Jak se vyrábí akrylonitrilbutadienstyren: Kompletní výrobní proces
Akrylonitrilbutadienstyren (ABS) se vyrábí procesem tzv emulzní nebo kontinuální hmotovou polymerací , ve kterém jsou tři monomery – akrylonitril, butadien a styren – chemicky spojeny do tuhého termoplastu odolného proti nárazu. Výsledkem je jeden z nejrozšířenějších technických plastů na světě, který se nachází ve všem, od přístrojových desek aut po kostky LEGO. Jeho nejbližším strukturálním konkurentem v mnoha průmyslových aplikacích je technický nylonový plast , zejména nylon 6 a nylon 6/6, i když se oba výrazně liší v tom, jak jsou vyrobeny a jak fungují.
Abychom pochopili, jak se ABS vyrábí, pomůže nám vědět, čím přispívá každý z jeho tří monomerů: akrylonitril poskytuje chemickou a tepelnou odolnost; butadien dodává houževnatost a houževnatost při nízkých teplotách; a styren dodává materiálu tuhost, povrchovou úpravu a snadnost zpracování. Relativní podíly těchto tří složek — obvykle kolem 20–30 % akrylonitrilu, 5–30 % butadienu a 40–60 % styrenu — lze upravit tak, aby byly vlastnosti finálního plastu přizpůsobeny specifickým požadavkům konečného použití.
Tento článek popisuje chemii a inženýrství krok za krokem za výrobou ABS, jak se liší od jiných technických plastů včetně nylonu a jaké faktory ovlivňují kvalitu a výkon finálního materiálu.
Tři syrové monomery a odkud pocházejí
Výroba ABS začíná na úrovni monomerů. Každá ze tří surovin pochází z petrochemických surovin a vyžaduje svůj vlastní vyhrazený dodavatelský řetězec, než vstoupí do polymeračního reaktoru ABS.
akrylonitril (AN)
Akrylonitril se vyrábí především prostřednictvím Sohio (SOHIO ammoxidace) proces , ve kterém propylen reaguje s amoniakem a kyslíkem nad katalyzátorem při teplotách 400–510 °C. Globální kapacita výroby akrylonitrilu překročena 7 milionů metrických tun ročně podle nedávných průmyslových zpráv (IHS Markit, 2023). V ABS je obsah akrylonitrilu přímo zodpovědný za chemickou odolnost vůči olejům, tukům a zředěným kyselinám a také zvyšuje teplotu tepelného průhybu hotového dílu.
butadien (BD)
Butadien je vedlejší produkt parního krakování nafty nebo etanu používaného k výrobě ethylenu. Získává se a čistí z frakce C4 z výstupu kraku. Dvojné vazby butadienu jej činí vysoce reaktivním při radikálové polymeraci a fáze polybutadienové pryže (PBR), kterou tvoří v ABS, dodává materiálu charakteristickou houževnatost a odolnost proti nárazu – dokonce i při nízkých teplotách -40 °C . Tento výkon při nízkých teplotách je jednou z oblastí, kde ABS překonává mnoho druhů technických nylonových plastů, které mohou v chladném prostředí zkřehnout, pokud nejsou speciálně upraveny.
styren (SM)
Styren se vyrábí dehydrogenací ethylbenzenu, který se sám vyrábí z benzenu a ethylenu. Globální kapacita styrenu je přibližně 35–38 milionů metrických tun ročně (ICIS, 2023), což z něj činí jeden z nejrozšířenějších petrochemických meziproduktů na světě. V ABS je hmotnostně dominantním monomerem styren, který je zodpovědný za tuhost materiálu, lesk a vynikající zpracovatelnost při vstřikování a vytlačování.
Dvě primární výrobní metody pro ABS
Existují dva hlavní průmyslové způsoby výroby ABS: emulzní polymerace a kontinuální hmotnostní (objemová) polymerace . Třetí, méně běžnou metodou je suspenzní polymerace. Každá metoda produkuje ABS s poněkud odlišnými morfologickými charakteristikami a obě zůstávají v komerčním využití dodnes.
