АБС-пластик – 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:
В CAS приведены свойства компаунда. Так, температура плавления составляет 230°C, а плотность 1,04 г/см 3 .
Гранулы АБС-пластика выглядят следующим образом:
Основные востребованные свойства АБС-пластика
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:
ПРИНЦИП РАБОТЫ ABS. Просто о сложном.
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
Может эксплуатироваться при температурах от -40°C до +90°C с сохранением технических характеристик
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
Основные минусы АБС-пластика
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.
Производство АБС-пластика 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.
ABS что это? Антиблокировочная система автомобиля.
Далее осуществляется прививка сополимера стирола и акрилонитрила к полибутадиену. Готовый привитый сополимер акрилонитрилбутадиенстирола, химическая формула продукта реакции нарисована условно с упрощениями, для наглядности.
АБС-пластики (АБС- сополимеры) представляют собой сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, получаемые привитой сополимеризацией стирола и акрилонитрила к батадиену. Производство же АБС-сополимера осуществляют эмульсионным способом в 2 стадии. На первой стадии производят полимеризацию бутадиена, на второй — сополимеризацию стирола и акрилонитрила и прививку полученного полимера к полибутадиену.
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%.
Производство АБС-пластика эмульсионным методом
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:
4 – отпарная колонна;
5 – промежуточная емкость;
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.
Нормы загрузки компонентов на данной стадии: бутадиен — 100 (мас. ч), вода — 200 (мас. ч.), Соль жирных кислот ряда С₁₀-С₁₆ — 2 (мас. ч.), Персульфат Калия 0,5 (мас. ч.)
В соответствии со второй стадией проводится сополимеризация акрилонитрила и прививание к полибутадиену, получение АБС-сополимера в виде суспензии:
Непрореагировавший бутадиен удаляется в отпарной колонне 4, а латекс полибутадиена через промежуточную емкость 5 подается на сополимеризацию. В реактор сополимеризации 6 загружают деминерализованную воду и примешивают эмульгатор, водный раствор инициатора и из мерников — 7,8: стирол и акрилонитрил соответственно. Далее в рубашку реактора подают горячую воду и нагревают реакционную массу до 40ºС, в нее добавляют массу полибутадиена, массу догревают до 50ºС. Продолжительность последующей сополимеризации стирола с акрилонитрилом и дальнейшей их прививки к полибутадиену состовляют 6 часов в присутствии регулятора молекулярной массы. Нормы загрузки компонентов на данной стадии: полибутадиеновый латекс (30%) — 210 (мас. ч.), стирол — 70 (мас. ч.), акрилонитрил — 30 (мас. ч.), вода деминерализованная — 400 (мас. ч.), соль жирных кислот ряда С₁₀-С₁₆ — 2,5 (мас. ч.), Персульфат калия — 0,5 (мас. ч.).
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%.
Производство АБС-пластика другими методами
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.
Марки и характеристики марок АБС-пластика
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:
• АБС 2020-31 — “высший сорт”, предназначен для корпусных и конструкционных деталей автомобильной, радиотехнической, приборостроительной промышленности.
• АБС 2020-60 — автомобиле- и приборостроение: для изделий с повышенными требования к антистатическим свойствам.
• АБС 2020-32 — изделия технического назначения и детали автомобилестроения с повышенными требованиями к термо- , свето- и атмосферостойкости.
Источник: proplast.ru
Применение ABS-пластика
Самые востребованные области применения гранул ABS — это автомобильная промышленность, электроника и строительные материалы.
Автомобильный сектор включает в себя множество компонентов, таких как автомобильные панели приборов, внешние панели, панели внутренней отделки, панели рулевого управления, акустические панели, дверные замки, бамперы и воздуховоды. В электрических приборах он широко используется в холодильниках, телевизорах, стиральных машинах, кондиционерах, компьютерах, копировальных аппаратах и других электронных приборах. Что касается сферы строительных материалов, то здесь пользуется спросом сантехника и декоративные плиты с применением абс-пластика. Кроме того, ABS-пластик широко используется в упаковочной, мебельной, спортивной и развлекательной продукции, машиностроении и приборостроении. В электроинструментах и машиностроении часто используют изделия из абс-пластика в качестве зубчатых колес, автозапчастей, крыльев, поручней, ножей, подшипников, ручек, труб, соединений, корпусов приборов, приборных панелей. Гранулы абс широко применяются при производстве бытовой техники и бытовой электроники: телевизоры, магнитофоны, холодильники, морозильные камеры, стиральные машины, кондиционеры, пылесосы, различная мелкая бытовая техника, обувь, сумки, чемоданы, оргтехника, игрушки и различные контейнеры и т. д.
