Akrylnitril-butadien-styren-kopolymer

Strukturell formel
Typisk snitt fra ABS-graftkopolymer
Generell
Etternavn	Akrylnitrilbutadienstyren
andre navn	Poly (akrylnitril- ko- butadien- ko- styren) SEKSJON
CAS-nummer	9003-56-9
Monomerer / delstrukturer	Akrylnitril, butadien og styren
Type polymer	Kopolymer
eiendommer
Fysisk tilstand	fast
hardhet	70-80 Shore D hardhet
løselighet	nesten uoppløselig i vann, etanol , mineraloljer løselig i aceton , metyletylketon , diklormetan
sikkerhetsinstruksjoner
GHS faremerking Fare H- og P-setninger H: 302-315-319-335 P: 261-305 + 351 + 338
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser .

Akrylnitril-butadien-styren- kopolymerer ( forkortelse ABS ) er termoplastiske terpolymerer der en polybutadienbasert hovedkjede kovalent sidekjeder av styren-akrylnitril-kopolymer (SAN) er koblet sammen. Siden de to komponentene ikke er oppløselige i hverandre, oppstår en mikrofaseseparasjon som øker materialets støtstyrke på grunn av de innebygde, myke polybutadienpartiklene i den kontinuerlige, sprø SAN-hovedfasen.

Andelene av de anvendte monomerer varierer i området 5-30% butadien, så vel som 15-35% akrylnitril og 40-60% styren.

ABS plast

ISO-standarden ISO 472: 2013 (de) beskriver akrylnitril-butadien-styrenplast som en plast laget av terpolymerer og / eller blandinger av polymerer og kopolymerer laget av akrylnitril, butadien og styren.

Som ingeniørplastikk består ABS veldig ofte av en blanding av terpolymeren og den rene harde komponenten SAN, da dette reduserer den gjennomsnittlige molekylvekten betydelig og dermed forbedrer bearbeidbarheten med samme harde / myke faseprosent og den samme molekylvekten til PB myk fase. Materialet består da av en PB-kjerne og det oppløste transplantatskallet og SAN-matrisen.

Varianter der nitrilgummi (poly (butadien-stat-akrylnitril)) eller SBR (poly (styren-co-butadien)) brukes i stedet for en ren PB hovedkjede er også kjent. Den (delvise) bruken av metylstyren i stedet for styren øker temperaturmotstanden til materialet (høyere glassovergangspunkt i (M) SAN-fasen), det samme gjør kopolymerisasjonen av styren med maleinsyreanhydrid. Transparente varianter oppnås når brytningsindeksen for den harde fasen blir tilpasset den for den myke PB-fasen ved kopolymerisering med metylmetakrylat. For bedre miljøstabilitet kan den UV- og ozonsensitive PB erstattes av EPDM .

Produksjon

ABS produseres i industriell skala ved podekopolymerisering . Når det gjelder ABS produsert ved graftkopolymerisering, skilles det mellom emulsjonen og masseprosessen:

Emulsjonsprosess

Polybutadien fremstilles ved emulsjonspolymerisasjon og podes med de andre monomerene. Produktet tørkes og blandes i varmen med poly (styren-ko-akrylnitril). Siden høye molekylvekter typisk er tilstede i emulsjonspolymerisasjon, er de myke fasene av polymeren som dannes i denne prosessen spesielt store.

Masseprosedyre

Også her er det allerede polybutadien, som er oppløst i en reaksjonsoppløsning med akrylnitril- og styrenmonomerer. Denne reaksjonsløsningen polymeriseres deretter til podekopolymeren på en "pode-fra" -måte. Det er en massepolymerisasjon . Imidlertid er produktet av denne polymeriseringen ikke en "ren" podekopolymer, men det dannes en blandingspolymer . Dette er fordi polybutadien ikke oppløses i poly (styren-ko-akrylnitril) som dannes under polymeriseringen, men bare i monomerblandingen. Resterende polybutadien utfelles derfor ikke, men lagres i produktet av polymeriseringen. Man snakker om en myk fase (polybutadien), som er innebygd i en styren-akrylnitrilmatrise.

eiendommer

I sin råform er ABS et fargeløst til grått fast stoff. Den kan limes med metyletylketon (MEK) og diklormetan (metylenklorid).

Ytterligere egenskaper er:

• Bruddforlengelse (DIN 53455): 15 til 30%
• lineær ekspansjonskoeffisient: 60–110 K ⁻¹ · 10 ⁻⁶
• spesifikasjon Varmekapasitet: 1,3 kJ kg ⁻¹ K ⁻¹
• Kontinuerlig brukstemperatur: maks. 85 til 100 ° C
• elektrisk nedbrytningsstyrke opptil 120 kV · mm ^-1
• Motstand mot oljer og fett
• temperaturbestandig
• Motstand mot værforhold og aldring

