Веб-меню

Поиск продукта

Язык

Делиться

ГЛАВНАЯ / Новости / Новости отрасли / Как производится акрилонитрил-бутадиен-стирол | Руководство из АБС-пластика
Новости отрасли

Как производится акрилонитрил-бутадиен-стирол | Руководство из АБС-пластика

Контент

Как производится акрилонитрил-бутадиен-стирол: полный производственный процесс

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС) производится посредством процесса, называемого эмульсионная или непрерывная массовая полимеризация , в котором три мономера — акрилонитрил, бутадиен и стирол — химически связаны в прочный, ударопрочный термопласт. В результате получился один из наиболее широко используемых инженерных пластиков в мире, который можно найти во всем: от приборных панелей автомобилей до кубиков LEGO. Его ближайшим структурным конкурентом во многих промышленных приложениях является инженерный нейлоновый пластик , особенно нейлон 6 и нейлон 6/6, хотя они существенно различаются по способу изготовления и по своим характеристикам.

Чтобы понять, как производится АБС, полезно знать, какой вклад вносит каждый из трех его мономеров: акрилонитрил обеспечивает химическую и термическую стойкость; бутадиен обеспечивает прочность и ударную вязкость при низких температурах; а стирол придает материалу жесткость, чистоту поверхности и простоту обработки. Относительные пропорции этих трех компонентов — обычно около 20–30 % акрилонитрила, 5–30 % бутадиена и 40–60 % стирола. — возможность настройки свойств конечного пластика в соответствии с конкретными требованиями конечного использования.

В этой статье поэтапно рассказывается о химии и технологии производства АБС-пластика, о том, чем он отличается от других инженерных пластиков, включая нейлон, и какие факторы влияют на качество и характеристики конечного материала.

Три необработанных мономера и откуда они берутся

Производство АБС начинается на уровне мономера. Каждый из трех видов сырья получают из нефтехимического сырья и требует собственной специальной цепочки поставок, прежде чем он попадет в реактор полимеризации АБС.

Акрилонитрил (АН)

Акрилонитрил производится в основном путем Процесс Sohio (аммоксидирование SOHIO) , в котором пропилен реагирует с аммиаком и кислородом над катализатором при температуре 400–510°С. Мировые мощности по производству акрилонитрила превышены 7 миллионов метрических тонн в год согласно последним отраслевым отчетам (IHS Markit, 2023). В АБС-пластике содержание акрилонитрила напрямую отвечает за химическую стойкость к маслам, смазкам и разбавленным кислотам, а также повышает температуру теплового отклонения готовой детали.

Бутадиен (BD)

Бутадиен является побочным продуктом парового крекинга нафты или этана, используемого для производства этилена. Его выделяют и очищают из фракции C4 продукта крекинга. Двойные связи бутадиена делают его высокореактивным при свободнорадикальной полимеризации, а фаза полибутадиенового каучука (PBR), которую он образует в ABS, придает материалу характерную прочность и ударопрочность — даже при таких низких температурах, как -40°С . Эти характеристики при низких температурах — одна из областей, в которой АБС превосходит многие сорта инженерного нейлона, который может стать хрупким в холодных условиях, если его специально не модифицировать.

Стирол (СМ)

Стирол получают дегидрированием этилбензола, который сам состоит из бензола и этилена. Мировые мощности по производству стирола составляют примерно 35–38 миллионов тонн в год. (ICIS, 2023), что делает его одним из самых распространенных промежуточных продуктов нефтехимии в мире. В АБС-пластике стирол является доминирующим мономером по массе и отвечает за жесткость, блеск и превосходную технологичность материала при литье под давлением и экструзии.

Два основных метода производства АБС-пластика

Существует два основных промышленных маршрута производства АБС: эмульсионная полимеризация и непрерывная массовая (объемная) полимеризация . Третий, менее распространенный метод – суспензионная полимеризация. Каждый метод позволяет получить АБС с несколько разными морфологическими характеристиками, и оба до сих пор используются в коммерческих целях.