ABS-пластик и автомобильная промышленность
Многие детали в автомобильной промышленности изготовлены из гранул ABS или сплавов ABS. При производстве одного автомобиля использует порядка 11 кг ABS-гранул: например, каркас для приборной панели изготавливают из поликарбоната и АБС. Кроме того, АБС широко используется в деталях внутренней отделки, например, перчаточный ящик изготавливают из термостойкого АБС, верхняя и нижняя части порога двери и бак для воды изготовлены из АБС.
Офисная техника
Из-за своих характеристик АБС применяют при изготовлении изделий, которые должны иметь не только привлекательный внешний вид, но и быть приятными на ощупь: оборудование для оргтехники, корпуса телефонов, корпуса для компьютеров.
ABS-пластик в быту
Поскольку некоторые марки ABS-пластика отличаются высоким глянцем, а также легкой формуемостью, то его широко используют при производстве крупной и мелкой бытовой техники. Например, ABS используется в качестве при производстве стереосистем и компакт-дисков. Многие детали из ABS также используются в пылесосах и при производстве кухонной утвари. Основной корпус из пластика ABS представляет собой сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола. Стирол дает АБС хорошую формуемость, глянец и жесткость, акрилонитрил дает АБС хорошую термостойкость, химическую стойкость и твердость поверхности, бутадиен придает АБС хорошую ударную вязкость и устойчивость к низким температурам.
Источник: koros-chemical.com
ABS пластик: преимущества и недостатки
АБС пластик появился сравнительно недавно, однако на сегодняшний день является одним из наиболее популярных материалов в производстве техники и бытовых приборов. Почему? Именно об этом мы и поговорим в рамках данного материала. Если сравнивать его с той же пластмассой, то АБС пластик может похвастаться повышенной износостойкостью, а также устойчивостью к воздействую окружающей среды.
Характеристика
Итак, если говорить о том, что представляет собой АБС пластик, то это ничто иное, как ударопрочная и термоустойчивая смола, полученная путем сополимеризации уникальных компонентов. В данном случае это сочетание лучших качеств и характеристик акрилонитрила, бутадиена и стирола. Свойства данного материала кажутся идентичными обычной пластмассе, однако это только на первый взгляд.
Говоря об оттенке, следует отметить, что АБС пластик отличается желтоватым подтоном, совершенно непрозрачен. Однако современные производители за счет включения некоторых компонентов и уникальной технологии обработки научились получать абсолютно прозрачный материл, что сделало его еще более популярным и существенно расширило сферу производства.
Важно понимать, каким бы ни был изначальный оттенок АБС пластика, его удастся с легкостью изменить, а все благодаря податливости колорированию. Сочетание бутадиена и акрилонитрила действительно уникально, ведь за счет него удается добиться небывалой прочности, а одновременно с этим и пластичности, что также расширяет сферу применения материала и позволяет с его помощью заменить более дорогостоящие и тяжеловесные материалы, например, металл.
АБС пластик легко трансформируется, поддается формовке, из него получаются всевозможные формы и конфигурации, при этом эксплуатационный характеристики по-прежнему остаются на высоте.
В промышленности данный материал чаще всего представлен в гранулированном виде, именно поэтому упрощается процесс его транспортировки и хранения. Гранулированный вид позволяет за счет добавления различных композитов получать сополимеры, наделенные определенными качествами и характеристиками.
Преимущества
О преимуществах данного материала можно говорить бесконечно, однако в рамках данного материала хочется поговорить о наиболее ценных и важных. Итак, это:
· химическая инертность – материал устойчив к воздействию кислот и щелочей, продуктов нефтепереработки;
· растворяется исключительно в ограниченном числе материалов;
· устойчивость к воздействию влаги;
· простота обработки, возможность принимать любую форму, сохраняя при этом все заявленные характеристики и свойства;
· ровная поверхность – при желании можно добиться светоотражающей глянцевой поверхности или же, напротив, абсолютно матовой;
Кстати, именно однородная ровная поверхность в сочетании с ударопрочностью и стойкостью делают АБС пластик популярным материалом в производстве корпусов мобильных телефонов. Мало кто знает, что большая часть производителей используют именно его.