Emulzní polymerace (nejběžnější)
Emulzní polymerace je nejrozšířenějším průmyslovým procesem pro výrobu ABS a představuje většinu celosvětové produkce. Provádí se ve dvou fázích:
- Fáze 1 – Syntéza polybutadienu latexu: Butadienový monomer je emulgován ve vodě s povrchově aktivní látkou a polymerován pomocí iniciátoru volných radikálů (obvykle persulfáty nebo redox systémy) při 50–80 °C za vzniku částic latexu polybutadienové pryže. Velikost částic je pečlivě kontrolována, typicky v rozmezí 100–400 nanometrů , protože to přímo ovlivňuje rázové vlastnosti finálního ABS. Menší částice poskytují vyšší lesk, ale nižší rázovou pevnost; větší částice produkují vyšší houževnatost.
- Fáze 2 – Roubovaná kopolymerace: Polybutadienový latex je smíchán s monomery akrylonitrilu a styrenu spolu s dalším iniciátorem a emulgátorem. Monomery styrenu a akrylonitrilu polymerují na povrchu částic kaučuku prostřednictvím roubování volných radikálů a také tvoří volné řetězce kopolymeru SAN (styren-akrylonitril) v roztoku. Výsledkem je složitá dvoufázová struktura: pryžové částice potažené roubovaným SAN, rozptýlené v kontinuální matrici SAN.
- Fáze 3 – Koagulace a sušení: Latex se destabilizuje přidáním koagulantů (kyselin nebo solí), které způsobí flokulaci částic. Vlhký koláč se pak promyje, odvodní a suší za vzniku ABS prášku nebo drti, které se později smíchají a peletizují.
Klíčovou výhodou emulzní polymerace je přesná kontrola velikosti částic kaučuku a hustoty roubu, což výrobcům umožňuje jemně vyladit rázovou houževnatost a vzhled povrchu. Tento proces je však náročný na vodu a generuje odpadní vodu, která musí být čištěna.
Kontinuální hmotnostní (hromadná) polymerace
Kontinuální hmotnostní polymerace – také známá jako hromadný proces nebo proces v roztoku — rozpouští polybutadienový kaučuk přímo ve směsi monomerů styrenu a akrylonitrilu, bez vody. Rozpuštěný kaučuk prochází fázovou inverzí, jak postupuje polymerace: to, co začíná jako kaučuk v roztoku monomeru, se s rostoucí konverzí přeměňuje na diskrétní částice kaučuku rozptýlené v pevné matrici SAN. Tento proces používá několik významných výrobců včetně INEOS Styrolution a Trinseo a vyrábí ABS s nižší hladiny zbytkového monomeru a better color consistency than emulsion-produced grades, making it well suited for medical and food-contact applications.
Ve srovnání s emulzní polymerací nevytváří hromadný proces žádnou odpadní vodu, ale je obtížnější kontrolovat morfologii pryžových částic a typicky produkuje ABS s mírně nižší rázovou houževnatostí. Mnoho výrobců míchá emulze-ABS a bulk-SAN, aby dosáhli kombinace nárazového výkonu a vizuální čistoty.
Mikrostruktura, díky které ABS funguje
To, co odlišuje ABS od jednodušších plastů, jako je polystyren nebo univerzální nylon, je jeho dvoufázová morfologie : tuhá skelná matrice kopolymeru styrenu a akrylonitrilu (SAN) s kaučukovými částicemi rozptýlenými v celém rozsahu. Když se náraz nebo prasklina pokusí rozšířit materiálem, narazí na částice pryže, které fungují jako absorbéry energie. Částice pryže kavitují (vytvářejí drobné vnitřní dutiny) a způsobují plastickou deformaci – mechanismus zvaný zpevnění pryže — který rozptyluje energii lomu a zabraňuje křehkému selhání.
Tento mechanismus zpevnění pryže je dobře znám a byl rozsáhle studován. Podle Bucknalla (1977) a později potvrzeného četnými studiemi TEM závisí účinnost zpevnění pryže v ABS na:
- Velikost částic pryže (optimální rozsah: 0,1–1,0 µm)
- Stupeň roubování mezi pryží a matricí SAN
- Obsah kaučuku (typicky 15–25 % hmotnosti konečného ABS)
- Hustota zesítění v kaučukové fázi
- Kompatibilita mezi roubovanou pryží a matricí SAN
Toto mikrostrukturální inženýrství je jedním z důvodů, proč má ABS vyšší cenu než komoditní plasty a vyžaduje podstatně sofistikovanější výrobní know-how než jednoduché kondenzační polymery, jako jsou např. technický nylonový plast .
