Сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стиролаПодобные сополимеры получили название «АБС-пластики». В мировом производстве и потреблении конструкционных материалов доля пластмасс продолжает увеличиваться. По своим техническим характеристикам (прочность, коррозионная стойкость, легкость и др.) они успешно конкурируют, в первую очередь с металлом и стеклом в производстве автомобилей, предметов бытового потребления, электронной/электротехнической промышленности. Акрилонитрилбутадиеновый пластик (АБС-пластик) является продуктом сополимеризации акрилонитрила, бутадиена и стирола, то есть модификацией ударопрочного полистирола. АБС-пластик относится к аморфным, инженерным пластикам. Композиции на его основе – к специальным полимерам. Оптимальное сочетание акрилонитрильных и бутадиеновых звеньев с фрагментами стирола обеспечивает АБС эластичность и необходимую ударопрочность, что делает его одним из самых востребованных пластиков для производства сложных формованных изделий с высокой степенью вытяжки.Таблица Физико-химические свойства АБС-пластика | Свойства | Единица измерения | Значение | Плотность | кг/м3 | 1040 | Разрушающее напряжение,. при: | МГТа | | - растяжении | | 36-60 | - изгибе | | 50-87 | - сжатии | | 46-80 | Относительное удлинение при разрыве, | % | 1.0-3.0 | Ударная вязкость | кДж/м2 | 80-100 | Твердость по Бринеллю | МПа | 100 | Теплостойкость по Мартенсу | °С | 86-98 | Диэлектрическая проницаемость при 106 | | 2.4-5.0 | Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц, х104 | | 3-7 | Удельное объемное электрическое сопротивление | Ом/м | 5*1013 | Электрическая прочность | МВ/м | 12-15 |
Свойства АБС-пластика варьируются в широких пределах в зависимости от состава композиции и метода производства. Термические, оптические, механические свойства АБС-пластика: твёрдый, вязкий при температуре до 40°С, обладает ограниченной устойчивостью против атмосферных воздействий, незначительным водопоглощением. Обычный АБС-пластик выдерживает кратковременный нагрев до 90 - 100 оС, т.н. «теплостойкий АБС-пластик» - до 110 - 130 оС. Максимальная температура длительной эксплуатации: 75 - 80 оС (теплостойкие марки: до 90 - 100 оС). Дает блестящую поверхность (имеются специальные марки с повышенным и пониженным блеском). Обладает высокой стойкостью к ударным нагрузкам по сравнению с полистиролом общего назначения (GPPS), ударопрочным полистиролом (HIPS) и другими сополимерами стирола. Износостоек. Механические свойства меняются в широких пределах в зависимости от состава сополимера. Химические свойства АБС-пластика: имеет хорошую химическую стойкость. Стоек к щелочам, смазочным маслам, растворам неорганических солей и кислот, углеводородам, жирам, бензину. Нестойкий против ацетона, эфира, этилированного бензола, этилхлорида, этиленхлорида, анилина, анизола, бензола, к УФ-излучению.АБС непрозрачен, легко воспламеняется, горит жёлтым свечением с образованием сажи, имеет характерный сладковатый запах (запах стирола). Характеризуется пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с GPPS, HIPS. Выпускается стабилизированным в виде порошка и гранул. Технологии производства АБС-пластика В промышленности АБС-пластик получают методом сополимеризации, которая представляет собой процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров. Методы получения АБС-пластика отличаются по циклу работы, съему продукции с единицы объема, условиям проведения процесса полимеризации. От конкретного метода производства зависят свойства получаемого пластика. Получают радикальной полимеризацией в массе. Различают 3 способа сополимеризации АБС-пластика: сополимеризацию в массе (блоке) мономера, сополимеризацию в водных эмульсиях. Сополимеризация в массе Процесс производства методом полимеризации в массе включает следующие основные стадии: · подготовка сырья и реагентов; · полимеризация в каскаде реакторов; · удаление не прореагировавших мономеров и растворителя; · первичное гранулирование и компаундирование; · упаковка и складирование готовых продуктов; · регенерация отожженных мономеров и растворителя; · стадия подготовки ВОТ и подачи его на технологические стадии. Эмульсионная сополимеризацияВ данном случае метод получения трехзвенного полимера (АБС-полимера) сводятся к следующему: стирол и акрилонитрил добавляют в полибутадиеновую эмульсию, перемешивают и нагревают до 50 С.