bruk

Legoklosser

Halvautomatisk espressomaskin med ABS som overmateriale

Husholdnings- og forbrukerprodukter dominerer den globale etterspørselen etter akrylnitrilbutadienstyren. Vel 50% av ABS-produksjonen i Vest-Europa brukes av bil- og elektroindustrien . ABS er godt egnet for belegg med metaller ( galvanisering ) og polymerer . Dette gjør det for eksempel mulig å oppnå en forkromet overflate på en plastdel. Eksempler på bruk av ABS termo deler laget av ark og folier, bildeler og elektroniske deler, motorsykkelhjelmer, leker (for eksempel Lego byggeblokker eller Play tall), hus for elektriske apparater og maskiner, som kantbånd ( kant band ) i møbelindustri og forbruksvarer Økte krav til slagfasthet , musikkinstrumenter (for eksempel klarinett- og saksofonmunnstykker, ukulele- kropper eller kanting av gitarer) og sideveggene til ski og snowboard laget i sandwichkonstruksjon . ABS brukes også som et glødetråd for 3D-utskriftsprosessen Fused Deposition Modelling og er spesielt egnet for produksjon av prototyper på grunn av sin høye stabilitet og ulike etterbehandlingsalternativer (sliping, maling, liming, fyllstoff). Spesielle former for ABS-filamenter er ABS-ESD (elektrostatisk utladning) og ABS-FR (brannbestandig), som spesielt brukes til produksjon av elektrostatisk følsomme komponenter og brannsikre ferdige deler.

behandling

Standard ABS mykner med 95–110 ° C (se Vicat mykningstemperatur ). Typiske prosesseringstemperaturer i sprøytestøpeprosessen eller generelt ved ekstrudering er i området 220-250 ° C (høy temperatur ABS blander enda høyere). Som en spesiell form for sistnevnte metode er ABS også et vanlig materiale for 3D-skrivere .

Etter forbehandling er den ideell for galvanisering , maling og utskrift. Varm gass, varmeelement, rotasjonsfriksjonssveising samt ultralyd- og høyfrekvent sveising er mulig.

gjenvinning

Resirkuleringskode for akrylnitrilbutadienstyren (O for andre = andre)

Hvis det er skilt riktig, kan ABS smeltes ned igjen og brukes uten problemer. Mekaniske prosesser er tilgjengelige for sortering, som kan skille den fra vanlige avfallsblandinger til en renhetsgrad på over 99%.

Normer

• DIN EN ISO 2580-1 Plast - Akrylnitril-butadien-styren (ABS) støpeforbindelser - Del 1: Betegnelsessystem og spesifikasjonsgrunnlag (ISO 2580-1: 2002). Tysk versjon EN ISO 2580-1: 2002.
• DIN EN ISO 2580-2 Plast - Akrylnitril-butadien-styren (ABS) støpeforbindelser - Del 2: Produksjon av testprøver og bestemmelse av egenskaper (ISO 2580-2: 2003). Tysk versjon EN ISO 2580-2: 2003.

Handelsnavn

Lignende plast

• Akrylester-styren-akrylnitril (ASA)

hovne opp

1. ↑ Wolfgang Kaiser: Kunststoffchemie für Ingenieure: fra syntese til applikasjon , 3. utgave, Hanser-Verlag, München 2011, s. 311, ISBN 978-3-446-43049-5 .
2. Hard Strandhardhet på polymerservice-merseburg.de
3. ↑ ^{a b} ABS -datablad ( Memento fra 27. februar 2012 i Internettarkivet ) på unicgroup.com (PDF; 157 kB), åpnet 11. juni 2013.
4. ↑ ^{a b} Dataark Poly (akrylnitril-ko-butadien-ko-styren), akrylnitril ~ 40 vekt%, Pulver fra Sigma-Aldrich , tilgjengelig 27. desember 2012 ( PDF ).
5. ↑ ISO-standard ISO 472: 2013 (de)
6. ↑ ^{a b} Andreas Chrisochoou og Daniel Dufour, Styrenic copolymer , Rapra Review Reports Vol. 13, 11 , ISBN 1-85957-363-0 [1]
7. ^ Karlheinz Biederbick: Kunststoffe, 4. utgave, Vogel-Verlag, Würzburg, 1977, s. 87, ISBN 3-8023-0010-6 .
8. ↑ Sebastian Koltzenburg, Michael Maskos, Oskar Nuyken: Polymerer: Syntese, egenskaper og applikasjoner . 1. utgave. Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-34772-6 , s. 416 . 
9. ↑ Sebastian Koltzenburg, Michael Maskos, Oskar Nuyken: Polymerer: Syntese, egenskaper og applikasjoner . 1. utgave. Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-34772-6 , s. 415 . 
10. ↑ ^{a b} Christian Bonten: Plastics Technology Introduction and Basics , Hanser Verlag, 2014.
11. ↑ Markedsstudie for teknisk plast, Ceresana, sep. 2013 .
12. ↑ Jochen Bettzieche: Playmobil uten petroleum. I: nzz.ch. 17. juli 2012, åpnet 14. januar 2019 . 
13. ↑ 3D-utskrift: aktuelle applikasjonseksempler. 15. februar 2016, åpnet 30. april 2019 . 
14. ^ Argonne National Laboratory: Prosess for gjenvinning av brukbar plast fra blandet plastavfall ( Memento 15. mars 2012 i Internet Archive ).