Slučování, peletizace a integrace aditiv
Surový ABS prášek nebo drť z polymeračního reaktoru ještě není hotový výrobek. Musí to projít a krok skládání , ve kterém se v tavenině mísí s řadou přísad pro dosažení požadovaných finálních vlastností. To se typicky provádí na dvoušnekovém extruderu pracujícím při teplotách taveniny 100,- 200–240 °C .
| Typ aditiva | Typické zatížení (%) | Funkce v ABS |
|---|---|---|
| Tepelné stabilizátory | 0,1–0,5 | Zabraňte degradaci butadienového kaučuku při teplotách zpracování |
| Antioxidanty | 0,1–0,3 | Chraňte před oxidací během zpracování a servisu |
| UV stabilizátory | 0,2–1,0 | Snižuje žloutnutí a křídování povrchu při venkovních aplikacích |
| Zpomalovače hoření | 10–20 | Dosáhněte hodnocení UL 94 V-0 nebo V-2 pro pouzdra elektroniky |
| Mazadla | 0,5–2,0 | Zlepšete uvolňování formy a snižte viskozitu taveniny |
| Barviva / pigmenty | 0,1–3,0 | Poskytněte barvu bez nutnosti malování |
| Výztuha ze skelných vláken | 10–30 | Zvyšte tuhost a teplotu průhybu tepla |
| Modifikátory dopadu | 2–10 | Dále zesílit dopad při nízkých teplotách pro náročné aplikace |
Po smíchání se roztavená směs vytlačuje přes matrici, ochladí se ve vodní lázni a nařeže se na jednotné pelety. Tyto pelety – obvykle o průměru 2–4 mm – kupují zpracovatelé (vstřikovací lisy, extrudéry a vyfukovací lisy), aby vyrobili své díly. Peletizační krok také zajišťuje homogenní směs: jakákoli nerovnoměrná distribuce pryžových částic nebo přísad z reaktoru je korigována během vysokosmykového míchání ve dvoušnekovém extrudéru.
ABS vs. Technický nylonový plast: Výrobní a majetkové rozdíly
ABS a technický nylonový plast (především nylon 6, nylon 6/6 a nylon 12) jsou oba důležitými členy rodiny technických termoplastů, ale jsou vyrobeny zcela odlišnou chemií a nabízejí odlišné výkonnostní profily. Pochopení těchto rozdílů je zásadní pro výběr materiálu v designu produktu.
ABS
- Vyrobeno adiční polymerací s volnými radikály (emulzní nebo objemové)
- Žádné vedlejší produkty kondenzace – žádná voda se neuvolňuje během polymerace
- Amorfní struktura — žádný ostrý bod tání, široké okno zpracování
- Nízká absorpce vlhkosti (<0,5 % ASTM D570) — rozměrově stabilní ve vlhkém prostředí
- Teplota tepelné deformace (HDT): 80–100 °C (nenaplněná), až 120 °C (tepelně stabilizované druhy)
- Vynikající povrchová úprava, snadné natírání, plátování nebo lepení
- Omezená chemická odolnost vůči ketonům, esterům a chlorovaným rozpouštědlům
Engineering Nylon Plastic
- Vyrobeno kondenzační (krokovou) polymerací – voda se uvolňuje jako vedlejší produkt
- Semikrystalická struktura — ostrý bod tání (220–265 °C pro PA66)
- Vyšší teplota trvalého použití: 120–150 °C (neplněný PA66)
- Vysoká absorpce vlhkosti (1–9 % v závislosti na jakosti) — ovlivňuje rozměrovou stálost
- Vynikající chemická odolnost vůči uhlovodíkům, palivům a mazacím olejům
- Vynikající odolnost proti únavě a odolnost proti opotřebení – preferované pro ozubená kola a ložiska
- Před zpracováním vyžaduje sušení (typicky 4–8 hodin při 80 °C)
V praxi má ABS tendenci dominovat ve spotřební elektronice, interiérech automobilů, krytech spotřebičů a hračkách, kde je prioritou kvalita povrchu, rozměrová stabilita a snadnost sekundárních operací (lakování, pokovování). Technický nylonový plast , zejména PA66 a PA6 plněné sklem, dominuje v automobilových součástech pod kapotou, krytech elektrického nářadí a průmyslových převodovkách – aplikacích, které vyžadují vyšší tepelnou odolnost a lepší odolnost vůči působení paliva a oleje.