Затем добавляют растворимый в воде инициатор, например персульфат калия, и смесь полимеризуется. Полученную в результате суспензию дегазируют, фильтруют, полимер высушивают и упаковывают. Основные группы АБС-пластика По химическому строению АБС-пластики можно разделить на две основные группы: 1. собственно АБС-сополимер; 2. полимерные композиты (АБС-композиты) АБС-сополимер АБС-пластик выпускается стабилизированным в виде порошка и гранул. Применяется для изготовления изделий технического назначения. АБС-сополимер выпускается различных марок. В марке АБС первые две цифры означают величину ударной вязкости по Изоду, следующие две - показатель текучести расплава, буква в конце марки указывает на метод переработки или на особые свойства. Например, АБС-0809Т характеризуется ударной вязкостью - 8 кДж/м2, показатель текучести расплава – 9 г/10 мин, повышенной теплостойкостью (Т). АБС-композиты Композит АБС/ПК Ударопрочный аморфный материал. Имеет большую теплостойкость, чем АБС (теплостойкость повышается при увеличении содержании поликарбоната). Выдерживает кратковременный нагрев без нагружения до 130 - 145 оС, с нагружением до 100 - 110 оС (стеклонаполненные марки до 130 - 140 оС). Макс. температура длительной эксплуатации: 60 - 95 оС. Температура хрупкости: -50 оС. Повышение содержания поликарбоната увеличивает ударопрочность, морозостойкость. Имеет хорошую химическую стойкость. Стоек к спиртам, воде, растворам солей и маслам. Может растрескиваться при действии щелочей, алифатических углеводородов, хлорированных углеводородов. Хорошо перерабатывается (по сравнению с ПК). Имеет высокую размерную стабильность. Рекомендуется для точного литья. Отличается малым короблением. Хорошо сваривается (трением, горячей плитой, ультразвуком). Композит АБС/ПВХ Другие обозначения: ABS+PVC, PVC + ABS, ABS/PVC, PVC/ABS. Смесь АБС-пластика и поливинилхлорида представляет собой аморфный ударопрочный материал. Выдерживает кратковременный нагрев до 90 - 97 оС. Композит АБС/ПВХ имеет большую атмосферостойкость, чем AБС. Стоек к старению. Хорошо перерабатывается. Композит АБС/ПБТ Смесь АБС-пластика и полибутилентерефталата - жесткий, ударопрочный аморфный или кристаллизующийся материал. Отличается высокой размерной стабильностью при повышенных температурах (повышение содержания PBT увеличивает теплостойкость). Выдерживает кратковременный нагрев при нагружении до 85 - 150 оС (для стеклонаполненных марок - до 150 - 200 оС). Имеет хорошие диэлектрические свойства и высокую химическую стойкость. Устойчив к алифатическим углеводородам, бензину, маслам и смазкам, разбавленным кислотам и щелочам, детергентам. Хорошо перерабатывается. Повышение содержания АБС снижает усадку и увеличивает размерную точность. Композит АБС/ПА Смесь АБС-пластика и полиамида - ударопрочный аморфный или кристаллизующийся материал. В основном выпускается смесь АБС+ПА6. Смесь АБС+ПА6 выдерживает температуру кратковременно до 180 оС, АБС+ПА66 - до 250 оС. Температура длительной эксплуатации смеси АБС+ПА6 без ударных нагрузок до 80 - 110 оС; с ударными нагрузками - до 60 - 65 оС. Повышение содержания полиамида увеличивает ударопрочность. Имеет высокую износостойкость. Отличается низкой плотностью по сравнению с АБС+ПБТ, AБС+ПК. Характеризуется хорошими диэлектрическими свойствами. Имеет хорошую химическую стойкость. Стоек к растрескиванию. Имеет хорошую перерабатываемость, хорошо воспроизводит текстуру. Характеризуется высоким качеством спаев (высокая прочность, невидимые линии спая). Усадка меньше, чем у ПА. Имеет хорошую размерную стабильность (по сравнению с ПА6) Специализация переработки АБС-пластика Различают следующие типы специализации переработки АБС-пластика в России: Ø 1-7 мм – листы из АБС-пластика; Ø применение непосредственно АБС-грануляра и композиций на основе АБС-пластика Листы из АБС-пластика Листы АБС Листы из АБС-пластика изготавливаются способом однослойной или многослойной экструзии с высочайшей прочностью. Листы могут иметь матовую или глянцевую поверхность, различные виды тиснения. Они могут быть дополнены слоем УФ-стабилизации, окрашиваются различными цветами в массе, также могут иметь разнообразные оттенки (в том числе металлические эффекты). Листы предназначены методом механо-вакуум-формирования деталей как внутренней, так и наружной отделки автомобилей, автобусов, тракторов, сельхозмашин и т.п., футляров, чемоданов, мебели, внутренних деталей холодильников, сантехнического оборудования, отделки помещений, подвесных потолков, отделки ванных комнат, изделий наружной рекламы и т.