Пластик abc что это

Что такое АБС пластик

Пластик АБС (ABS) – это продукт сополимеризации трех мономенов: акрилонитрила, бутадиена и стирола. Как и любой полимер, он состоит из макромолекул с чередующимися звеньями указанных мономеров. Химическую формулу АБС-пластика можно схематично представить в виде, представленном на рисунке 1.

Рис.1. Химическая структура АБС

С точки зрения химии, АБС пластик – это продукт сополимеризации указанных выше мономеров, обычно проходящей по привитой схеме в эмульсии. При этом полимерной матрицей является статсополимер стирола и акрилонитрила, а блоки бутадиена до 1 микрометра величиной распределены в матрице. Такая система предполагает возможность варьирования процентного соотношения мономерных звеньев в сополимере с возможностью таким образом изменять свойства последнего. Обычно в составе, материала, который в общем виде мы называем «АБС» количество акрилонитрила может быть от 15 до 35 процентов, бутадиена от 5 до 30, а стирола от 40 до 60 процентов.

Бутадиен, являющийся мономером для многих типов синтетических каучуков, придает АБС полимеру повышенную ударную прочность. При этом у него сохраняются высокие базовые физико-механические и тепловые характеристики, присущие стирольным пластикам. Это обуславливает очень высокую востребованность АБС.

Недостатком является то, что большинство марок рассматриваемого сополимера непрозрачны (существует прозрачная модификация — MABS). Производится АБС пластик обычно в гранулах, но встречается и порошкообразный материал. Наиболее известные торговые марки АБС полимера от разных производителей: Styrolux, Polylac, Starex, Terluran, Novodur.

Мировое производство пластика АБС оценивается примерно в 10 миллионов тонн полимера в год и постоянно растет. Средний ежегодный прирост его выпуска составляет 5-6 процентов. В 20 веке основным производителем АБС в мире были США, однако в последние годы вектор производства сменился в сторону Азии. Мировые лидеры по выпуску этого пластика – Тайвань, Япония и Южная Корея, которые производят около трех четвертей всего мирового АБС. В России его выпускают ОАО «Нижнекамскнефтехим» и ОАО «Пластик» (Узловая)

Характеристики ABS

Основными технологическими и химическими свойствами АБС-сополимера являются.

— Область температур переработки – от 200 до 260 градусов С.

— Влагопоглощение – от 0,2 до 0,4%.

— Плотность – около 1040 кг/куб. м.

— Технологическая усадка – от 0,4 до 0,7%.

— Хорошая химическая стойкость к сильным основаниям (щелочам), маслам и смазкам, солям и кислотам в растворах.

Главные физико-механические свойства АБС.

— Высокая твердость и ударная вязкость пластика.

— Хорошая термостойкость и устойчивость к низким и высоким (зависит от марки пластика) температурам.

— Очень высокая устойчивость к атмосферным и погодным явлениям.

— Невысокие электроизоляционные характеристики (хуже чем у полистирола).

— Низкая стойкость к ультрафиолету.

Важнейшие эксплуатационные свойства АБС сополимера.

— Стандартные марки АБС выдерживает кратковременно температуру до 100 градусов и длительно до 80 градусов С, теплостойкие марки – 130 (длительно – 100) градусов С.

— Изделия из АБС обладают глянцевой поверхностью.

— Вариативность механических характеристик а зависимости от мономерного состава АБС.

— Марки пластика подходят для нанесения покрытий гальваникой, металлизации под вакуумом.

— Хорошая способность к сварке.

Применение АБС пластика

ABS является одним из немногих материалов, которые неприхотливы в переработке. Изделия из этого пластика можно получать подавляющим большинством методов, принимая во внимание свойства каждой конкретной марки, главным образом текучесть (ПТР).

Литьем под давлением из ABS-пластика получают всевозможные изделия, в том числе из-за низкой усадки и хорошей размерной стабильности он хорошо подходит для точного литья. Типичные литьевые продукты, для получения которых применяется данный пластик:

— Автомобильная индустрия: интерьерные и экстерьерные компоненты из пластика, в том числе панели приборов, радиаторные решетки, колесные колпаки и т.д.

— Детали электроники и бытовой техники: корпуса телевизоров и прочих домашних приборов, телефонов, компьютеров и оргтехники, мониторов, металлизированные компоненты разнообразных устройств.

— Электротехнические изделия: корпуса электроинструмента, розетки и выключатели, конструкционные детали.

— Тара и упаковка: чемоданы, контейнеры, посуда, сосуды для жидкостей.