Эмульсионная полимеризация (наиболее распространенная)

Эмульсионная полимеризация является наиболее широко используемым промышленным процессом производства АБС-пластика и составляет большую часть мирового производства. Проводится в два этапа:

  1. Этап 1 — Синтез полибутадиенового латекса: Мономер бутадиена эмульгируется в воде с поверхностно-активным веществом и полимеризуется с использованием свободнорадикального инициатора (обычно персульфатов или окислительно-восстановительных систем) при 50–80 ° C с образованием частиц латекса полибутадиенового каучука. Размер частиц тщательно контролируется, обычно в диапазоне 100–400 нанометров , так как это напрямую влияет на ударные свойства конечной АБС. Частицы меньшего размера дают более высокий блеск, но меньшую ударную вязкость; более крупные частицы обеспечивают более высокую прочность.
  2. Этап 2 — Привитая сополимеризация: Полибутадиеновый латекс смешивают с мономерами акрилонитрила и стирола, а также с дополнительным инициатором и эмульгатором. Мономеры стирола и акрилонитрила полимеризуются на поверхности частиц каучука посредством свободнорадикальной прививки, а также образуют в растворе цепи свободного сополимера САН (стирол-акрилонитрил). В результате получается сложная двухфазная структура: частицы каучука, покрытые привитым САН, диспергированы в сплошной матрице САН.
  3. Этап 3 — Коагуляция и сушка: Латекс дестабилизируется за счет добавления коагулянтов (кислот или солей), вызывающих флокуляцию частиц. Затем влажный осадок промывают, обезвоживают и сушат для получения порошка или крошки АБС, который позже компаундируют и гранулируют.

Ключевым преимуществом эмульсионной полимеризации является точный контроль размера частиц каучука и плотности прививки, что позволяет производителям точно настраивать ударную вязкость и внешний вид поверхности. Однако этот процесс требует больших затрат воды и приводит к образованию сточных вод, которые необходимо очищать.

Непрерывная массовая (объемная) полимеризация

Непрерывная массовая полимеризация, также известная как массовый процесс или растворный процесс — полибутадиеновый каучук растворяется непосредственно в смеси стирольных и акрилонитрильных мономеров, без воды. Растворенный каучук претерпевает фазовую инверсию по мере полимеризации: то, что начинается с каучука в растворе мономера, по мере увеличения конверсии превращается в дискретные частицы каучука, диспергированные в твердой матрице SAN. Этот процесс используется несколькими крупными производителями, включая ИНЕОС Стиролюшн и Тринсео, и производит АБС-пластик с более низкие уровни остаточного мономера и better color consistency than emulsion-produced grades, making it well suited for medical and food-contact applications.

По сравнению с эмульсионной полимеризацией, при массовом процессе не образуются сточные воды, но сложнее контролировать морфологию резиновых частиц, и в результате обычно получается АБС с несколько меньшей ударной вязкостью. Многие производители смешивают эмульсионный ABS и объемный SAN, чтобы добиться сочетания ударных характеристик и визуальной четкости.

Микроструктура, благодаря которой ABS работает

Что отличает АБС от более простых пластиков, таких как полистирол или нейлон общего назначения, так это его двухфазная морфология : жесткая стекловидная матрица из сополимера стирола и акрилонитрила (САН) с диспергированными по всей поверхности частицами каучука. Когда удар или трещина пытаются распространиться по материалу, они сталкиваются с частицами резины, которые действуют как поглотители энергии. Частицы резины кавитируют (образуют крошечные внутренние пустоты) и вызывают пластическую деформацию — механизм, называемый упрочнение резины — который рассеивает энергию разрушения и предотвращает хрупкое разрушение.

Этот механизм повышения жесткости резины хорошо изучен и широко изучен. По данным Бакнелла (1977), а затем подтвержденным многочисленными исследованиями ПЭМ, эффективность упрочнения резины в АБС-пластике зависит от:

  • Размер частиц каучука (оптимальный диапазон: 0,1–1,0 мкм)
  • Степень прививки между резиной и матрицей SAN
  • Содержание каучука (обычно 15–25% от массы конечного АБС)
  • Плотность сшивок в каучуковой фазе
  • Совместимость привитой резины и матрицы SAN

Эта микроструктурная инженерия является одной из причин, по которой АБС имеет более высокую цену по сравнению с обычными пластиками и требует значительно более сложных производственных ноу-хау, чем простые конденсационные полимеры, такие как инженерный нейлоновый пластик .