д. Также листы АБС могут быть использованы в качестве поделочного и облицовочного материалов Материалы устойчивы к прямому атмосферному воздействию, солнечному свету, влиянию холода, жары, ветра. Диапазон эксплуатационных температур от -40 до +80С°. Листы АБС/ПММА Листы из АБС, соэкструдированного с ПММА (так называемый «сантехнический» пластик), представляют собой многослойные листы, с верхним слоем из ударопрочного модифицированного цветного акрила. Нижний слой из АБС обеспечивает листам качественное формование и высокую ударопрочность, устойчивость к низким температурам. Слой акрила обеспечивает защиту от УФ-лучей, великолепное качество поверхности с сильным блеском, химическую стойкость. Сплав АБС-пластика и полиметилметакрилата - твердый, жесткий и прочный аморфный материал (эти характеристики выше, чем у AБС). Выдерживает кратковременный нагрев до 105 оС. Листы АБС/ПММА обладают повышенным сопротивлением к химическому и коррозионному воздействию. Характеризуются большей атмосферостойкостью, чем листы АБС. Имеет малую склонность к короблению. Предназначены данные листы для термоформования различных сантехнических изделий - ванн, раковин, модулей душевых кабин, поддонов для душа, фонтанов, элементов сауны, мебели и отделки ванных комнат. Листы АБС/ПК Листы из композиции АБС/ПК представляют собой листы, с верхним слоем из черного ударопрочного поликарбоната. Поликарбонат обеспечивает высокую прочность и жесткость изделиям и обладает хорошей адгезией с автомобильными эмалями. Широко применяется при изготовлении наружных частей автомобилей (бампер, тюнинг и др.) Листы АБС/ТПЭ Взятые в различных соотношениях термопластичные эластомеры (в частности термополиуретан, термопластэластомер) и АБС-пластики образуют сплавы, которые при невысокой стоимости имеют хорошие свойства, недостижимые для отдельно взятых полимеров. Соэкструзия АБС с ТПУ полиуретана (пластэластомера) удорожает материал (листы), но повышает его атмосферо- и морозостойкость, жесткость и стойкость к действию окислителей и алифатических углеводородов. Листы АБС/ТПЭ находят применение в авто- и авиастроении, на транспорте, при изготовлении морозостойких изделий и пр. Основные отрасли – потребители АБС-пластика Области применения АБС-пластиков обусловлены комплексом их уникальных свойств, которые позволяют использовать их в тех деталях, где ранее нельзя было обойтись без применения цветных металлов, реактопластов и резин, керамики, бетона, дерева. Применение АБС-пластика в автомобильной промышленности АБС-пластик и композиции на его основе нашли широкое применение в автомобилестроении. На основе их производятся детали интерьера и экстерьера автомобиля. Сюда относятся панели, каркасы, щитки панели приборов, обрамление окон, облицовка дверей и другие детали салона, решетки радиатора, колпаки колес, корпуса фонарей и наружных зеркал, горловина воздухозаборника, облицовка дверей, бампер и др. Относительно широкое применение в автомобильной промышленности нашла композиция на основе АБС-пластика – АБС/ПК. Применение АБС-пластика в приборостроении АБС-пластик применяют как конструкционный материал в приборо- и машиностроении, радио- и электротехнике для изготовления корпусов электроприборов, электроинструментов, аккумуляторов. При этом можно отдельно выделить использование АБС-плавстика для производства корпусных деталей электроприборов, работающих в помещении. Сюда можно отнести корпуса таких приборов, как телевизоров, радиоприемников, магнитофонов, видеомагнитофонов, пылесосов, кофеварок, пультов управления, телефонов, факсовых аппаратов, компьютеров, мониторов, принтеров, калькуляторов, другой бытовой и оргтехники. Также на основе АБС-пластика могут быть изготовлены части электрических и электронных приборов (гибкие диски CD-ROM, вставки DVD и т.д.). АБС-пластик может применяться и для изготовления деталей холодильников. Применение АБС-пластика в производстве ТНП АБС-пластик применяется для производства таких видов товаров народного потребления, как: · хозяйственные товары для домашнего обихода (например, товары для ванной и туалетной комнаты, садово–огородный инвентарь и др.); · спортивные товары (шлемы, щиты); · детские товары и игрушки (детские конструкторы); · канцелярские принадлежности (настольные) и др. Применение АБС-пластика в пищевой промышленности В пищевой промышленности АБС-пластик находит применение в качестве посуды для питания на воздушном, железнодорожном и водном транспорте. Данная посуда (чашки, тарелки, боксы и др.) изготавливается из марок АБС-пластика, разрешенных к использованию с горячими пищевыми продуктами. Другие области применения АБС-пластиков На основе АБС-пластика изготавливаются дорожные знаки, элементы часовых механизмов, оптические инструменты. В медицине АБС-пластик используется для производства деталей медицинского оборудования, медицинских чемоданов и др. Также АБС-пластик применяется при изготовлении профилей для торгового оборудования. В мебельной промышленности АБС-пластик и композиции на его основе применяются для производства мебельной фурнитуры. Также АБС-пластик может применяться для производства дверных ручек, ручек для чемоданов и др. | 
