Все об ABS-пластике. Свойства и характеристики

АБС-пластик представляет собой ударопрочную термопластическую смолу. Популярность он приобрел за счет своих физических свойств. Подробнее о материале, расскажем далее в статье. 

Что такое ABS-пластик

Свое название полимер получил по начальным буквам основных веществ в его составе:

• акрилонитрил,
• бутадиен,
• стирол.

Пропорции мономеров могут варьироваться в зависимости от практических характеристик, которыми должна обладать термопластическая смола.

Полимер внешне схож с пластмассой, но по эксплуатационным свойствам значительно ее превосходит.

В промышленности используют листовой АБС-пластик или в виде однородных гранул. Из полимера производят композиты категории специального сырья. Материал можно повторно перерабатывать.

Мировое производство ABS-пластика

История производства пластика началась в США. После 90-х годов основными потребителями материала стали страны Азии. Сегодня в мире более 40 крупных производителей термопластика, большая часть которых находятся в Тайване, Корее, Японии, Европе. Значительная часть стирольных полимеров производят в России. В Нижнекамске и г. Узловая уже около 20 лет функционируют заводы по изготовлению и переработке ударопрочной термопластичной смолы.

Характеристики ABS-пластика

Рассмотрим основные свойства и преимущества полимера, за счет которых он востребован в производстве пластиковых изделий:

1. Прозрачность. Материал бесцветен или может иметь желтоватый оттенок. Его легко окрасить в любой цвет, что расширяет дизайнерские возможности.
2. Устойчивость к химическим воздействиям. Растворить полимер можно только бензолом, ацетоном или дихлорэтаном. Пластиковые изделия сохраняют форму и практические свойства при контакте с бензином, жирами, щелочами, кислотами, солями, прочими агрессивными средствами.
3. Гладкая поверхность. Изделия из ABS-пластика имеют ровное глянцевое или матовое покрытие.
4. Ударопрочность. За счет вязкости, упругости полимер устойчив к ударным нагрузкам. Плотность материала — от 1,02 г/см3 и выше.
5. Податливость. Пластик легко обрабатывать. Его полируют, шлифуют, фрезеруют, режут.
6. Влагостойкость. Поглощение жидкости сырья не превышает 0,4%.
7. Сохранение прочности в большом диапазоне температур. Эксплуатационные свойства АБС-пластика не снижаются в условиях от -40 до +80 °С. Модификации выдерживают воздействие температур до 100 °С. Для размягчения материал нагревают выше 90 °С. Температура плавления полимера — от 200 до 260 °С. При нагреве от 395 °С пластик воспламеняется.

Сырье можно комбинировать с другими материалами.

Минусы термостойких смол

Несмотря на большое количество преимуществ ABS-пластик имеет некоторые недостатки. При неравномерном охлаждении материал расслаивается. Такое возможно из-за неправильной обработки сополимера, когда он сжимается.

Иногда отмечают резкий запах пластика, особенно во время плавления. Неприятный аромат вызван трет-додецилмеркаптаном — специальной добавкой для регуляции молекулярной массы сырья. В производстве к коагулянту добавляют раствор 15% перекиси водорода. Это не только устраняет запах, но и повышает текучесть, перерабатываемость расплава, сохраняет его эксплуатационные свойства.

Стоит отметить также низкую электроизоляционную способность. Материал не устойчив к ультрафиолету. Под прямыми солнечными лучами пластиковые изделия выгорают.

АБС-пластик: есть ли опасность?

Материал часто применяют в сельском хозяйстве, промышленности, других сферах человеческой деятельности. Опасность полимера может возникать лишь при определенных обстоятельствах. Например, в производственных цехах АБС-пластик нагревают. Это нужно для экструзии сырья, литья, прочих типов обработки. При плавлении образуются пары акрилонитрила — ядовитые частицы, способные нанести вред человеку и окружающей среде.

На современных заводах эта проблема решена за счет дистанционного управления, закрытым боксам и мощным вытяжкам. Вред от переработки АБС-пластика по технологии 3D-печати сильно преувеличен, поскольку для этого необходимо плавить лишь небольшую часть материала.