— Товары санитарно-технические: вентили, лейки, мойки, фитинги.

— Спортивный и прочий инвентарь.

С точки зрения экструзии пластмасс АБС главным образом перерабатывается в листы для их последующего применения в различных областях. Экструдированный листовой пластик применяют в дизайне, строительных материалах, рекламных конструкциях и т.п. Чаще всего полученные листы либо обрабатываются затем механически вручную или на различных станках (в том числе с последующей сваркой или склейкой), либо идут на серийную переработку методом пневмо- или вакуумформования (термоформования).

Рис.2. Нить для последующей 3D печати

В последние годы широкое распространение получила новая область применения АБС – 3D печать. Суть технологии заключается в том, что изначально из гранулированного пластика и мастербатча (концентрата красителя) получают калиброванную окрашенную нить в катушках. Затем нить используется для аддитивной трехмерной печати на специальных 3D-принтерах. Наряду с полилактидом (PLA) АБС, благодаря своим удачным свойствам, является одним из двух самых популярных пластиков для 3D печати.

Пластик АБС является хорошим материалом для получения модифицированных полимеров и композитов на его основе. Таким образом можно получить пластмассы с требуемыми свойствами. Например, для улучшения атмосферостойкости в состав АБС вводят насыщенные эластомеры. Прозрачности пластика добиваются при помощи добавления метилметакрилата. Альфаметилстирол в качестве аддитива расширяет рабочий диапазон вплоть до 130 градусов С. Известны композиции ABS с поливинилхлоридом (ПВХ), полибутилентерефталатом (ПБТ), полиамидами (ПА) и другими полимерными материалами. Однако чаще всего в технике и особенно в автопроме используют сплав АБС и поликарбоната (ПК-АБС), который имеет повышенную ударную прочность и стойкость к высокой температуре и химическим воздействиям.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Источник

АБС-пластик (акрилонитрил бутадиен стирол)

АБС-пластик (акрилонитрил бутадиен стирол)

АБС-пластик (акрилонитрил бутадиен стирол) – ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом (название пластика образовано из начальных букв наименований мономеров). Обозначения: ABS; сополимер акрилонитрила, стирола и бутадиена; АБС сополимер. Его химическая формула (C8H₈)_x·(C₄H₆)_y·(C₃H₃N)_z, а пропорции могут варьироваться в пределах 15 – 35% акрилонитрила, 5 – 30% бутадиена и 40 – 60% стирола. Ниже приведены химические формулы мономеров, из которых производится рассматриваемый пластик:

Гранулы АБС-пластика выглядят следующим образом:

Росту популярности и все более широкому распространению АБС-пластик обязан тому набору технических характеристик, которыми он обладает. Основными свойствами, влияющими на востребованность материала на рынке, являются:

Высокие показатели износостойкости и прочности в сочетании с эластичностью

Долговечность при условии эксплуатации без воздействия ультрафиолетовых лучей

Высокая сопротивляемость воздействию моющих средств и щелочных составов

Устойчивость к воздействию влаги, кислот, масел

В нормальных условиях материал не токсичен

В чистом виде имеет матовую поверхность желтоватого оттенка, но при помощи пигментных добавок может окрашиваться в любые цвета и становиться прозрачным

Легкость обработки различными методами (ручное шлифование, механическая полировка, химическое сглаживание и другое)

Высокая механическая прочность

С другой стороны, против такого количества значимых показателей выступает некоторое количество минусов материала:

Резкий, сильный запах плавящегося пластика

Сложность в использовании (для плавления необходима температура около 230°C)

Деформация по мере охлаждения (сжимание)

Расслаивание при неравномерном остывании изделия

Что касается химических свойств, то отмечается, что рассматриваемый материал растворяется в исключительном числе жидкостей: ацетон, бензол, анилин, эфир и анизол.

Далее рассмотрим основные химические происходящие в производственном цикле получения АБС-сополимера суспензионным методом.

Итак, полимеризация бутадиена-1,3 происходит с образованием латекса, в присутствии инициатора персульфата калия и эмульгатора (солей жирных кислот ряда С₁₀-С₁₆.)

Сополимеризация стирола и акрилонитрила протекает в суспензии в процесе прививанитя к полибутадиену в присутствии персульфата калия.

Далее осуществляется прививка сополимера стирола и акрилонитрила к полибутадиену. Готовый привитый сополимер акрилонитрилбутадиенстирола, химическая формула продукта реакции нарисована условно с упрощениями, для наглядности.

