Что такое АБС-пластик?

АБС (сокращение от Acrylonitrile Butadiene Styrene) — это очень жесткий термопластичный и аморфный полимер. Это невероятно универсальный вид пластика, используемый для многих видов производства.

АБС популярен благодаря низкой себестоимости, способности к механической обработке и уникальным характеристикам. Этот тип инженерного пластика чрезвычайно полезен, особенно в 3D-печати, поскольку он становится гибким (или пластичным) при температурах выше определенной температуры и затвердевает при охлаждении.

Характеристики АБС
Химическая формула: (C₈H₈·C₄H₆·C₃H₃N)_n
Средняя плотность: 1.07 г/см³
Предел прочности на разрыв: 43 МПа
Термостойкость: 110 ºC
Точка плавления: 200 °C

Из чего сделан АБС?

АБС содержит три мономера:

1. Акрилонитрил: синтетически производится из аммиака и пропилена. Это бесцветная летучая жидкость с резким запахом чеснока. Этот мономер делает АБС химически стойким и стабильным при высоких температурах.

2. Бутадиен: синтетический бесцветный газ с легким ароматным запахом. Хотя бутадиен не используется в быту, он используется в качестве мономера и химического промежуточного продукта для производства различных полимеров. В ABC этот компонент способствует прочности и ударной вязкости.

3. Стирол: синтетическая бесцветная жидкость, которая легко испаряется и имеет сладкий запах. Ежегодно производятся миллиарды килограммов для изготовления таких продуктов, как пластик, трубы, стекловолокно и резина. Он обеспечивает технологичность и жесткость полимера ABC.

АБС-пластик получают путем полимеризации акрилонитрила и стирола в присутствии полибутадиена. Доля может варьироваться от 40% до 60% стирола, от 15% до 35% акрилонитрила и от 5% до 30% бутадиена. В результате образуется большая цепь полибутадиена, пересекающаяся с более мелкими цепями полистирол-соакрилонитрила.

Физико-химические свойства АБС

Разнообразие свойств полимера АБС в значительной степени способствует его популярности в различных отраслях промышленности.

Например, АБС обладает невероятной прочностью на растяжение и устойчив к химической коррозии и физическому воздействию, что позволяет готовому изделию выдерживать интенсивное использование и неблагоприятные внешние условия. Он также имеет низкую температуру плавления, что позволяет легко использовать его в процессе 3D-печати и литья под давлением.

Полимер можно легко формовать, шлифовать и придавать форму. Готовое изделие имеет глянцевую поверхность, которую можно клеить и красить. Материалы АБС впитывают цвета, что позволяет окрашивать конечные продукты в точные оттенки в соответствии со спецификациями проекта.

Способность АБС выдерживать многократное нагревание и охлаждение делает его пригодным для вторичной переработки. А поскольку он обладает низкой электропроводностью и теплопроводностью, его можно использовать для изготовления изделий, требующих защиты электроизоляции. Материал также обеспечивает высокую ударопрочность и может эффективно поглощать удары.

Диэлектрическая постоянная: 2,7-3,2
Диэлектрическая прочность: 15,7-34 кВ/мм

АБС-пластмассы устойчивы к концентрированным фосфорным и соляным кислотам, водным кислотам, щелочам, растительным и минеральным маслам.

Однако они подвержены воздействию концентрированных азотной и серной кислот и разбухают от ароматических углеводородов и ледяной уксусной кислоты. Они плохо устойчивы к хлорированным растворителям и альдегидам и легко растворяются в кетонах и эфирах.

Устойчивость к гамма-излучению: Хорошая
Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: Плохая

АБС-пластик можно легко смешивать с другими материалами для производства различных высококачественных, но при этом рентабельных коммерческих продуктов.

АБС — нетоксичный термопласт. Он стабилен и не содержит канцерогенов. О серьезных последствиях для здоровья в результате воздействия АБС пока не сообщалось. Поэтому он считается безопасным пластиком для изготовления лего и игрушек.

Но из-за некоторых ограничений материалы АБС не подходят для изготовления медицинских имплантатов.

Ограничения

Как и любой другой материал, у АБС есть свои недостатки. Его низкая температура плавления делает его непригодным для медицинских имплантатов и высокотемпературных применений. Он также плохо выдерживает воздействие ультрафиолета, если он не защищен должным образом.

При горении АБС-пластик выделяет большое количество дыма, вызывая проблемы с загрязнением воздуха. Окись углерода и цианистый водород являются двумя наиболее токсичными продуктами сгорания или пиролиза АБС.

Неспособность АБС противостоять солнечному свету стала причиной одного из самых дорогих отзывов автомобилей в истории Соединенных Штатов в 1995 году. Этот отказ был вызван износом и поломкой полимерных кнопок фиксатора ремней безопасности, что повлияло на более 8,4 миллиона автомобилей.

К счастью, эти ограниченные недостатки не помешали АБС предоставить эффективные и высококачественные продукты для тысяч различных областей применения. Этот термопласт с высокими эксплуатационными характеристиками по-прежнему имеет множество преимуществ и применений.

АБС для машиностроения

АБС производится разных марок. Однако для точной обработки конструктивных элементов предпочтительнее машинный АБС.

Его можно легко обработать обычными методами обработки, такими как фрезерование, сверление и распиловка. Этот сорт материала в основном доступен в прутках и листах в соответствии с требованиями клиентов.

Применение

АБС находит применение в ряде промышленных и коммерческих областей. Его уникальные характеристики делают его хорошим базовым материалом для широкого спектра отраслей, включая электротехнику, автомобили, игрушки и спортивное оборудование.

Сегодня на рынке представлено более 6 000 марок АБС, которые используются в различных бытовых товарах, приборах, электронике, автомобилестроении, трубах, шлангах и фитингах и т. д.

В частности, ABS можно использовать для производства легких формованных изделий, таких как музыкальные инструменты, головки клюшек для гольфа (для поглощения ударов), защитные головные уборы, опорные блоки, трубы (включая отходы, слив или соединения труб), компоненты автомобильного кузова, колпаки колес, Кубики LEGO, игрушки и кухонная техника.

При добавлении определенных стабилизаторов АБС может быть очень экономичным и надежным выбором для наружных шкафов. Материалы АБС, имеющие диаметр менее 1 мкм, могут использоваться в качестве красителя в некоторых чернилах для татуировок.

АБС также является одним из самых распространенных материалов для 3D-печати. Он используется в моделировании наплавленного осаждения — популярном процессе 3D-печати, в котором используется непрерывная нить из АБС-пластика.

3D-отпечатки ABS отличаются высокой стабильностью и подходят для множества различных вариантов последующей обработки, таких как шлифовка, склеивание, заполнение и покраска. Две популярные формы волокон ABS — это ABS-FR (огнестойкий) и ABS-ESD (электростатический разряд). Они используются для печати деталей, чувствительных к статическому электричеству, и сборных огнеупорных компонентов.