Акрилонитрилбутадиенстирол - Acrylonitrile butadiene styrene

Акрилонитрилбутадиенстирол
Мономеры АБС V3.svg
Мономеры в полимере АБС
Grãos de plástico ABS (зерна АБС-пластика) .jpg
Зерна полимера АБС
Идентификаторы
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.127.708 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
(C 8 H 8 · C 4 H 6 · C 3 H 3 N) n
Плотность 1,060–1,080  г / см 3
Не растворим в воде
Родственные соединения
Родственные соединения
Акрилонитрил , бутадиен и стирол (мономеры)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы
Акрилонитрилбутадиенстирол
Физические свойства
Плотность (ρ) 0,9–1,53  г / см 3 ; медиана, 1,07  г / см 3
Воспламеняемость 1,00
Тепловые свойства
Теплопроводность (k) 0,1  Вт / (м · К)
Коэффициент линейного теплового расширения (α) 12 × 10 −5  К −1
Химическая устойчивость
Кислоты - концентрированные Хороший
Кислоты - разбавленные Превосходно
Спирты Бедных
Альдегиды Бедных
Щелочи Превосходно
Ароматические углеводороды Бедных
Сложные эфиры Бедных
Галогенированные углеводороды Бедных
Кетоны Бедных

Акрилонитрилбутадиенстирол ( АБС ) ( химическая формула (C 8 H 8 ) x · (C 4 H 6 ) y · (C 3 H 3 N) z ) представляет собой обычный термопластичный полимер. Его стеклования температура составляет примерно 105 ° С (221 ° F). АБС аморфен и поэтому не имеет истинной температуры плавления.

АБС представляет собой терполимер, полученный путем полимеризации стирола и акрилонитрила в присутствии полибутадиена . Пропорции могут варьироваться от 15% до 35% акрилонитрила, от 5% до 30% бутадиена и от 40% до 60% стирола. В результате получается длинная цепь полибутадиена, перекрещенная с более короткими цепями поли (стирол-со-акрилонитрила). В нитрильных группах из соседних цепей, будучи полярным, притягиваются друг к другу и связывают цепи вместе, что делает ABS сильнее , чем чистый полистирол . Акрилонитрил также способствует химической стойкости, сопротивлению усталости, твердости и жесткости, одновременно повышая температуру теплового отклонения . Стирол придает пластику блестящую непроницаемую поверхность, а также твердость, жесткость и упрощает обработку. Полибутадиен, эластичное вещество, обеспечивает прочность и пластичность при низких температурах за счет термостойкости и жесткости. В большинстве случаев АБС может использоваться при температуре от –20 до 80 ° C (от –4 до 176 ° F), так как его механические свойства зависят от температуры. Свойства достигаются за счет упрочнения резины , когда мелкие частицы эластомера распределяются по жесткой матрице.

Характеристики

ABS обеспечивает благоприятные механические свойства, такие как ударопрочность, ударная вязкость и жесткость, по сравнению с другими распространенными полимерами. Для улучшения ударопрочности, ударной вязкости и термостойкости могут быть внесены различные модификации. Ударопрочность может быть увеличена за счет увеличения доли полибутадиена по отношению к стиролу, а также акрилонитрилу, хотя это вызывает изменения в других свойствах. Ударопрочность не падает быстро при более низких температурах. Устойчивость под нагрузкой отличная при ограниченных нагрузках. Таким образом, изменяя пропорции компонентов, можно получить АБС разных марок. Двумя основными категориями могут быть АБС для экструзии и АБС для литья под давлением с высокой и средней ударопрочностью. Обычно АБС имеет полезные характеристики в диапазоне температур от -20 до 80 ° C (от -4 до 176 ° F).

Кубики Лего сделаны из АБС-пластика
В CITROËN MÉHARI панели кузова «S изготовлены из ABS

На конечные свойства в некоторой степени будут влиять условия, в которых материал перерабатывается до конечного продукта. Например, формование при высокой температуре улучшает блеск и термостойкость продукта, тогда как самая высокая ударопрочность и прочность достигаются при формовании при низкой температуре. Волокна (обычно стекловолокна) и добавки могут быть смешаны с гранулами смолы, чтобы сделать конечный продукт прочным и повысить максимальную рабочую температуру до 80 ° C (176 ° F). Также могут быть добавлены пигменты, поскольку исходный цвет сырья - от полупрозрачного цвета слоновой кости до белого. На характеристики старения полимеров в значительной степени влияет содержание полибутадиена, и включение в состав антиоксидантов является нормальным . Другие факторы включают воздействие ультрафиолетового излучения , от которого также доступны добавки.

Полимеры ABS устойчивы к водным кислотам, щелочам, концентрированной соляной и фосфорной кислотам, животным, растительным и минеральным маслам, но они набухают под действием ледяной уксусной кислоты , четыреххлористого углерода и ароматических углеводородов и подвергаются воздействию концентрированных серной и азотной кислот. Они растворимы в сложных эфирах , кетонах (таких как ацетон), хлороформе и этилендихлориде . Они также обладают плохой стойкостью к хлорированным растворителям, спиртам и альдегидам.