Existuje také velká kategorie ABS/nylonové slitiny (ABS PA směsi), ve kterých jsou dva polymery smíchány společně s kompatibilizátory, aby se dosáhlo rovnováhy houževnatosti, chemické odolnosti a povrchové úpravy, kterou nelze dosáhnout samotným žádným materiálem. Tyto slitiny se používají na vnější ozdobné díly automobilů a rukojeti elektrického nářadí.
Speciální třídy ABS a jak se liší jejich výroba
Výše popsané standardní ABS je pouze výchozím bodem. Výrobci nabízejí desítky speciálních jakostí, z nichž každá vyžaduje úpravy polymeračního procesu nebo složení:
High-heat ABS
Dosaženo nahrazením určitého množství styrenu komonomery alfa-methylstyrenu (AMS) nebo N-fenylmaleimidu (NPMI). Tyto pevné kruhové nebo objemné monomery zvyšují teplotu skelného přechodu matrice SAN z přibližně 105 °C na 120–130 °C , rozšiřující použitelnost v aplikacích automobilového interiéru. Vysokoteplotní ABS se stále více umisťuje jako přímá alternativa k některým technickým typům nylonových plastů v aplikacích, kde je potřeba rozměrová stabilita při zvýšené teplotě, ale musí být minimalizována absorpce vlhkosti.
ABS zpomalující hoření
Vyrábí se smícháním standardního ABS se zpomalovači hoření na bázi brómu nebo fosforu a synergenty oxidu antimonitého. Musí se splnit třídy ABS zpomalující hoření UL 94 V-0 při tloušťce stěny 1,5 mm, která je povinná pro většinu skříní elektroniky. Přidání retardérů hoření obvykle snižuje rázovou houževnatost o 15–25 %, takže obsah kaučuku a velikost částic ve složeních FR-ABS se často upravují směrem nahoru, aby se to kompenzovalo.
Galvanické pokovování ABS
Navrženo pro galvanické pokovování chrómem a vyžaduje velmi specifickou kontrolu morfologie pryžových částic. Fáze butadienového kaučuku je selektivně odleptána kyselinou chromovou během předúpravy, čímž se vytvoří mikrodrsný povrch, který ukotví kovovou vrstvu. Obvykle má ABS stupeň galvanického pokovování vyšší obsah butadienu (20–25 %) a 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.
Transparentní ABS (MABS)
Konvenční ABS je neprůhledné, protože pryžová fáze má jiný index lomu než matrice SAN, rozptyluje světlo. Transparentní druhy – někdy nazývané MABS nebo ABS-T – nahrazují butadienový kaučuk methylmethakrylát-butadienstyrenovým (MBS) kaučukem, jehož index lomu odpovídá matrici SAN. Výsledkem je materiál s propustnost světla 85-90% který má stále dobrou odolnost proti nárazu, používá se v kosmetických obalech, světelných difuzérech a lékařských zařízeních.
ABS pro 3D tisk (třída FDM)
ABS byl jedním z prvních materiálů používaných při 3D tisku modelováním tavené depozice (FDM) a zůstává široce používán navzdory konkurenci PLA a PETG. ABS třídy FDM se vyrábí ze stejného základního polymeru, ale musí splňovat přísné specifikace pro index toku taveniny ( typicky 5–20 g/10 min při 220 °C/10 kg ), obsah vlhkosti (<0,1 %) a rovnoměrnost pelet před vytlačením do filamentu o průměrech 1,75 mm nebo 2,85 mm s tolerancí ±0,02 mm.