Компаундирование, гранулирование и интеграция добавок

Необработанный порошок или крошка АБС из реактора полимеризации еще не является готовым продуктом. Оно должно пройти через этап компаундирования , в котором он смешивается в расплаве с рядом добавок для достижения желаемых конечных свойств. Обычно это делается на двухшнековом экструдере, работающем при температуре плавления 200–240°С .

Распространенные присадки, включаемые при составлении рецептур ABS, и их функции.
Тип добавки Типичная загрузка (%) Функция в АБС
Термостабилизаторы 0,1–0,5 Предотвратить деградацию бутадиенового каучука при температурах обработки.
Антиоксиданты 0,1–0,3 Защищать от окисления во время обработки и обслуживания.
УФ-стабилизаторы 0,2–1,0 Уменьшает пожелтение и меление поверхности при наружном применении.
Огнезащитные средства 10–20 Достичь рейтинга УЛ 94 В-0 или V-2 для корпусов электроники.
Смазочные материалы 0,5–2,0 Улучшите высвобождение из формы и уменьшите вязкость расплава.
Красители/пигменты 0,1–3,0 Обеспечивает цвет без необходимости покраски
Армирование стекловолокном 10–30 Увеличение жесткости и температуры теплового отклонения.
Модификаторы воздействия 2–10 Дальнейшее усиление воздействия низких температур для требовательных применений

После компаундирования расплавленную смесь экструдируют через фильеру, охлаждают на водяной бане и разрезают на однородные гранулы. Эти гранулы, обычно диаметром 2–4 мм, приобретают переработчики (литьевые машины, экструдеры и выдувные машины) для изготовления своих деталей. Стадия гранулирования также обеспечивает гомогенную смесь: любое неравномерное распределение частиц каучука или добавок из реактора корректируется во время смешивания с высоким усилием сдвига в двухшнековом экструдере.

АБС против инженерного нейлона: различия в производстве и свойствах

АБС и инженерный нейлоновый пластик (в первую очередь нейлон 6, нейлон 6/6 и нейлон 12) являются важными членами семейства технических термопластов, но они производятся с использованием совершенно другого химического состава и имеют разные характеристики. Понимание этих различий имеет важное значение для выбора материалов при проектировании продукта.

ABS
  • Изготовлено путем радикально-аддитивной полимеризации (эмульсионной или объемной).
  • Никаких побочных продуктов конденсации — во время полимеризации не выделяется вода.
  • Аморфная структура — нет резкой температуры плавления, широкое окно обработки.
  • Низкое поглощение влаги (<0,5% ASTM D570) — стабильность размеров во влажной среде.
  • Температура термопрогиба (HDT): 80–100°С (ненаполненные), до 120°С (термостабилизированные марки)
  • Превосходное качество поверхности, легко красить, крепить или клеить.
  • Ограниченная химическая стойкость к кетонам, сложным эфирам и хлорированным растворителям.
Инженерный нейлон Пластик
  • Изготовлено путем конденсационной (ступенчатой) полимеризации — вода выделяется как побочный продукт.
  • Полукристаллическая структура — острая температура плавления (220–265°С для ПА66).
  • Более высокая температура непрерывного использования: 120–150°C (ненаполненный PA66)
  • Высокое влагопоглощение (1–9 % в зависимости от марки) — влияет на стабильность размеров.
  • Превосходная химическая стойкость к углеводородам, топливу и смазочным маслам.
  • Превосходная усталостная и износостойкость — предпочтительна для зубчатых передач и подшипников.
  • Требуется сушка перед обработкой (обычно 4–8 часов при 80°C).

На практике ABS имеет тенденцию доминировать в бытовой электронике, автомобильных салонах, корпусах бытовой техники и игрушках, где качество поверхности, стабильность размеров и простота вторичных операций (покраска, покрытие) являются приоритетами. Инженерный нейлоновый пластик , особенно стеклонаполненные PA66 и PA6, доминируют в автомобильных компонентах, корпусах электроинструментов и промышленных приводах — приложениях, которые требуют более высокой термостойкости и лучшей устойчивости к воздействию топлива и масла.

Также существует большая категория АБС/нейлоновые сплавы (смеси ABS PA), в которых два полимера соединены вместе с добавками, улучшающими совместимость, для достижения баланса прочности, химической стойкости и качества поверхности, недостижимого ни одним из материалов по отдельности. Эти сплавы используются в деталях внешней отделки автомобилей и ручках электроинструментов.

