Что такое АБС пластик
АБС (ABS) пластик – это продукт, получающийся в результате сополимеризации стирола, бутадиена и акрилонитрила. Также как и любые другие полимеры, он состоит из макромолекул, образованных большим количеством повторяющихся звеньев мономера. Химическую формулу ABS пластика можно представить в виде схемы, изображенной на рис.1.
Рис.1. Химическая структура АБС
С химической точки зрения ABS пластик является продуктом сополимерилизации, которая обычно проходит в эмульсии по привитой схеме. В качестве полимерной матрицы при этом используется статсополимер акрилонитрила и стирола, тогда как бутадиен, блоки которого имеют величину до 1 микрометра, распределяется по матрице хаотично. На практике применение такой системы позволяет изменять процентное соотношение звеньев мономера, тем самым обеспечивая изменение свойств сополимера. Например, в АБС пластике возможное следующее процентное соотношение веществ: акрилонитрил – 15-35%, стирол – 40-60%, бутадиен – 5-30%.
Бутадиен, который входит в состав большинства синтетических каучуков, обеспечивает пластику устойчивость к механическим ударным воздействиям. В тоже время благодаря относительно невысокому содержанию бутадиена, АБС сохраняет все базовые тепловые, механические и физические характеристики, присущие традиционным стирольным пластикам. Именно такое соотношение свойств и обеспечивает АБС широкую востребованность в самых разных сферах деятельности.
Пожалуй, единственным недостатком материала является непрозрачность большинства марок сополимера (исключением является прозрачная модификация MABS). Чаще всего ABS выпускается в гранулах, реже – в виде порошка. Самыми известными производителями АБС пластика, на сегодняшний день являются: Styrolux, Polylac, Starex, Terluran, Novodur.
Ежегодно на международный рынок АБС пластика поставляется порядка 10 миллионов тонн продукта и эта цифра постоянно растет в среднем на 5-6% в год. На протяжении всего XX столетия ключевым поставщиком ABS были Соединенные Штаты, однако, в последние несколько десятилетий вектор сменился и лидирующие позиции теперь занимает Азиатский регион: Тайвань, Южная Корея, Япония. В Российской Федерации АБС производится в основном на двух предприятиях ОАО «Пластик» и ОАО «Нижнекамскнефтехим».
Характеристики ABS
К основным химическим и технологическим характеристикам ABS-сополимера относят:
- Диапазон температур, при которых может выполняться переработка материала: 200-260 градусов по Цельсию;
- Показатель влагопоглощения: 0,2-0,4%;
- Показатель плотности: 1040 кг/куб.м.;
- Коэффициент технологической усадки: 0,4-0,7%;
- устойчивость к соленым, кислым и щелочным средам , маслам и смазкам.
Основными физическими и механическими характеристиками ABS-сополимера являются:
- Ударная вязкость и твердость;
- Устойчивость к высоким и низким температурам;
- Невосприимчивость к сложным климатическим и погодным условиям;
- Минимальные электроизоляционные свойства;
- Неспособность сопротивляться негативному УФ-воздействию.
Эксплуатационные характеристики ABS-сополимера:
- Отличная износостойкость;
- Восприимчивость к сварке;
- Способность кратковременно выдерживать воздействие высоких температур – от 80 до 130 градусов по Цельсию в зависимости от марки пластика;
- Пластиковые изделия из ABS отличает красивая глянцевая поверхность;
- В зависимости от особенностей мономерного состава материала его механические характеристики могут достаточно сильно изменяться;
- Пластиковые изделия подходят для декоративного оформления с использованием металлизации под вакуумом, выполнения покрытий гальваникой.
Применение АБС пластика
ABS пластик – это уникальный по целому ряду свойств материал, который к тому же отличается неприхотливостью в переработке. Для производства готовых изделий из него могут применяться различные методы, выбор которых осуществляется с учетом характеристик и особенностей марки.
С помощью литья под давлением из АБС производят широкий перечень изделий, отличающихся минимальной усадкой и стабильностью первоначальных размеров:
- Автомобильная промышленность: различные элементы экстерьера и интерьера (приборные панели, решетки радиаторов, колпаки на колеса и т.д.).
- Производство электроники и бытовой техники: прочные и привлекательные корпуса телевизоров, ноутбуков, смартфонов, мониторов;
- Изготовление электротехнических изделий: розетки, выключатели, компоненты и конструкционные элементы электроинструмента;
- Производство офисных и школьных канцелярских принадлежностей;
- Производство различных детских товаров;
- Производство медицинских изделий, инструмента и оборудования;
- Производство упаковки: контейнеры, посуда, разнообразные сосуды;
- Производство спортивного инвентаря;
АБС также может перерабатываться в листы, которые затем применяются в различных промышленных и производственных областях. Так, например, экструдированный листовой АБС используется при выпуске строительных материалов, изготовлении наружных рекламных конструкций, в дизайне. В зависимости от целей и задач пластиковые листы обрабатываются вручную или с помощью различных механических станков. Реже они направляются на переработку методом термоформования или пневмоформирования.
Рис.2. Нить для последующей 3D печати
В последние несколько лет сфера практического применения АБС пластика значительно расширилась за счет роста популярности 3D печати. Данная технология заключается в том, что из пластиковых гранул и красителя сначала изготавливают калиброванную цветную нить, из которой затем с помощью трехмерной печати на специальных принтерах создают самые разные предметы, многие из которых вполне успешно применяются в быту или на производстве.
АБС пластик также является отличным сырьем для производства модифицированных полимеров с композитной основой и определенными свойствами. Для повышения показателей атмосферостойкости в состав ABS могут добавляться насыщенные эластомеры. Чтобы повысить степень прозрачности пластикового изделия в него добавляется метилметакрилат. Использование в качестве аддитива альфаметилстирол обеспечивает устойчивость материала к высоким температурам (до +130 градусов по Цельсию). Сегодня также выпускаются марки пластика с полибутилентерефталатом, поливинилхлоридом, полиамидами. В автомобильной промышленности повышенным спросом пользуются сплавы АБС пластика и поликарбоната, обладающие устойчивостью к перепадам температур, кислотам и щелочам, механическому воздействию.