Kontrola kvality během výroby ABS
Výroba ABS podléhá přísné kontrole kvality v každé fázi, od čistoty surového monomeru až po konečné testování pelet. Při průmyslové výrobě ABS jsou sledovány klíčové kvalitativní parametry:
| Majetek | Testovací metoda | Typický rozsah pro univerzální ABS |
|---|---|---|
| Index toku taveniny (MFI) | ISO 1133 / ASTM D1238 | 5–30 g/10 min (220 °C, 10 kg) |
| Rázová síla Izod (vrub) | ISO 180 / ASTM D256 | 150–400 J/m |
| Pevnost v tahu při přetržení | ISO 527 / ASTM D638 | 38–50 MPa |
| Ohybový modul | ISO 178 / ASTM D790 | 2 000–2 800 MPa |
| Teplota odklonu tepla (HDT) | ISO 75 / ASTM D648 | 80–100 °C při 1,82 MPa |
| Obsah vlhkosti | Karl Fischer / Ztráta sušením | <0,2 % (pro zpracování) |
| Obsah zbytkového monomeru | GC headspace analýza | <100 ppm celkových VOC (třídy pro styk s potravinami) |
| Barva (index žlutosti) | ASTM E313 | <10 (třídy přírodní bílé) |
Velikost a distribuce pryžových částic jsou charakterizovány transmisní elektronovou mikroskopií (TEM) nebo dynamickým rozptylem světla (DLS) v latexové fázi. Stupeň roubování — frakce SAN chemicky vázaného na částice kaučuku — se měří extrakcí rozpouštědlem a je kritickým parametrem pro zajištění dobré kompatibility mezi kaučukovou a matricovou fází. Účinnost roubování pod asi 20–30 % obvykle vede k horšímu nárazovému výkonu v důsledku špatné adheze pryže k matrici.
Ohledy na životní prostředí při výrobě ABS
Výroba ABS má několik ekologických problémů, na jejichž řešení se průmysl snaží:
- Toxicita akrylonitrilu: Akrylonitril je klasifikován jako pravděpodobný lidský karcinogen (skupina 2A, IARC) a vyžaduje přísné kontroly emisí v závodech na polymeraci ABS. Limity expozice na pracovišti jsou obvykle stanoveny na 1–2 ppm TWA ve většině jurisdikcí.
- Odpadní voda z emulzního procesu: Emulzní cesta generuje značné objemy koagulační odpadní vody obsahující povrchově aktivní látky, koagulační činidla a stopové monomery, které vyžadují biologické čištění před vypuštěním.
- Recyklovatelnost: ABS je technicky recyklovatelné (identifikační kód pryskyřice #7 nebo někdy #9 ve specifických systémech), ale toky smíšeného plastového odpadu ztěžují sběr a třídění. Postindustriální ABS přebroušení se běžně znovu používá při kompaundování, ale míra recyklace ABS po spotřebiteli zůstává celosvětově nízká.
- Vývoj ABS na biologické bázi: Probíhají výzkumné programy na výrobu akrylonitrilu na biologické bázi z propanu nebo kyseliny 3-hydroxypropionové (bio-3-HPA), které by snížily závislost ABS na propylenu získaném z fosilních paliv. Několik společností včetně Asahi Kasei a INEOS oznámilo pilotní programy bio-AN od roku 2023.
- Srovnání s technickým nylonovým plastem: Z pohledu uhlíkové stopy, technický nylonový plast (PA6, PA66) a ABS mají podobnou uhlíkovou stopu od kolébky po bránu – zhruba 5–7 kg CO2e na kg polymeru – i když přesná čísla se výrazně liší podle zdroje energie a účinnosti výroby. Přesnější hodnoty lze nalézt v databázích LCA, jako je ecoinvent 3.9 (2023).
Jak se ABS zpracovává po výrobě
Jakmile ABS pelety opustí kompaundační linku, jsou zpracovány navazujícími konvertory na hotové díly. Tři dominantní metody zpracování jsou vstřikování, vytlačování a tvarování za tepla, z nichž každá využívá vynikající chování ABS při zpracování taveniny.
Vstřikování
Vstřikování tvoří většinu spotřeby ABS. ABS se před zpracováním suší na <0,1 % vlhkosti (obvykle 2–4 hodiny při 80 °C), poté se roztaví v sudu při 200–240 °C a 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 % , výrazně nižší než technický nylonový plast (0,8–2,0 %), což zjednodušuje konstrukci formy a poskytuje lepší rozměrovou přesnost.
Vytlačování
ABS plech a profil jsou vyráběny jednošnekovým nebo dvoušnekovým vytlačováním. Tloušťky plechu se pohybují od 0,5 mm do 10 mm a jsou široce používány v aplikacích tepelného tvarování, včetně vnitřních vložek chladniček, krytů zavazadel a krytů lékařských zařízení. Vytlačování trubek ABS se používá v sanitárních systémech odtokových odpadních vod (DWV) v Severní Americe, kde trubky ABS konkurují trubkám z PVC na základě flexibility instalace při nižších teplotách.