Недостатки
Нельзя говорить о том, что АБС пластик – материал, лишенный недостатков. Это было бы по меньшей мере неграмотно. Именно поэтому о них необходимо упомянуть. Самым главным недостатком является то, что АБС пластик совершенно не устойчив к воздействию ультрафиолета.
Именно поэтому воздействие прямых солнечных лучей может в скором времени привести к обесцвечиванию поверхности, о чем не стоит забывать. Уменьшить проявление этого недостатка удастся только лишь при добавлении определенных компонентов в состав материала.
Ну и, конечно, не достаточные электроизоляционные свойства материала также можно отнести к недостаткам.
Источник: stroi-remontirui.ru
Что такое асфальтобетонная смесь?
Сокращенно АБС – искусственно созданный и рационально подобранный состав, получаемый в результате смешения различных минеральных:
щебень различных пород (изверженные, метаморфические, осадочные горные породы, а также металлургических шлаков);
песок – природный, или из отсева дробления;
минеральный порошок из молотого известняка,
и органических материалов – битума, или ПБВ, получаемых путем сложной химической переработки продуктов нефтехимии с последующим добавлением полимерных добавок.
Все вышеперечисленные материалы берутся в определенных пропорциях/соотношениях и перемешиваются в специальных смесительных установках на асфальтобетонных заводах, в соответствии с определенным температурным режимом, после чего полученная смесь укладывается асфальтоукладчиком и уплотняется особым образом отрядом катков, в результате, на выходе мы получаем готовое асфальтобетонное покрытие.
Типы асфальта
В дорожном строительстве существует градация АБС по типам. Так, по содержанию зерен щебня смеси делят на:
«Тип Б» >40 до 50%;
«Тип В» >30 до 40%;
«Тип Г» и «Д» — приготовленные на природных песках, или песках из отсева дробления.
Количество минерального порошка, используемого при производстве смеси варьируется от 10% до 20%.
Расход битума, или ПБВ в процентном соотношение значительно варьируется от 4,5 % — 6,0% для «Типа А», до 6,0% — 9,0% для типов «Г» и «Д». В среднем расход составляет в пределах 5,5% – 6,5%.
Точные цифры для конкретной смеси можно получить исключительно практическим путем в ходе подбора состава асфальтобетонной смеси, используя следующие государственные стандарты: «31015-2002» и «9128-2013».
В зависимости от температуры укладки, смеси делят на горячие, укладываемые при температуре не мене 110°C и холодные – не менее 5°C. При этом последние маркируются дополнительной буквой «х» (Пример: Бx – холодная АБС типа Б).
При размере зерен минерального заполнителя от 20 до 40 мм (наибольшая фракция) смесь называется крупнозернистой, от 5 до 20 мм — мелкозернистой, до 5 мм – песчаной.
Важное замечание к двум предыдущим абзацам: холодные асфальтобетонные смеси могут быть только песчаные и мелкозернистые!
АБС, приготовленные на основе дробленого щебня (гравия) называются щебеночными, на основе недробленого гравия – гравийными, состоящие на основе природного/дробленого песка – песчаными.
Для того, чтобы получить высококачественную АБС необходимо осуществить тщательный подбор ее гранулометрического состава, включающий в себя:
— испытание исходных материалов в дорожной лаборатории с последующим выбором тех, которые удовлетворяют поставленным задачам;
— установление оптимального соотношения всех материалов (в соответствии со стандартом);
— назначение примерного количества вяжущего материала и приготовление образцов с последующим их испытанием;
— новая корректировка вяжущего, формование образцов и так далее пока смесь не будет удовлетворять требованиям технического задания и нормативной документации.
Вся вышеописанная процедура уместилась на листе бумаги в несколько предложений, но на практике подбор состава, чаще всего, занимает от двух до четырех недель.
Источник: roadtm.com