ABS пластик: что это такое, чем отличается, применение и состав АБС

Материал обладает рядом свойств, которых лишены многие аналоги. При этом отличается относительно невысокой себестоимостью, что влияет на итоговую цену продукции для потребителей. По мнению аналитиков, объемы выпуска данной пластмассы в мире продолжат увеличиваться.

В международной терминологии пластик обозначается как ABS material – от англ. Acrylonitrile butadiene styrene. В России более принято применение аббревиатуры. Принята соответствующая маркировка изделий. Допускается использование сополимеров и оптимизированных веществ, однако они имеют специальные обозначения.

Ключевой регион изготовления и потребления – Азия. Только на долю Китая приходится свыше 55% мирового использования. На протяжении многих лет тенденция остается неизменной. Однако выпуск полимера распространен на всей территории земного шара. Это объясняется его востребованностью в самых разных сферах – от пищевой промышленности до строительства и производства.

Что такое АБС-пластик

Представляет собой результат совместной полимеризации акрилонитрила, бутадиена и стирола. Последние являются мономерами – из их чередующихся звеньев состоит получаемая в результате макромолекула. Химический процесс обычно происходит в эмульсии, стандартно применяется привитая схема. Особая полимерная матрица позволяет менять свойства готовой продукции. Характеристики во многом зависят от пропорций элементов композиции – прежде всего, от массовой доли акрилонитрила и бутадиена.

Последний – мономер для большинства каучуков синтетического происхождения. Именно он отвечает за прочность, стойкость к механическим воздействиям. Рассказывая про пластик АВС и объясняя, что это за материал, мы отмечаем его высокую востребованность. Она обусловлена гармоничным сочетанием качеств, присущим каучукам и стирольной пластмассе в совокупности. Однако нельзя забывать и про недостатки. В частности, большинство марок являются непрозрачными. Исключение составляют лишь некоторые модификации – например, MABS.

Изготовление АБС-пластика

Существуют два основных способа. Однако выделяют и некоторые другие технологии, которые позволяют обеспечить альтернативные свойства. В частности, его повышенную прозрачность и твердость.

Суспензионный метод предполагает полимеризацию с попутным образованием латекса. В процессе реакции применяется эмульгатор. Также используется инициатор. Сополимеризация проходит в суспензии.

Эмульсионный метод предполагает три основных этапа. В ходе первого проводится подготовка сырья. Это необходимо для получения материала с нужными качествами в перспективе. Многое зависит от пропорций композиции, поэтому технологии будут различаться.

Так как АБС (ABS) пластик имеет индивидуальный состав и применение в соответствии с комплексом характеристик, важно уделить внимание и дальнейшим этапам. Так вторым становится чистая сополимеризация. Третьим – высаживание сополимера. Затем проходит его отжим.

Другие методы менее распространены, однако тоже заслуживают внимания. Пластмасса может быть синтезирована, например, в процессе полимеризации стирола и акрилонитрила совместно с латексом каучука, который предварительно получают на базе полибутадиена. Реакция проходит в водно-эмульсионной среде. При ней обязательно присутствует инициатор – обычно это персульфат калия.

Характеристики АБС

Свойства напрямую зависят от композиции веществ, составляющих сополимер. Интересно, что пропорции могут варьироваться в широком диапазоне: акрилонитрила от 15 до 35%, бутадиен от 5 до 25-30%, стирола от 40 до 60%. Соответственно некоторые качества будут индивидуальными для каждой конкретной марки. Но можно отметить и некоторые общие признаки. В их числе:

1. Плотность более 1000 кг/м3.
2. Поглощение влаги до 0.4%.
3. Температура переработки – до 260 С.
4. Повышенная твердость, хорошая ударная вязкость.
5. Стойкость к воздействию щелочей, солей и растворенных кислот.
6. Возможность эксплуатации в условиях разных погодных явлений.
7. Способность выдерживать низкие температуры.
8. Устойчивость к общему износу.
9. Невосприимчивость к некоторым нагрузкам.
10. Податливость при сварке.

Еще одно важное качество – пригодность для переработки. Но параллельно материал обладает некоторыми признаками, которые можно отнести к прямым недостаткам. В их числе слабая стойкость к воздействию ультрафиолета. Она характерна для масс, не прошедших оптимизацию и модификацию на стадии синтеза. Также вещество имеет невысокую способность к электрической изоляции – она ниже, например, чем у полистирола.

Внешний вид

После того как мы узнали больше про пластик АБС (ABS) – что это, характеристики какого типа ему свойственны, стоит отметить и визуальные особенности полимера. В базовом исполнении он непрозрачный, с глянцевой поверхностью гранул или полученных из них листов. Способностью пропускать свет обладают только некоторые марки, созданные на основе особых композиций.

Важное качество – податливость при окрашивании. Им можно придать практически любой цвет, при этом процесс будет максимально простым. В результате сфера потенциального применения значительно расширяется. Также его используют в рекламе и декоре. Но на этом вопросе стоит остановиться и описать востребованность пластмассы данного типа подробнее.