Tvarování za tepla
ABS deska je snadno tvarovatelná za tepla při teplotách 150–175 °C , hluboko pod zpracovatelským oknem většiny technických druhů nylonových plastů. Tepelně tvarovaný ABS se používá pro vnitřní panely vozidel, displeje v místě nákupu a velkoformátové kryty pro průmyslová zařízení. Materiál může být tažen do poměru hloubky k průměru až 1:1 bez problémů s ředěním při kvalifikovaných tvářecích operacích.
Globální trh ABS a hlavní výrobci
Globální trh ABS byl oceněn na přibližně 25–27 miliard USD v roce 2022 a 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 % celosvětové kapacity ABS .
Mezi přední světové výrobce ABS patří:
- INEOS Styrolution — největší světový výrobce styrenů s provozy ABS v Německu, Belgii a USA
- LG Chem — hlavní výrobce ABS v Jižní Koreji, který dodává automobilovým a elektronickým OEM výrobcům po celém světě
- SABIC — dodává speciální ABS a ABS slitiny pro automobilové a lékařské aplikace
- Chi Mei Corporation (Tchaj-wan) — jeden z největších výrobců ABS v Asii a Tichomoří
- Toray Industries — vyrábí ABS a ABS/technické nylonové plastové slitiny pro vysoce výkonné aplikace
- Trinseo — Severoamerický a evropský výrobce ABS se zaměřením na elektroniku a lékařství
V segmentu technických nylonových plastů patří mezi hlavní konkurenty ABS v oblastech překrývajících se aplikací BASF (Ultramid PA6 a PA66), DuPont (nylon Zytel) a Lanxess (Durethan), z nichž všechny nabízejí třídy plněné sklem, které zpochybňují zesílený ABS z hlediska tepelné odolnosti a tuhosti.
Často kladené otázky o výrobě ABS
Co znamená ABS v plastu?
ABS znamená Akrylonitrilbutadienstyren . Každé slovo odkazuje na jeden ze tří monomerů, ze kterých je polymer vyroben: akrylonitril (A), butadien (B) a styren (S). Materiál se nazývá terpolymer, protože obsahuje tři odlišné chemické stavební bloky spíše než jeden (homopolymer) nebo dva (kopolymer).
Je ABS termoplast nebo termoset?
ABS je a termoplast . To znamená, že při zahřátí nad teplotu skelného přechodu (přibližně 105 °C) měkne a teče a po ochlazení znovu tuhne, aniž by procházel jakoukoli chemickou změnou. Toto chování umožňuje ABS přepracovat a recyklovat. To je na rozdíl od termosetů, jako jsou epoxidové nebo fenolové pryskyřice, které během vytvrzování trvale zesíťují a nelze je přetavit.
Jaký je rozdíl mezi emulzní ABS a hromadnou ABS?
Emulzní ABS se vyrábí polymerací tří monomerů v emulzním systému na vodní bázi, který umožňuje velmi přesné řízení velikosti částic pryže a vytváří ABS s vynikající rázovou pevností. Bulk (hmotnostní) ABS rozpouští kaučuk přímo v monomerní směsi bez vody, která dává lepší barvy a nižší hladiny zbytkového monomeru ale o něco menší rázová houževnatost. Většina komerčních ABS se vyrábí emulzní polymerací, ale pro lékařské aplikace a aplikace pro styk s potravinami jsou preferovány objemové třídy.
Jak si stojí ABS ve srovnání s technickým nylonovým plastem z hlediska pevnosti?
Univerzální ABS má pevnost v tahu 38–50 MPa a modul v ohybu 2 000–2 800 MPa. Nevyplněno technický nylonový plast (PA66) má podobnou pevnost v tahu (upraveno 80 MPa), ale je významně ovlivněn vlhkostí a při ekvilibraci při 50% relativní vlhkosti klesá na 50–60 MPa. Nylon plněný sklem (30% GF PA66) dosahuje pevnosti v tahu 180–200 MPa a modulu v ohybu 9 000–11 000 MPa, což daleko převyšuje standardní ABS. Sklem plněný ABS dosahuje pouze 75–100 MPa pevnosti v tahu a 5 000–7 000 MPa modulu v ohybu, což je na strukturální bázi slabší než ekvivalentní nylon plněný sklem.
Proč ABS časem zežloutne?
