Zawiera dodatki zmniejszające palność	Obudowy elektryczne, urządzenia, elektronika
ABS klasy wytłaczanej	Dobra wytrzymałość stopu w procesach wytłaczania	Rury, profile, blachy
Przezroczysty ABS	Przezroczyste lub barwione, dobra odporność na uderzenia	Soczewki, wyroby medyczne, opakowania kosmetyczne

Zalety materiału ABS

Oto kilka zalet materiału ABS;

1. Wysoka odporność na uderzenia: Najlepiej sprawdza się w celach ochronnych.
2. Wytrzymały: Materiał ten jest bardzo twardy i kruchy, dlatego stosuje się go wszędzie tam, gdzie wymagana jest sztywność, np. w elementach konstrukcyjnych.
3. Łatwo obrabialny: Można je łatwo formować, wiercić i kształtować.
4. Opłacalność: Jest bardziej opłacalny w porównaniu do innych tworzyw sztucznych.
5. Szeroki zakres temperatur: Dobre parametry w wysokich temperaturach połączone z zadowalającymi parametrami w niskich temperaturach.

Wady materiału ABS

Oprócz kilku zalet ABS oferuje również pewne wyzwania. Mogą one obejmować:

1. Słaba odporność na warunki atmosferyczne: Ze względu na swoją wrażliwość na światło ulegają degradacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego.
2. Niska odporność chemiczna: Są odporne jedynie na słabe kwasy i rozpuszczalniki.
3. Ograniczona odporność na ciepło: Jest to istotny czynnik, który należy brać pod uwagę stosując produkty ABS, gdyż wyższe temperatury mogą powodować odkształcenia produktów.
4. Niebiodegradowalne: ABS jest jednym z materiałów powodujących gromadzenie się odpadów plastikowych na wysypiskach śmieci.
5. Emisja szkodliwych oparów:Należy nim skutecznie zarządzać pod względem sposobów przetwarzania i utylizacji odpadów. Ponieważ gdy go spalamy, emituje niebezpieczne opary.

Zastosowania materiału ABS

Poniżej przedstawiono zastosowania materiału ABS w różnych dziedzinach;

1. Części samochodowe: Możliwe punkty zapalne to deska rozdzielcza, kołpaki lub zderzaki i ich elementy.
2. Elektronika użytkowa: Ochraniacze na notebooki, klawisze komputerów i obudowy telefonów.
3. Zabawki: Stosowany w produktach takich jak klocki LEGO, gdyż przekracza granice sztywności.
4. Sprzęt AGD: Odkurzacze, czajniki, widelce i sztućce oraz roboty kuchenne.
5. Drukowanie 3D: Filamenty, często stosowane jako materiał konstrukcyjny w druku 3D, wykorzystują tworzywo ABS.
6. Urządzenia medyczne: Obudowy urządzeń medycznych oraz inne podzespoły i elementy wymagają materiału odpornego na pękanie, zarysowania i zużycie, a także łatwego do sterylizacji. Dlatego też ABS jest szeroko stosowany w produkcji takich części jak inhalatory i narzędzia chirurgiczne.
7. Materiały budowlane: ABS jest stosowany w produktach budowlanych, takich jak rury i złączki hydrauliczne. Jest to zazwyczaj spowodowane odpornością materiału na uderzenia i korozję chemiczną.
8. Wnętrza samochodowe: Oprócz zastosowania w desce rozdzielczej i zderzakach, jest również stosowany w tych częściach pojazdu, które muszą być zarówno mocne, jak i zapewniać elegancki wygląd. Mogą to być elementy wykończenia wnętrza, konsola środkowa i panele drzwi.
9. Sprzęt biurowy:ABS wykorzystuje się w produkcji sprzętu biurowego, takiego jak drukarki, kserokopiarki i faksy, ponieważ jest sztywny i charakteryzuje się dobrą odpornością na uderzenia.

Wniosek

Podsumowując, ABS jest jedną z tych dobrze znanych odmian materiałów termoplastycznych, które wykazują wysoki poziom odporności na ścieranie, uderzenia i ciepło, a także łatwość przetwarzania. Chociaż ma bardzo słabą wrażliwość na promieniowanie UV i bardzo niską odporność na ciepło, jest lepszym materiałem ze względu na wiele zalet, jakie posiada w większości zastosowań. ABS jest materiałem wielokrotnego użytku, który jest używany w różnych zastosowaniach. Mogą to być części samochodowe, gadżety elektroniczne, zabawki i inne produkty. Ponieważ aspekty zrównoważonego rozwoju zyskują na znaczeniu, recykling ABS zyskuje uwagę w celu zmniejszenia ilości odpadów z tworzyw sztucznych.

Często zadawane pytania

Czy ABS jest bezpieczny do kontaktu z żywnością?

Należy zauważyć, że ABS z reguły nie jest stosowany do bezpośredniego kontaktu z żywnością. Chociaż znajduje kilka zastosowań w pośrednim kontakcie z żywnością. przejdź do is Materiał ABS bezpieczny aby dowiedzieć się więcej.

Jak ABS sprawdza się w wysokich temperaturach?

ABS jest odporny na ciepło, jednak jego wadą jest odkształcanie się pod wpływem długotrwałego działania ciepła.

Jak długo trwa plastik ABS?

Choć ABS jest bardzo lekki, jest również bardzo wytrzymały i odporny na uderzenia, dlatego świetnie nadaje się do intensywnego użytkowania.

Do czego służy ABS w druku 3D?

Materiały ABS są powszechnie stosowane w druku 3D i pozwalają na tworzenie sztywnych i odpornych na rozdarcia elementów, takich jak prototypy, modele i produkty częściowe.

Czy ABS jest materiałem trudnopalnym?

Tam są ABS gatunki, które są trudnopalne, ale niestopowe ABS może nie mieć tej właściwości.