Специальные марки АБС-пластика и различия в их производстве

Описанная выше стандартная АБС — это лишь отправная точка. Производители предлагают десятки специальных марок, каждая из которых требует внесения изменений в процесс полимеризации или рецептуру рецептуры:

Высокотемпературный АБС-пластик

Достигается путем замены некоторого количества стирола сомономерами альфа-метилстирола (AMS) или N-фенилмалеимида (NPMI). Эти жесткокольцевые или объемистые мономеры повышают температуру стеклования матрицы SAN примерно с 105°C до 120–130°С , расширяя возможности использования в автомобильных интерьерах. Высокотемпературный АБС-пластик все чаще позиционируется как прямая альтернатива некоторым маркам инженерного нейлона в тех случаях, когда необходима стабильность размеров при повышенных температурах, но поглощение влаги должно быть сведено к минимуму.

Огнестойкий АБС-пластик

Производится путем смешивания стандартного АБС с антипиренами на основе брома или фосфора и синергистами триоксида сурьмы. Огнестойкие марки АБС-пластика должны соответствовать UL 94 V-0 при толщине стенки 1,5 мм, что является обязательным для большинства корпусов для электроники. Добавление антипиренов обычно снижает ударную вязкость на 15–25%, поэтому для компенсации содержание каучука и размер частиц в составах FR-ABS часто корректируют в сторону увеличения.

Гальванический АБС-пластик

Разработан для гальванического хромирования и требует очень специфического контроля морфологии резиновых частиц. Фаза бутадиенового каучука выборочно вытравливается хромовой кислотой во время предварительной обработки, создавая микрошероховатую поверхность, которая закрепляет металлический слой. ABS гальванического качества обычно имеет более высокое содержание бутадиена (20–25%) и carefully controlled particle size distribution. Parts must be molded under tightly controlled conditions — any sink marks, flow lines, or residual stress will show through the plated surface as defects.

Прозрачный АБС (МАБС)

Обычный АБС-пластик непрозрачен, поскольку каучуковая фаза имеет другой показатель преломления, чем матрица САН, рассеивая свет. Прозрачные марки, иногда называемые MABS или ABS-T, заменяют бутадиеновый каучук метилметакрилат-бутадиен-стирольным (MBS) каучуком, показатель преломления которого соответствует матрице SAN. В результате получается материал с светопропускание 85–90% который по-прежнему обладает хорошей ударопрочностью и используется в косметической упаковке, осветительных рассеивателях и медицинских приборах.

ABS для 3D-печати (класс FDM)

ABS был одним из первых материалов, использованных в 3D-печати методом наплавления (FDM), и по-прежнему широко используется, несмотря на конкуренцию со стороны PLA и PETG. АБС-пластик класса FDM производится из того же базового полимера, но должен соответствовать жестким требованиям по индексу текучести расплава ( обычно 5–20 г/10 мин при 220°C/10 кг ), содержание влаги (<0,1%) и однородность гранул перед экструдированием в нить диаметром 1,75 мм или 2,85 мм с допуском ±0,02 мм.

Контроль качества при производстве АБС

Производство АБС подвергается строгому контролю качества на каждом этапе, от чистоты сырого мономера до окончательного тестирования гранул. Ниже приведены ключевые параметры качества, которые контролируются при промышленном производстве АБС:

Ключевые параметры качества, проверенные при производстве АБС, и соответствующие стандартные методы испытаний.
Недвижимость Метод испытания Типичный диапазон для ABS общего назначения
Индекс текучести расплава (MFI) ИСО 1133/АСТМ Д1238 5–30 г/10 мин (220°С, 10 кг)
Ударная вязкость по Изоду (с надрезом) ИСО 180/АСТМ Д256 150–400 Дж/м
Предел прочности при разрыве ИСО 527/АСТМ Д638 38–50 МПа
Модуль упругости при изгибе ИСО 178/АСТМ Д790 2000–2800 МПа
Температура теплового отклонения (HDT) ИСО 75/АСТМ Д648 80–100°С при 1,82 МПа
Содержание влаги Карл Фишер / Потери при высыхании <0,2% (для обработки)
Остаточное содержание мономеров ГХ анализ свободного пространства Общее количество ЛОС <100 ppm (классы, контактирующие с пищевыми продуктами)
Цвет (индекс желтизны) АСТМ Е313 <10 (натуральные белые сорта)