ABS žloutne, protože fáze butadienového kaučuku je citlivá na UV-indukovaná oxidace . Dvojné vazby v polybutadienových řetězcích reagují s kyslíkem a UV světlem za vzniku chromoforických degradačních produktů (karbonylové a hydroxylové skupiny), které absorbují ve viditelném spektru a způsobují žluté nebo hnědé zbarvení. UV stabilizátory (HALS — bráněné aminové světelné stabilizátory — a UV absorbéry) se přidávají do venkovního ABS, aby se tento proces zpomalil. Typy ABS zpomalující hoření a tepelně stabilizované ABS jsou také náchylnější ke žloutnutí v důsledku interakce systémů stabilizátorů s kaučukovou fází při teplotách zpracování.
Lze ABS recyklovat?
Ano, ABS lze mechanicky recyklovat. Postindustriální ABS přebroušení je rutinně znovu zpracováno při směšovacích operacích s minimální ztrátou vlastností, pokud je vlhkost kontrolována a teplotní historie není nadměrná. Recyklace ABS po spotřebiteli je náročnější kvůli kontaminaci, smíchání s jinými plasty a ztrátě rázové houževnatosti v důsledku degradace butadienové pryže během provozu. Chemická recyklace ABS – jeho štěpení na monomery – je technicky možná pyrolýzou, ale zůstává nákladná a od roku 2024 ještě není široce komercializována.
Jaký je rozdíl mezi ABS a HIPS?
Houževnatý polystyren (HIPS) se vyrábí podobným mechanismem ztužování pryže jako ABS – polybutadienový kaučuk dispergovaný v polystyrenové matrici – ale bez akrylonitrilu. Díky tomu má HIPS nižší pevnost v tahu (25–35 MPa vs. 38–50 MPa u ABS), horší chemickou odolnost a nižší teplotu tepelného průhybu, ale je výrazně levnější. HIPS se používá tam, kde jsou náklady prvořadé (jednorázové obaly, displeje v místě prodeje), zatímco ABS je preferováno tam, kde záleží na výkonu.
Jaká je role roubovaného kopolymeru v ABS?
Roubovaný kopolymer – řetězce SAN chemicky vázané na povrch částic polybutadienové pryže – působí jako kompatibilizátor mezi kaučukovou a matricovou fází . Bez roubování by pryžové částice byly jednoduše nekompatibilní s matricí SAN a pod napětím by se spíše vytahovaly, než aby se deformovaly, aby absorbovaly energii. Roubovaná skořepina SAN fyzicky propojuje obě fáze a zajišťuje, že se napětí během nárazu účinně přenáší z matrice na částice pryže, což umožňuje fungování mechanismu kavitace a popraskání rozptylující energii.
Jak se ABS používá v automobilovém průmyslu?
ABS se široce používá v interiérech automobilů: přístrojové desky, obložení dveří, kryty sloupků, kryty vnitřních zrcátek a skořepiny opěradel sedadel. ABS v galvanické kvalitě se používá pro vnější obložení včetně lemů mřížky, klik dveří a krytů zrcátek. V krytech elektrických konektorů a krytech pojistkových skříní se používá ABS zpomalující hoření. V mnoha z těchto aplikací ABS přímo konkuruje technický nylonový plast (PA6, PA66), přičemž výběr závisí na požadované tepelné odolnosti, chemické expozici a specifikaci povrchové úpravy každého dílu.
Co se stane, když ABS není před zpracováním vysušeno?
ABS absorbuje vlhkost z atmosféry, typicky dosahuje 0,2–0,3 % vlhkosti v rovnováze za okolních podmínek. Pokud se zpracovává bez sušení, vlhkost se v horkém sudu odpařuje a vytváří skvrny, stříbrné pruhy a povrchové bubliny na lisovaném dílu. V závažných případech může hydrolytická degradace matrice SAN snížit molekulovou hmotnost, trvale snížit rázovou houževnatost a viskozitu taveniny. Standardní praxí je sušení ABS pelet při 80 °C po dobu 2–4 hodin v odvlhčovací sušičce na vlhkost pod 0,1 % před zpracováním. Tento požadavek na sušení je podobný, ale méně náročný než u technického nylonového plastu, který se musí sušit důkladněji (4–8 hodin při 80–90 °C) kvůli vyšší absorpci vlhkosti.
Mob: +86-15867822829
Tel: +86-0574-62538663
Fax: +86-0574-62530664
E-mail: 
Sledujte nás
Domov