Области применения

Популярность ABS-пластика обусловлена высокими прочностными характеристиками, по которым он превосходит обычную пластмассу, стеклопластик. Полимер активно применяют в автомобильной промышленности. Он входит в состав дверных панелей, бамперов, колес, интерьера, прочих элементов транспортных средств. 

Что еще производят из АБС-пластика?

• оборудование для бань, саун, ванной,
• бытовую технику,
• теле-, радиоаппаратуру,
• электроосветительные приборы,
• промышленные аккумуляторы,
• канцелярские принадлежности,
• медицинские изделия,
• спортивный инвентарь,
• мебель, фурнитуру,
• сантехнические изделия,
• игрушки.

Листовой пластик часто применяют в качестве отделки, для создания рекламы, в дизайнерских проектах.

Марки ABS-пластика 

Характеристики материала зависят от процентного соотношения полимеров в составе. 

К популярным модификациям относятся:

1. 2020-31 — состав высшего сорта, применяют в радиотехнической отрасли.
2. 2020-60 — имеет высокие антистатические характеристики. Подходит для приборо-и автомобилестроения.
3. 2020-32 — свето-, термо- и атмосферостойкая марка полимера. Используют в производстве изделий технического назначения.
4. HI 121 — прочный, ударостойкий материал с оптимальным уровнем эластичности для изготовления мебели, спортинвентаря, корпусов электрооборудования и бытовой техники.
5. ER 400 — устойчив к истиранию, атмосферным осадкам, применяется в различных промышленных отраслях.
6. ER 468 — отличается гибкостью, устойчив к растяжению. За счет повышенной текучести из материала легко изготавливать крупные изделия, например, рекламные билборды.
7. РТ 270 — не теряет практических свойства под воздействием сильных растворителей. Сырье можно неоднократно перекрашивать.

Производят еще около десятка разных марок ABS-пластика. Некоторые вариации предназначены для нанесения металлизированного покрытия.

С чем комбинируют сополимер

ABS-пластик улучшает эксплуатационные характеристики многих материалов. Добавка повышает теплостойкость и облегчает переработку ПВХ, увеличивает ударопрочность полистирола. 

Популярные сочетания АБС и:

1. Поликарбоната. Комбинация отличается повышенной прочностью, устойчивостью к химическим средствам, температурным перепадам. Цветовая палитра не ограничена, за что материал часто используют дизайнеры, широко применяют в производстве деталей интерьера и экстерьера.
2. Поливинилхлорида. Бесформенное сырье, предназначенное для наружного применения. Выдерживает температуру выше 90 °С.
3. Полиамида. Популярен в мебельном производстве, машиностроении, изготовлении спортинвентаря. Главная особенность материала — хорошие диэлектрические свойства.

Добавление полимера в состав расширяет сферы применения материалов, увеличивает сроки эксплуатации готовых изделий.

Способы производства АБС-пластика

Наиболее эффективными и экономически обоснованными считаются следующий способы получения материала:

1. Суспензионный. Предполагает использование солей жирных кислот в качестве эмульгатора, персульфата калия. Сырье получают в результате привития акрилонитрила и стирола к бутадиену. Затем происходит осаждение суспензии, промывка и сушка конечного продукта.
2. Эмульсионный. Процесс включает три производственных этапа. Сначала подготавливают сырье и полимеризуют бутадиен, удаляют непрореагировавшие элементы. Второй этап — сополимеризация. На третьем отделяют готовый состав от латекса, отжимают его и промывают. Заключительный процесс — сушка.

Оба способа предполагают нагревание, поскольку полимеризация при низких температурах существенно замедляется. Во время нагрева сырье формуют в непрерывный профиль или пластину. Такой метод облегчает процесс производства труб, плит, прочих изделий линейной формы.

После остывания пластик можно подвергать любым методам финишной обработки:

• обрезке,
• сверлению,
• полировке,
• шлифовке.

При соблюдении технологии производства получается качественный, ударопрочный, устойчивый к внешним воздействиям материал, который поддается всем видам обработки. 

Полимер легко соединить с другими элементами с помощью клея, растворителя. Простота и удобство использования — еще одна причина популярности ABS-пластика.