Размер и распределение частиц каучука характеризуют с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) или динамического светорассеяния (ДРС) на стадии латекса. Степень прививки (доля САН, химически связанного с частицами каучука) измеряется путем экстракции растворителем и является критическим параметром для обеспечения хорошей совместимости между фазами каучука и матрицы. Эффективность прививки ниже примерно 20–30% обычно приводит к ухудшению ударных характеристик из-за плохой адгезии резиновой матрицы.

Экологические соображения при производстве АБС-пластиков

Производство АБС-пластика сталкивается с рядом экологических проблем, над решением которых отрасль работает:

  • Токсичность акрилонитрила: Акрилонитрил классифицируется как вероятный канцероген для человека (группа 2А, IARC) и требует строгого контроля выбросов на предприятиях по полимеризации АБС. Пределы воздействия на рабочем месте обычно устанавливаются на уровне 1–2 частей на миллион средневзвешенной концентрации в большинстве юрисдикций.
  • Сточные воды эмульсионного процесса: Эмульсионный маршрут образует значительные объемы сточных вод коагуляции, содержащих поверхностно-активные вещества, коагулянты и следовые мономеры, которые требуют биологической очистки перед сбросом.
  • Пригодность к вторичной переработке: АБС технически пригоден для вторичной переработки (идентификационный код смолы №7 или иногда №9 в определенных системах), но смешанные потоки пластиковых отходов затрудняют сбор и сортировку. Постпромышленный измельченный АБС-пластик обычно повторно используется в рецептурах, но уровень переработки пост-потребительского АБС-пластика остается низким во всем мире.
  • Разработка АБС на биологической основе: В настоящее время реализуются исследовательские программы по производству акрилонитрила на биологической основе из пропана или 3-гидроксипропионовой кислоты (био-3-ГПК), что позволит снизить зависимость ABS от пропилена, полученного из ископаемого топлива. Несколько компаний, в том числе Asahi Kasei и INEOS, объявили о пилотных программах био-AN с 2023 года.
  • Сравнение с инженерным нейлоновым пластиком: С точки зрения углеродного следа, инженерный нейлоновый пластик (PA6, PA66) и ABS имеют схожие углеродные следы от начала до конца — примерно 5–7 кг CO2e на кг полимера — хотя точные цифры значительно различаются в зависимости от источника энергии и эффективности производства. Для получения более точных значений можно обратиться к базам данных LCA, таким как ecoinvent 3.9 (2023 г.).

Как обрабатывается ABS после производства

Как только гранулы АБС покидают линию компаундирования, они перерабатываются последующими преобразователями в готовые детали. Тремя доминирующими методами обработки являются литье под давлением, экструзия и термоформование, каждый из которых использует превосходные свойства ABS при обработке расплава.

Литье под давлением

На долю литья под давлением приходится большая часть потребления АБС. Перед обработкой АБС-пластик сушат до влажности <0,1% (обычно 2–4 часа при температуре 80°C), затем плавят в бочке при температуре 200–240°С и injected into a steel mold under pressures of 50–150 MPa. Mold temperatures of 40–80°C are used depending on the required surface finish and cycle time. ABS shrinkage in the mold is typically 0,4–0,7% , что значительно ниже, чем у инженерного нейлонового пластика (0,8–2,0%), что упрощает конструкцию пресс-формы и обеспечивает лучшую точность размеров.

Экструзия

Лист и профиль АБС производятся методом одношнековой или двухшнековой экструзии. Толщина листов варьируется от 0,5 мм до 10 мм и широко используется при термоформовании, включая внутренние вкладыши холодильников, корпуса багажа и корпуса медицинского оборудования. Экструзия труб из АБС-пластика используется в водопроводных системах канализации-слива-выпуска (DWV) в Северной Америке, где трубы из АБС-пластика конкурируют с трубами из ПВХ за счет гибкости установки при более низких температурах.