Процессы сополимеризации и полимеризации происходят в присутствии индикаторов: персульфатов и окислительно-восстановительных систем, в количестве от 0.1% до 0,5%. Эмульгаторов: солей жирных кислот и сульфокислот, от 1% до 3% при температуре 40-50ºС. В реакционную смесь добавляют регуляторы pH, регуляторы поверхностного натяжения, пеногасители (одноатомные спирты), регуляторы молекулярного веса (меркаптаны). Количество регуляторов зависит от заданных свойств полимера, условий полимеризации и колеблется от 0,1% до 0,5%.

Технологический процесс производства АБС сополимера эмульсионным методом состоит из трех этапов.

Первый этап включает в себя подготовку исходного сырья, полимеризацию бутадиена, отделение непрореагировавшего бутадиена. Во второй этап входит лишь процесс сополимеризации. В третий – высаживание сополимера из латекса, отжим и промывка сополимера, сушка сополимера.

Обратимся к схеме производства АБС-пластика:

1 – реактор полимеризации;

4 – отпарная колонна;

5 – промежуточная емкость;

6 – реактор полимеризации;

12 – сушилка с кипящим слоем.

В реактор полимеризации 1, представляющем собой автоклав, снабженный рубашкой, мешалкой и обратным холодильником 3, дозируется деминерализованная вода и при перемешивании добавляется эмульгатор, добавляется водный раствор инициатора и жидкий бутадиен. Производят нагрев реакционной смеси до 50ºС и выдерживают ее в течение 5-6 часов до 75%-го превращения.

В соответствии со второй стадией проводится сополимеризация акрилонитрила и прививание к полибутадиену, получение АБС-сополимера в виде суспензии:

Далее происходит осаждение суспензии сополимера, промывка и сушка.

Образовавшуюся тонкодисперсную суспензию сополимера подают в высадитель 9, в котором под действием коагулянтов (алюмокалиевых квасцов) при нагревании острым паром до температур 95ºС происходит разрушение латекса и выделение полимера, затем масса поступает на отжим в центрифугу 10, в которой одновременно производится промывка сополимера водой. Влажный сополимер высушивается потоком азота при 120ºС в сушилке 12 кипящим слоем до остаточной влажности не более 0,4%.

Также известен способ получения АБС-сополимеров, согласно которому стирол и акрилонитрил полимеризуют в присутствии предварительно полученного латекса каучука на основе полибутадиена с образованием привитого сополимера. Процесс прививки протекает в водно-эмульсионной среде в присутствии инициатора-персульфата калия и регулятора молекулярной массы трет-додецилмеркаптана (ТДДМ) при 50 ºС в атмосфере азота до 100%-ной конверсии. К концу процесса вводят антиоксидант фенольного типа для предотвращения окислительной деструкции при сушке. Латекс полученного привитого АБС-сополимера коагулируют добавлением водного раствора хлорида кальция (коагулянт), выделившийся привитой сополимер промывают водой и сушат.

Недостатками данного способа являются длительность процесса, связанная с проведением полимеризации при низких температурах (50 ºС) и доведением конверсии мономеров до 100% (известно, что именно при высокой конверсии, особенно выше 95%, процесс полимеризации стирола и акрилонитрила резко замедляется); неприятный запах полученного привитого АБС-сополимера при температурах переработки (> 180 ºС) или при повышенных температурах эксплуатации изготовленных из него изделий, что связано с использованием при полимеризации в качестве регулятора ММ ТДДМ. Остаточный ТДДМ, являющийся достаточно высокомолекулярным соединением, и его низкомолекулярные продукты присоединения после промывки и сушки остаются в полученном АБС-сополимере.

Известен также способ получения АБС-сополимеров сополимеризацией стирола и акрилонитрила в водно-эмульсионной среде в присутствии предварительно полученного латекса полибутадиенового каучука (полибутадиен или сополимер бутадиена со стиролом) под действием инициатора радикального типа в присутствии поверхностно-активных веществ и регулятора ММ-третичного бутилмеркаптана. Процесс сополимеризации проводят при 0-100 ºС, предпочтительно при 60 ºС, в отсутствии кислорода в течение 6,5 ч. Выход сополимера 80,3%. Полученный латекс привитого сополимера коагулируют разбавленным раствором Al₂(SO₄)₃ при 92 o C, промывают водой при комнатной температуре и сушат.

Использование в процессе в качестве регулятора молекулярной массы третичного бутилмеркаптана, который достаточно летуч (температура кипения 64,2 o C), позволяет сравнительно легко удалить его из латекса при вакуумной обработке. Поэтому полученный АБС-сополимер имеет слабый запах (4,6 балла по десятибалльной шкале).