Назначение

Пластик по праву считается одним из самых податливых при обработке. Для последней могут использоваться практически все типовые методы. Ограничения устанавливаются только в соответствии с индивидуальными особенностями конкретных марок – например, с их текучестью.

Один из самых популярных способов – литье под давлением. Оно распространено из-за минимальной усадки и размерной стабильности. Распространены и другие методы, активно разрабатываются новые технологии. Заготовки обрабатывают при помощи сварки и прочих аппаратных или ручных способов. Все зависит от потребностей конкретного производства.

Что еще нужно знать про АБС пластик – свойства и применение:

1. Автомобильные запчасти и аксессуары – элементы приборной панели, части колес, всевозможные интерьерные детали.
2. Части бытовой техники – главным образом, корпусы ввиду повышенной прочности и его стойкости к механическим повреждениям.
3. Электроника и инструмент – розетки, выключатели, решетки и многое другое.

Также полимер активно используется при выпуске различной продукции для детей, канцтоваров, санитарно-технического оборудования. Из него изготавливают некоторые медицинские приборы и комплектующие, выпускают спортивный и туристский инвентарь, экипировку.

Говоря о том, что делают из АБС (ABS) пластика, нельзя не отметить и многообразие вариантов упаковки. Контейнеры разной емкости, ударопрочные многоразовые бутылки – все это изготавливается из полимера и имеет индивидуальные свойства в зависимости от его марки. Он также востребован при выпуске одноразовой посуды. В отдельных случаях его применяют при создании легких и одновременно стойких к механическим повреждениям чемоданов, кейсов, переносок для животных.

Листовой часто используется в дизайне, строительстве и в рекламе. Заготовки податливы при ручной и автоматической обработке, подлежат сварке и склейке. Поэтому из них можно создавать конструкции практически любой формы.

Технические свойства материала

После того как мы узнали больше про ABS пластик – что это и для чего используется полимер – можно остановиться и на его ключевых особенностях. Важно отметить, что он относится к пластмассам инженерного или конструкционного типа. Это обусловлено его жесткостью, прочностью. По последнему качеству он значительно превосходит аналоги – в частности, полистирол и другие.

Допускается эксплуатация в значительном диапазоне температур с пиковым значением до 100 С. При этом вещество характеризует достаточная эластичность, способность не вступать в реакцию со многими химически агрессивными средами. Оно также толерантно по отношению к влаге, имеет увеличенную термостойкость.

Состав АБС-пластика

Композиция напрямую зависит от требований к конечным свойствам. Основу сополимера в любом случае составляют акрилонитрил, бутадиен и стирол. Однако в реакции также участвуют инициаторы и другие вспомогательные реагенты. Массовая доля ключевых компонентов также может варьироваться.

Недостатки и преимущества

В данном случае стоит акцентировать внимание на общих качествах, свойственных всем вариациям полимера. Однако не стоит забывать и об индивидуальных. Выше мы уже рассказывали про тип материала ABS – что это значит, какими признаками может обладать каждая марка. Теперь же важно отметить базовые плюсы и минусы.

Можно выделить прозрачность, стойкость к воздействию УФ-излучения и способность к изоляции электричества. Ими обладают далеко не все разновидности данной пластмассы. Одновременно с этим относительно небольшой вес и сопутствующая простота транспортировки – базовая особенность, относящаяся ко всем маркам. По этой логике мы и будем рассматривать положительные и отрицательные стороны исследуемого вещества.

Плюсы АБС

Ключевыми преимуществами являются:

• химическая инертность – полимер может использоваться в контакте с большинством щелочей и кислот;
• стойкость к постоянному воздействию влаги;
• прочность даже при постоянных нагрузках, не превышающих рекомендованное производителем значение;
• податливость при обработке, значительно расширяющая сферу применения;
• надежность и долговечность, устойчивость даже к интенсивному износу;
• привлекательный внешний вид и возможность менять его – например, добиваться матовой или глянцевой поверхности;
• легкость и соответствующая простота транспортировки.

Плюсы АБС пластика неразрывно связаны с его физическими свойствами. Дополнительные положительные стороны можно выделить и у отдельных марок полимера.

Минусы

В данном случае мы продолжаем говорить именно о базовых качествах. Поэтому в виде основополагающего недостатка выделяем уязвимость к воздействию ультрафиолетового излучения. Оно губительно для данного вида пластмассы, равно как и для многих других сополимеров используемого стирола.

Здесь также стоит обратить внимание на химические свойства: АБС пластик (ABS – расшифровка acrylonitrile butadiene styrene) остается один из немногих экологически безопасных веществ в своей категории. Однако его вторичная переработка требует инвестиций в специальное оборудование. То же самое касается качественной утилизации. Без этого материал может создавать ненужные риски для окружающей среды.