Термоформование

Лист АБС легко подвергается термоформованию при температурах 150–175°С , что значительно ниже окна обработки большинства марок инженерного нейлона. Термоформованный АБС-пластик используется для изготовления внутренних панелей транспортных средств, дисплеев в торговых точках и крупноформатных корпусов промышленного оборудования. Материал можно вытягивать до соотношения глубины к диаметру до 1:1 без проблем с утонением при квалифицированных операциях формовки.

Мировой рынок АБС и основные производители

Мировой рынок АБС оценивался примерно в 25–27 млрд долларов США в 2022 году и is projected to grow at a CAGR of 4–5% through 2028, driven by automotive lightweighting, consumer electronics demand, and 3D printing adoption (MarketsandMarkets, Grand View Research, 2023). Asia-Pacific dominates production, with China, South Korea, and Taiwan accounting for over 65% мировых мощностей ABS .

В число ведущих мировых производителей АБС входят:

  • INEOS Styrolution — крупнейший в мире производитель стирола с предприятиями ABS в Германии, Бельгии и США.
  • LG Chem — крупный производитель АБС-пластиков в Южной Корее, снабжающий OEM-производителей автомобилей и электроники по всему миру.
  • САБИК — поставляет специальные АБС и АБС-сплавы для автомобильной и медицинской промышленности.
  • Чи Мэй Корпорация (Тайвань) — один из крупнейших производителей АБС в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
  • Торей Индастриз — производит АБС и АБС/конструкционные нейлоновые пластиковые сплавы для высокопроизводительных применений.
  • Trinseo — Североамериканский и европейский производитель ABS, специализирующийся на электронике и медицине.

В сегменте конструкционного нейлонового пластика основными конкурентами ABS в пересекающихся областях применения являются BASF (Ultramid PA6 и PA66), DuPont (нейлон Zytel) и Lanxess (Durethan), каждая из которых предлагает стеклонаполненные марки, которые конкурируют с армированным ABS по термостойкости и жесткости.

Часто задаваемые вопросы о производстве АБС-пластика

Что означает ABS в пластике?

АБС означает Акрилонитрил-бутадиен-стирол . Каждое слово относится к одному из трех мономеров, из которых состоит полимер: акрилонитрилу (А), бутадиену (Б) и стиролу (S). Этот материал называется терполимером, потому что он включает в себя три отдельных химических строительных блока, а не один (гомополимер) или два (сополимер).

АБС – это термопласт или реактопласт?

АБС – это термопластик . Это означает, что он размягчается и течет при нагревании выше температуры стеклования (приблизительно 105°C) и повторно затвердевает при охлаждении, не подвергаясь каким-либо химическим изменениям. Такое поведение позволяет перерабатывать и перерабатывать АБС. В этом отличие от термореактивных материалов, таких как эпоксидные или фенольные смолы, которые постоянно сшиваются во время отверждения и не могут быть переплавлены.

В чем разница между эмульсионным АБС и объемным АБС?

Эмульсионный АБС изготавливается путем полимеризации трех мономеров в эмульсионной системе на водной основе, что позволяет очень точно контролировать размер частиц каучука и дает АБС с превосходной ударной вязкостью. Объемный (массовый) АБС растворяет каучук непосредственно в смеси мономеров без воды, что дает лучший цвет и более низкие уровни остаточного мономера но несколько меньшая ударная сила. Большую часть коммерческого АБС-пластика производят методом эмульсионной полимеризации, но для применения в медицине и при контакте с пищевыми продуктами предпочтительны сыпучие сорта.

Насколько АБС-пластик отличается от инженерного нейлонового пластика с точки зрения прочности?

АБС общего назначения имеет предел прочности при растяжении 38–50 МПа и модуль упругости при изгибе 2000–2800 МПа. Незаполненный инженерный нейлоновый пластик (PA66) имеет аналогичную прочность на разрыв (кондиционно 80 МПа), но на него существенно влияет влажность: она снижается до 50–60 МПа при уравновешивании при относительной влажности 50%. Стеклонаполненный нейлон (30% GF PA66) достигает прочности на разрыв 180–200 МПа и модуля упругости при изгибе 9 000–11 000 МПа, что значительно превышает стандартный ABS. Стеклонаполненный АБС достигает модуля упругости при растяжении всего 75–100 МПа и изгиба 5 000–7 000 МПа, что делает его более слабым, чем эквивалентный стеклонаполненный нейлон по структурной основе.

Почему АБС со временем желтеет?