Недостатком процесса является низкий выход сополимера (80,3%), что обусловлено необходимостью проведения процесса при достаточно низкой температуре ввиду применения низкокипящего регулятора молекулярной массы.

Естественно, в зависимости от способов производства и назначения АБС-пластиков существует большое количество их маркировок. Так, компанией ПАО «СИБУР холдинг» представлены следующие маркировки рассматриваемого материала:

Источник

ABS-пластик: характеристики, преимущества и параметры печати

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС, ABS) — один из наиболее популярных материалов для 3D-печати ввиду относительной дешевизны и удачного сочетания физико-механических и химических характеристик.

Тем не менее, АБС не лишен недостатков, наиболее значимый из которых — довольно высокая термоусадка, в большинстве случаев требующая использования не только адгезионных средств, но и закрытых термокамер с подогреваемыми платформами. В противном случае возможно преждевременное отделение печатаемого изделия от столика, а также деформации и растрескивание в процессе 3D-печати. При должной подготовке и использовании соответствующих материалов и оборудования эта проблема успешно решается.

Основные преимущества АБС

АБС демонстрирует хорошие прочностные характеристики, включая ударную стойкость, и отлично поддается механической обработке. Этот полимер также реагирует со многими растворителями, что можно рассматривать и как недостаток, и как преимущество. Например, АБС легко растворяется в ацетоне, что позволяет использовать последний для склеивания отдельных деталей (особенно хорошо работает так называемый «АБС-сок» — раствор АБС в ацетоне), а также сглаживания поверхностей с помощью кистей или паровых бань.

3D-печатная модель из АБС до и после сглаживания парами ацетона

АБС обладает достаточно высокой температурой тепловой деформации, однако длительная эксплуатация деталей без защитных покрытий на открытом воздухе не рекомендуется, так как материал весьма восприимчив к разрушительному действию ультрафиолетового излучения. Для этой цели лучше подходит близкий родственник АБС — акрилонитрилстиролакрилат (АСА, ASA), представленный в нашем ассортименте под названием REC Eternal.

Общие характеристики REC ABS:

Механические характеристики REC ABS:

Рекомендации по подготовке к 3D-печати

АБС не требует использования высокотемпературных экструдеров или износостойких сопел, но, как упоминалось выше, при работе с АБС необходимо соблюдать достаточно жесткий температурный режим во избежание проблем из-за преждевременной усадки.

Так как степень линейной усадки зависит от габаритов моделей, при 3D-печати небольших изделий длиной и/или шириной в несколько сантиметров зачастую можно обойтись подогревом стола и использованием адгезионного покрытия. Другими словами, такие изделия можно печатать на недорогих 3D-принтерах с открытыми рамами, например множественных клонах Prusa.

При 3D-печати более крупных деталей, измеряемых десятками сантиметров и выше, необходимо использовать как минимум закрытые камеры с подогреваемыми столиками, а оптимально — термокамеры с активной регулировкой фоновой температуры.

Типичные проблемы при 3D-печати АБС-пластиком, вызываемые усадкой: закручивание нижних слоев и растрескивание

Скорость укладки нити необходимо подбирать, опять-таки отталкиваясь от усадки. При использовании 3D-принтеров с открытой рабочей зоной 3D-печать желательно осуществлять без использования обдува, но для этого скорость укладки должна быть достаточно низкой для того, чтобы пластик успевал схватываться, затвердевать и выдерживать вес последующих слоев. При использовании термокамер, особенно активных, эта проблема нивелируется, так как фоновая температура помогает стабилизировать температуру пластика, что в свою очередь позволяет использовать обдув и наращивать скорость 3D-печати.

Слишком высокой скорости стоит избегать даже при использовании термокамер и обдува, так как хотэнд не будет справляться с плавлением филамента, что приведет к пропускам в укладке материала и образованию дыр в изделиях. Повышать производительность хотэнда через чрезмерное повышение температуры не рекомендуется, так как это может привести к образованию нагара, пробок и даже к пиролитическому разложению материала.

Для повышения адгезии с рабочей поверхностью можно использовать специальные покрытия и клеевые составы. Дополнительно можно печатать рафты или юбки — вспомогательные конструкции под моделью и вокруг нее, увеличивающие площадь соприкосновения.

