АБС пластик (АБС, ABS, ASA)

Свойства АБС- пластика

По некоторым физическим свойствам АБС-пластик (полное название - акрилонитрилбутадиенстирол) превосходит и полистирол общего назначения, и ударопрочный полистирол. В первую очередь это такие важные характеристики как жесткость и ударопрочность.

Общие свойства АБС- пластика

Рассматриваемый полимер обладает хорошей износостойкостью. В течение небольшого времени может выдерживать повышение температуры до 90 – 100 градусов С, в штатном режиме допустима эксплуатация при 75 – 80 градусах С.

Несомненные плюсы АБС-пластика: он стабильно сохраняет размер, устойчив к растворам неорганических солей и кислот, к щелочам, бензину и углеводородам, жирам и смазочным маслам. Есть и важное эстетическое качество: АБС-пластик придает поверхностям изделий блеск.

Есть у данного материала и недостатки: АБС-пластик плохо держит ультрафиолетовые лучи, хорошо растворим в этилхлориде, анилине, этиленхлориде, ацетоне, эфире, бензоле  и анизоле. Сюда же – не очень высокие электроизоляционные показатели и подверженность всевозможным атмосферным явлениям.

Вот основные эксплуатационные характеристики АБС-пластика:
• плотность - 1,02 – 1,08 г/см3
• прочность при сжатии - 46 – 80 МПа
• прочность при растяжении - 35 – 50 МПа
• прочность при изгибе - 50 – 87 МПа
• модуль упругости при растяжении при 23 0С - 1700 – 2930 МПа
• относительное удлинение - 10 – 25 %
• усадка (при изготовлении изделий) - 0,4 – 0,7 %
• влагопоглощение - 0,2 – 0,4 %
• ударная вязкость по Шарли (с надрезом) - 10 – 30 кДж/м2
• твердость по Бринеллю - 90 – 150 МПа
• температура размягчения - 90 – 105 градусов С
• теплостойкость по Мартенсу - 86 – 96 градусов С
• максимальная температура длительной эксплуатации - 75 – 80 градусов С
• диапазон технологических температур - 200 – 260 градусов С
• диэлектрическая проницаемость при 106 Гц - 2,4 – 5,0
• тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц - (3 – 7)х10-4
• удельное объемное электрическое сопротивление - 5х1013 Ом/м
• электрическая прочность - 12 – 15 МВ/м
• температура самовоспламенения - 395 градусов С

Модификация АБС-пластика

Данные свойства АБС- пластика – не константа. Их можно изменять с помощью модификации. Например, термоустойчивость пластика позволяет повысить добавление в него альфаметилстирола или N-фенилмалеинимида, а для большей терпимости к атмосферным причудам бутадиен в молекуле АБС-пластика заменяют насыщенным эластомером.

Еще один способ улучшить свойства исходного материала – создание композитов. Это придает продукции совершенно новые возможности, недоступные для АБС-пластика в чистом виде.

Ниже мы расскажем о наиболее востребованных композитах.

Композит АБС/ПК

Также можно встретить обозначения PC/ABS, ABS+PC или ABS/PC.

По физическим свойствам: данный композит обладает высокой ударопрочностью и термостойкостью. При нагрузке возможно кратковременное повышение температуры до 100 – 110 градусов С, без нагрузки – до 130 – 145 градусов С. Верхний предел температуры для постоянного использования – 60 – 95 градусов С. Минимальная эксплуатационная температура равна – 50 градусов С.

Коротко о химических свойствах. Композит обладает устойчивостью растворам солей, спиртам, маслу и воде, однако вступает в реакцию с хлорированными и алифатическими углеводородами и с щелочами.

Композит АБС/ПВХ

Другие наименования: ABS+PVC, ABS/PVC, PVC + ABS, PVC/ABS.

Данный композит – смесь АБС- пластика с поливинилхлоридом. В результате реакции получается вещество с высокой ударопрочностью и хорошей стойкостью к различным атмосферным явлениям. Материал не теряет свойств при кратковременном повышении температуры до 90 – 97 градусов С.

Композит АБС/ПБТ

Также встречаются наименования PBT/ABS, ABS+PBT, ABS/PBT.

Композит является смесью АБС с полибутилентерефталатом. Отлично сохраняет свой размер при повышенной температуре. Верхний предел нагревания – 150 градусов С (кратковременно), а особые стеклонаполненные позиции могут выдержать и 200 градусов С.

Химически устойчив, хороший диэлектрик.

Композит АБС/ПА

Можно также встретить названия PA/ABS и ABS/PA.

Смесь исходного материала с полиамидом, обладающая более низкой плотностью по сравнению с предыдущими композитами. Различные марки композита могут выдержать температуру от 180 до 250 градусов С при кратковременном нагреве.

Данный композит имеет отличные диэлектрические свойства, он прочен и износостоек.

Композиты эластомеров и АБС-пластика

Такие композиты производятся методом соэкструзии АБС- пластика с термопластичными эластомерами. Они демонстрируют хорошую морозостойкость, жесткость, спокойно реагируют на различные атмосферные катаклизмы. Химически устойчивы. Один недостаток: применяемая технология повышает цену готовой продукции, но здесь уж приходится выбирать: низкая стоимость или прекрасные характеристики.

Производство АБС-пластик

В производстве АБС-пластика используется технология сополимеризации. В данном случае в реакцию вступают мономер стирола, акрилонитрил и латекс каучука, в результате чего образуется новое высокомолекулярное соединение.

Теперь рассмотрим способы производства АБС- пластик.

Двухстадийная эмульсионная сополимеризация

Двухстадийная эмульсионная сополимеризация может протекать как по непрерывной, так и по периодической схеме. На первой стадии синтезируется латекс – смесь акрилонитрила и стирола добавляют в полибутадиеновую эмульсию. Температуру полученной массы доводят до 50 градусов С.

Во время второй стадии, собственно, и протекает реакция полимеризации, в результате которой мономеры «спаиваются» с каучуком. Она начинается с добавления инициатора (персульфата калия). На выходе – суспензия, которая после окончания реакции проходит дегазацию и фильтрацию. Конечный продукт – порошок, который иногда в случае необходимости гранулируют.

Если требуется пластик с повышенной ударной вязкостью, то процесс проходит немного по-другому. Реагенты свешиваются в растворе или эмульсии и только потом – в водной суспензии. При такой технологии при производстве можно добавлять каучук дополнительно.

Синтез АБС в массе

В химической промышленности применяется и синтез АБС в массе. Он проходит в такой последовательности:

• Подготовка сырья и реагентов.
• Полимеризация в каскаде реактором. Процесс прерывают, если содержание в системе АБС-сополимера достигает 70 – 80 %.
• Удаление оставшихся мономеров.
• Удаление растворителя.
• Первичное гранулирование.
• Компаундирование.
• Упаковка и складирование.

Крупнейший производитель пластика в нашей стране – ОАО «Пластик» (г. Узловая Тульской области). Его продукция:

• литьевые марки АБС-пластика: АБС-С, АБС 1030-30, АБС 2020-30 и АБС 2020-31
• литьевой композит АБС/ПК марки ДИСКАР
• экструзионнные марки АБС-пластика: АБС 1106, АБС 2802-30 и АБС 2802-31
• листовой пластик ДИЛУР из пластика АБС (однослойный)
• лист АБС+ПК с ПММА
• лист АБС с ПММА
• соэкструзионные трехслойные листы

Применение АБС-пластика

Свойства АБС-пластика позволяют применять его вместо дерева, бетона, резины, керамики и цветных металлов. На поверхности изделий из этого материала без проблем делается тиснение, гальванизация, наносится печать. Мировой объем производства АБС-пластика постоянно увеличивается, а сферы его применения – расширяются.

Автомобильная промышленность

Один из основных потребителей АБС-пластика – автопром. Из чистого полимера и композитов производят каркасы, облицовку, приборные панели. Используются пластики для производства решеток радиатора, фонарей, наружных зеркал, колпаков для колес, бамперов. Из этого же материала, кстати, делаются и многие дорожные знаки.

Приборостроение

Приборостроительная промышленность использует АБС-пластики не менее успешно. Из них изготовлены многие корпуса аккумуляторов и электроинструментов и электроприборов.  Появились марки пластика, из которых можно делать корпуса телевизоров, компьютеров, магнитофонов, различной кухонно-бытовой техники, факсов и телефонов. Также АБС-пластики применяются для изготовления компьютерных дисков, различных оптических приборов и некоторых деталей часовых механизмов.

Все только начинается

Применяют АБС-пластики и во многих других сферах:  для производства бижутерии, смарт-карт, сантехники, канцтоваров. Из них изготавливают принадлежности для игровых видов спорта, товары для садоводов и огородников. Ученые постоянно разрабатывают новые марки АБС-пластика и композитов с улучшенными свойствами, что, естественно, значительно расширяет возможности применения этих материалов.