ABS желтеет, потому что фаза бутадиенового каучука чувствительна к УФ-индуцированное окисление . Двойные связи в полибутадиеновых цепях реагируют с кислородом и УФ-светом с образованием хромофорных продуктов разложения (карбонильные и гидроксильные группы), которые поглощают видимый спектр, вызывая желтое или коричневое обесцвечивание. УФ-стабилизаторы (HALS — светостабилизаторы на основе затрудненных аминов — и поглотители УФ-излучения) добавляются в АБС-пластик для наружного применения, чтобы замедлить этот процесс. Огнестойкие и термостабилизированные марки АБС также более склонны к пожелтению из-за взаимодействия систем стабилизаторов с каучуковой фазой при температурах обработки.

Можно ли переработать АБС?

Да, АБС-пластик можно подвергнуть механической переработке. Постиндустриальный измельченный АБС-пластик обычно перерабатывается в операциях компаундирования с минимальными потерями свойств, если контролируется влажность и не наблюдается чрезмерной термической истории. Переработка использованного АБС-пластика является более сложной задачей из-за загрязнения, смешивания с другими пластиками и потери ударной прочности из-за разложения бутадиенового каучука во время эксплуатации. Химическая переработка АБС — расщепление его на составляющие мономеры — технически возможна посредством пиролиза, но остается дорогостоящей и по состоянию на 2024 год еще не получила широкого коммерциализации.

В чем разница между ABS и HIPS?

Ударопрочный полистирол (HIPS) производится по тому же механизму упрочнения резины, что и ABS — полибутадиеновый каучук, диспергированный в полистироловой матрице, — но без акрилонитрила. В результате HIPS имеет меньшую прочность на разрыв (25–35 МПа против 38–50 МПа у ABS), меньшую химическую стойкость и меньшую температуру термопрогиба, но существенно дешевле. HIPS используется там, где стоимость имеет первостепенное значение (одноразовая упаковка, дисплеи в торговых точках), тогда как ABS предпочтителен там, где важна производительность.

Какова роль привитого сополимера в АБС?

Привитой сополимер — цепи САН, химически связанные с поверхностью частиц полибутадиенового каучука, — действует как стабилизатор совместимости между каучуковой и матричной фазами . Без прививки частицы резины были бы просто несовместимы с матрицей SAN и под нагрузкой выдергивались бы, а не деформировались бы для поглощения энергии. Привитая оболочка из SAN физически связывает две фазы, обеспечивая эффективную передачу напряжения от матрицы к частицам резины во время удара, позволяя работать механизмам рассеивания энергии, кавитации и образованию трещин.

Как АБС используется в автомобильной промышленности?

ABS широко используется в салонах автомобилей: приборные панели, дверные обшивки, крышки стоек, корпуса внутренних зеркал и корпуса спинок сидений. Гальванический АБС-пластик используется для внешней отделки, включая окантовку решетки радиатора, дверные ручки и крышки зеркал. Огнестойкий АБС-пластик используется в корпусах электрических разъемов и крышках блоков предохранителей. Во многих из этих приложений ABS напрямую конкурирует с инженерный нейлоновый пластик (ПА6, ПА66), выбор зависит от требуемой термостойкости, химического воздействия и качества поверхности каждой детали.

Что произойдет, если АБС не высушить перед обработкой?

АБС поглощает влагу из атмосферы, обычно достигая 0,2–0,3% влаги при равновесии в условиях окружающей среды. При обработке без сушки влага испаряется в горячей бочке и создает пятна, серебряные полосы и пузыри на поверхности на формованной части. В тяжелых случаях гидролитическая деградация матрицы SAN может снизить молекулярную массу, необратимо снижая ударную вязкость и вязкость расплава. Стандартная практика заключается в сушке гранул АБС-пластика при температуре 80°C в течение 2–4 часов в осушающей сушилке до содержания влаги ниже 0,1% перед обработкой. Эти требования к сушке аналогичны, но менее требовательны, чем к инженерному нейлоновому пластику, который необходимо сушить более тщательно (4–8 часов при 80–90°C) из-за более высокого поглощения влаги.

Предыдущий：Нет предыдущей статьиСледующий：Как производится тефлон? Процесс ПТФЭ и новые нейлоновые материалы

Горячие продукты