Пример 3D-печати на рафте

Рекомендуемые настройки для 3D-печати материалом REC ABS:

Хранение

Так как АБС восприимчив к ультрафиолету, материал желательно хранить в темном месте или непрозрачных контейнерах. АБС не отличается высокой гигроскопичностью, но тем не менее рекомендуется хранить вскрытый пластик в плотно закрытых пластиковых пакетах или других контейнерах с добавлением силикагеля для защиты от влаги и пыли. При необходимости материал можно просушить перед 3D-печатью и установить поролоновый пылевой фильтр перед подачей нити в экструдер. Подробный гайд по хранению пластиков для 3D-печати доступен по этой ссылке, а по просушиванию пластиков — здесь.

Безопасность REC ABS

При 3D-печати АБС возможно выделение вредных летучих веществ в небольших объемах, не представляющих серьезной опасности. Тем не менее, рекомендуется печатать в хорошо проветриваемых помещениях и по возможности оборудовать рабочие станции вытяжкой.

Объемы выделений и предельно допустимые концентрации (ПДК):

Сертификаты безопасности публикуются в специальном разделе нашего сайта.

Испытания REC ABS

Наша компания последовательно проводит испытания выпускаемых материалов для 3D-печати. С отчетами об испытаниях REC ABS можно ознакомиться по ссылкам ниже:

*все испытания проводились на напечатанных образцах с толщиной слоя 0.2мм

Источник

ABS-пластик для 3D-печати

Высокая прочность ABS-пластика позволяет использование в производстве несущих элементов

ABS-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол, АБС) – ударопрочный термопластик, завоевавший высокую популярность в промышленности и в аддитивном производстве.

Отличные механические и физические свойства ABS-пластика обуславливают возможность применения этого материала для создания всевозможных объектов, имеющих практическую ценность. ABS-пластик широко применяется в автомобильной, медицинской и сувенирной промышленности, в производстве спортивного инвентаря, сантехники, банковских карт, мебели, игрушек и др.

Относительно невысокая стоимость ABS-пластика и сравнительная легкость использования в качестве расходного материала привели к высокой популярности ABS среди энтузиастов 3D-печати. ABS-пластик является одним из наиболее популярных материалов для печати методом послойного наплавления (FDM/FFF).

Безопасность ABS-пластика

ABS-пластик относительно безопасен и не предоставляет угрозы в нормальных условиях. Тем не менее, нагревание ABS приводит к выделению токсичных паров акрилонитрила, что означает необходимость элементарных предосторожностей при 3D-печати. Объем испарений, как правило, невелик ввиду относительно медленного расхода материала при FDM-печати. Для обеспечения полностью безопасных условий требуется лишь хорошая вентиляция помещения или вытяжка. Стоит также иметь в виду, что ABS-пластик вступает в реакцию с этанолом, что приводит к выделению стирола.

Не следует использовать готовые изделия из ABS для хранения горячей пищи и напитков, либо алкоголя при любой температуре.

Технические характеристики ABS-пластика

Стоить иметь в виду, что фактические параметры ABS-пластика для 3D-печати будут зависеть от спецификаций производителя. Во многих случаях ABS смешивается с другими термопластиками (например, полистиролом), что приводит к изменению температуры экструзии, устойчивости к определенным растворителям и пр.

Преимущества и недостатки ABS-пластика

Основным недостатком ABS-пластика можно считать относительно низкую устойчивость к прямому воздействию солнечного света. Кроме того, потенциальная токсичность материала несколько ограничивает применение в производстве игрушек, пищевой тары и медицинских инструментов.

Широкий выбор цветов наглядно демонстрируется кирпичиками Lego, производимыми из ABS-пластика

В то же время, ABS-пластик имеет целый ряд положительных качеств:

Использование в 3D-печати

Результат обработки модели из ABS-пластика парами ацетона

Печать ABS-пластиком сопряжена с определенными технологическими трудностями ввиду достаточно высокой склонности к усадке, то есть к потере объема при охлаждении. Как следствие, возможно образование деформаций и расслоение моделей. Этот момент учитывается производителями, оптимизирующими 3D-принтеры для печати ABS за счет установки подогреваемых рабочих платформ и обеспечения той или иной степени климатического контроля в рабочей камере. Некоторые методы борьбы с деформациями описаны в разделе «Как избежать деформации моделей при 3D-печати».

Помимо возможности механической обработки, ABS легко растворяется в ацетоне и в некоторых других растворителях, что позволяет производить достаточно крупногабаритные модели из составных частей путем склеивания. Кроме того, обработка готовых моделей парами ацетона позволяет сглаживать внешние поверхности и достигать полной герметичности. Подробнее об обработке ацетоном можно узнать в разделе «Обработка распечатанных 3D-моделей».

Источник