Ситуация осложняется постоянно растущими объемами мирового производства сополимера. Согласно статистике, из почти 12 млн тонн пластмассы на вторичную переработку отправляется менее 20%. В силах производителей изменить положение вещей и добиться абсолютной экологической безопасности процессов за счет развития предприятий и внедрения новых технологий.

Чем отличается АБС-пластик

Все зависит от того, с чем именно будет проводиться сравнений. В теории можно анализировать все полимеры. Возьмем за основу свойства поливинилхлорида и отметим, чем он отличается от описываемого вещества. В сравнении с последним ПВХ:

• более долговечные;
• стойкий к деградации под воздействием ультрафиолета;
• гибкий, не такой жесткий;
• имеет меньшую температуру стеклования – примерно 810 С против 1050 С;
• универсальный и благодаря этому широко применяемый.

Продолжая говорить о том, чем отличается обычный пластик от АБС, стоит отметить и непрозрачность последнего в сравнении с аналогами, способными пропускать солнечный свет. При этом он может подвергаться окрашиванию, как и большинство других полимеров. Иногда реально изменить и базовые свойства материала. Например, добавить ему прозрачность – этот параметр уже реализован в некоторых марках.

Крупнейшие производители

Как мы уже говорили, наибольшее распространение пластмасса получила в Азии. Если учесть, что свыше 55% ее потребления приходится на Китай, то не удивительно, что именно здесь базируются крупнейшие производства. Их доля постоянно растет – тренд сохраняется на протяжении десятилетий.

В этой ситуации стоит учитывать, какими конкретно качествами обладает АБС пластик: виды, свойства и характеристики полимера. Его главная особенность – высокая жесткость, невосприимчивость ко многим механическим повреждениям. Поэтому популярность растет пропорционально развитию промышленности. И так как мировым двигателем в этой области остается КНР, то именно здесь наблюдается массовое изготовление вещества.

Однако лидерство в области выпуска удерживают другие государства – почти 3/4 общего объема приходится на Тайвань, Южную Корею и Японию. Среди крупнейших заводов «дочки» таких промышленных гигантов как LG и Samsung. Применительно к России ведущие роли играют сразу несколько заводов. В их числе известное предприятие «Нижнекамскнефтехим».

Композиционные материалы на основе АБС

Пластик по праву является одним из самых перспективных для модификации. На его основе создается множество сополимеров с уникальными физическими свойствами. Обычно речь идет об изменении тех качеств, которые являются неприемлемыми для его применения в определенной сфере.

Например, изготовители повышают стойкость вещества к атмосферным воздействиям за счет добавления эластомеров. Или увеличивают диапазон температур, при которых может применяться полимер. Примеров очень много, поэтому имеет смысл говорить только о наиболее распространенных в промышленности и производстве.

Давайте посмотрим, как «модифицируется» пластмасса АБС – что это такое, какие композиционные материалы получают на ее основе. Популярные решения:

• сплав с поликарбонатом – ударопрочный, стойкий к перепадам температур, подходит для точного литья;
• комбинация с ПВХ – аморфный продукт, идеальный для использования за пределами помещений;
• синергия с полибутилентерефталатом – жесткий и максимально долговечный, устойчивый к износу и нагрузкам.

Вещество также подлежит смешиванию с полиамидом. В этом случае оно становится качественным диэлектриком. Если же рассматривать комбинацию с термополиуретаном, то полимер приобретает предельную морозостойкость, характеризуется достаточной пластичностью и особой структурой.

Подведем итоги

Итак, мы многое узнали про материал АБС (ABS) пластик – что это такое, из чего изготавливается сополимер и где он чаще всего применяется. В основе три мономера – акрилонитрил, бутадиен и стирол. Пропорционально будут меняться физические и технические характеристики. Доля каждого компонента при этом может варьироваться. Допускается наибольший объем стирола – до 60%.

Его сфера применения крайне широка – от детских игрушек до сложных медицинских изделий, электроники, техники и строительства. Мировое производство постоянно растет. Эксперты прогнозируют дальнейшее развитие рынка и увеличение его общего объема в ближайшей перспективе, так как присутствует высокий спрос на соответствующую продукцию.

Вопрос/Ответ

Что значит материал ABC?

Разновидность конструкционной пластмассы. Ключевые качества – жесткость, способность эффективно противостоять многим механическим повреждениям и разнообразным нагрузкам. Достаточная прочность, толерантность к влаге и невосприимчивость к воздействию большинства кислот и щелочей.

Какой состав у АБС?

В базовом исполнении его составляют 3 мономера – акрилонитрил, бутадиен и стирол. При этом пропорции могут быть разными. Первые два компонента обычно ограничиваются 30-35%. Минимальное значение – 5% от общей массы. А вот доля стирола может превышать 60%.

Что делают из АБС-пластика?

Зависит от марки. В большинстве случаев материал универсален – из него изготавливают тару, элементы для техники и электроники, запчасти и аксессуары для автомобилей. Полимер также может применяться при выпуске медицинских изделий, детских игрушек, канцтоваров и многого другого.