Несмотря на то, что пластмассы ABS используются в основном для механических целей, они также обладают довольно постоянными электрическими свойствами в широком диапазоне частот. На эти свойства мало влияют температура и влажность воздуха в допустимом рабочем диапазоне температур .

АБС легко воспламеняется при воздействии высоких температур, например при пожаре дров. Он плавится, а затем закипает, после чего пары превращаются в интенсивное горячее пламя. Поскольку чистый АБС не содержит галогенов , при его сгорании обычно не образуются стойкие органические загрязнители , а наиболее токсичными продуктами его сгорания или пиролиза являются окись углерода и цианистый водород . АБС также повреждается солнечным светом. Это вызвало один из самых распространенных и дорогих отзывов автомобилей в истории США из-за износа кнопок фиксатора ремня безопасности.

АБС можно переработать, но не все предприятия по переработке.

АБС - один из многих типов термопластов, используемых в биомедицине, при этом компоненты, полученные литьем под давлением, легко изготовить для одноразового использования. Его можно стерилизовать гамма-излучением или оксидом этилена (EtO).

Типичные механические свойства АБС
Имущество Ценить
Модуль Юнга (ГПа) 2,28
Прочность на растяжение (МПа) 43 год
Модуль упругости при изгибе (ГПа) 2,48
Прочность на изгиб (МПа) 77
Изод с надрезом (кДж / м) 0,203
Температура теплового прогиба, 1,81 МПа, (C) 81 год

Производство

АБС получают из акрилонитрила , бутадиена и стирола . Акрилонитрил - синтетический мономер, производимый из пропилена и аммиака ; бутадиен представляет собой нефтяной углеводород, полученный из фракции C4 парового крекинга ; мономер стирола производится путем дегидрирования из этилбензола  - углеводород , полученный в результате реакции этилена и бензола .

По данным Европейской торговой ассоциации пластмасс PlasticsEurope, при промышленном производстве 1 кг (2,2 фунта) смолы АБС в Европе используется в среднем 95,34  МДж26,48 кВт⋅ч ) и производится из природного газа и нефти .

Обработка

АБС производится различных марок, но для точной обработки конструкционных деталей из АБС рекомендуется использовать АБС машинного класса. Машинный АБС легко обрабатывается стандартными методами обработки, включая: токарная обработка, сверление, фрезерование и распиловка. ABS может быть химически прикреплен к самому себе и к другим подобным пластмассам.

Приложения

Колокол из АБС-пластика, изготовленный на 3D-принтере

Легкий вес и способность литьевого формования и экструзии ABS делают его полезным в производстве таких продуктов, как системы дренажно-сбросных трубопроводов (DWV) . Музыкальные инструменты, такие как магнитофоны , пластмассовые гобои и кларнеты , механизмы фортепиано и клавишные колпачки клавиатуры обычно изготавливаются из АБС- пластика .

Другие применения включают головки клюшек для гольфа (из-за их хорошей амортизации ), автомобильные детали отделки, автомобильные бамперы, бинокли , ингаляторы, монокуляры , небулайзеры , нерассасывающиеся нити, протезы сухожилий, системы доставки лекарств, трахейные трубки, кожухи для электрических и электронные сборки (например, корпуса компьютеров ), защитные головные уборы , каноэ для бурной воды, буферная окантовка для мебели и столярных панелей, багаж и защитные кейсы для переноски, корпус для ручек и мелкая кухонная техника. Часто используются игрушки, в том числе кубики LEGO и Kre-O .

Бытовые и потребительские товары составляют основные области применения АБС.

АБС-пластик, измельченный до среднего диаметра менее 1  микрометра , используется в качестве красителя в некоторых чернилах для тату .

При экструдировании в нить, АБС-пластик является обычным материалом, используемым в 3D-принтерах .

Когда он используется в качестве нити для 3D-печати путем моделирования методом наплавления , он подходит из-за высокой стабильности и различных вариантов последующей обработки (шлифование, покраска, склеивание, заполнение), особенно для производства прототипов. Особые формы волокон ABS - это ABS-ESD (электростатический разряд) и ABS-FR (огнестойкий), которые используются, в частности, для производства электростатически чувствительных компонентов и огнеупорных сборных деталей.

Опасность для человека

АБС устойчив к разложению при нормальном использовании и условиях обработки полимеров с воздействием канцерогенов значительно ниже пределов воздействия на рабочем месте. Однако при более высоких температурах, равных 400 ° C (750 ° F) или выше, АБС может разлагаться на свои составляющие: бутадиен (канцерогенный для человека), акрилонитрил (возможно канцерогенный для человека) и стирол (предположительно канцероген для человека).

Сверхмелкие частицы (UFP) могут производиться при более низких температурах (например, при 3D-печати). Высказывались опасения относительно концентраций переносимых по воздуху UFP, возникающих при печати с ABS, поскольку UFP были связаны с неблагоприятным воздействием на здоровье.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки