Акрилонитрилбутадиенстирол - Acrylonitrile butadiene styrene

Для использования в других целях см. ABS (значения).
Акрилонитрилбутадиенстирол
Мономеры АБС V3.svg
Мономеры из АБС-полимера
Grãos de plástico ABS (зерна АБС-пластика) .jpg
Зерна полимера АБС
Идентификаторы
ChemSpider
  • Никто
ECHA InfoCard100.127.708 Отредактируйте это в Викиданных
Характеристики
(C8ЧАС8· C4ЧАС6· C3ЧАС3N)п
Плотность1.060–1.080 г · см−3[1]
Не растворим в воде
Родственные соединения
Родственные соединения
Акрилонитрил, бутадиен и стирол (мономеры)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы
Акрилонитрилбутадиенстирол
Физические свойства
Плотность (ρ)0.9–1.53 г · см−3; медиана, 1,07 г · см−3
Воспламеняемость1.00
Тепловые свойства
Теплопроводность (k)0.1 Вт · м−1· K−1
Коэффициент линейного теплового расширения (α)12×10−5 K−1
Химическая устойчивость
Кислоты —концентрированныйХороший
Кислоты —разбавлятьОтлично
СпиртыБедные
ЩелочиОтлично
Ароматические углеводородыБедные
Галогенированные углеводородыБедные
[2]

Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) (химическая формула (C8ЧАС8)Икс· (C4ЧАС6)у· (C3ЧАС3N)z) является обычным термопласт полимер. Его стеклование температура составляет примерно 105 ° C (221 ° F).[3][неудачная проверка ] ABS это аморфный и поэтому не имеет истинной точки плавления.

АБС - это терполимер сделано путем полимеризации стирол и акрилонитрил в присутствии полибутадиен. Пропорции могут варьироваться от 15 до 35% акрилонитрила, от 5 до 30%. бутадиен и от 40 до 60% стирола. В результате получается длинная цепь полибутадиена, перекрещенная с более короткими цепями поли (стирол-со-акрилонитрил). В нитрил группы из соседних цепей, будучи полярными, притягиваются друг к другу и связывают цепи вместе, делая АБС более прочным, чем чистый полистирол. Стирол придает пластику блестящую непроницаемую поверхность. Полибутадиен, a резиновый сущность, обеспечивает стойкость даже при низком температуры. В большинстве случаев АБС может использоваться при температуре от –20 до 80 ° C (от –4 до 176 ° F), поскольку его механические свойства зависят от температуры.[4] Свойства созданы закалка резины, где мелкие частицы эластомера распределены по жесткой матрице.

Характеристики

Наиболее важными механическими свойствами АБС являются ударопрочность и ударная вязкость. Для улучшения ударопрочности, ударной вязкости и термостойкости могут быть внесены различные модификации. Ударопрочность может быть увеличена путем увеличения доли полибутадиена по отношению к стиролу, а также акрилонитрилу, хотя это вызывает изменения в других свойствах. Ударопрочность не падает быстро при более низких температурах. Устойчивость под нагрузкой отличная при ограниченных нагрузках. Таким образом, изменяя пропорции компонентов, можно получить АБС разных марок. Двумя основными категориями могут быть ABS для экструзии и ABS для литья под давлением с высокой и средней ударопрочностью. Обычно АБС имеет полезные характеристики в диапазоне температур от -20 до 80 ° C (от -4 до 176 ° F).[4]

Лего кирпичи сделаны из ABS
Citroën Méharis сделаны из ABS

На конечные свойства в некоторой степени влияют условия, в которых материал перерабатывается до конечного продукта. Например, формование при высокой температуре улучшает блеск и термостойкость продукта, тогда как самая высокая ударопрочность и прочность достигаются при формовании при низкой температуре. Волокна (обычно стекловолокна) и добавки могут быть смешаны в смола гранулы, чтобы сделать конечный продукт прочным и повысить максимальную рабочую температуру до 80 ° C (176 ° F). Также могут быть добавлены пигменты, так как исходный цвет сырья от полупрозрачного цвета слоновой кости до белого. Характеристики старения полимеров в значительной степени зависят от содержания полибутадиена, и обычно включают антиоксиданты в составе. Другие факторы включают воздействие ультрафиолетовая радиация, от которых также доступны добавки для защиты.

Полимеры АБС устойчивы к водным кислотам, щелочам, концентрированным соляной и фосфорный кислоты, спирты и животные, растительные и минеральные масла, но они набухают от ледяная уксусная кислота, четыреххлористый углерод и ароматный углеводородов и атакуются концентрированными серный и азотный кислоты. Они растворимы в сложные эфиры, кетоны, и этилендихлорид.[5]

Несмотря на то, что пластмассы ABS используются в основном для механических целей, они также обладают довольно постоянными электрическими свойствами в широком диапазоне частот. На эти свойства мало влияют температура и влажность воздуха в допустимых пределах. рабочий диапазон температур.[6]

АБС легко воспламеняется при воздействии высоких температур, например при пожаре дров. Он плавится, а затем закипает, после чего пары превращаются в интенсивное горячее пламя. Поскольку чистый АБС не содержит галогены, его сгорание обычно не дает стойкие органические загрязнители, а наиболее токсичными продуктами его сгорания или пиролиза являются монооксид углерода и цианистый водород.[7] АБС также повреждается солнечным светом. Это вызвало один из самых распространенных и дорогих отзывов автомобилей в истории США из-за износа кнопок отстегивания ремня безопасности.[8][9]

АБС можно переработать, но не все предприятия по переработке.[10][11][неудачная проверка ]

АБС - один из многих типов термопластов, используемых в биомедицине; с литьем под давлением компонентов, которые легко изготовить для одноразового использования. Его можно стерилизовать гамма-излучением или оксидом этилена (EtO).[12]

Производство

АБС происходит от акрилонитрил, бутадиен, и стирол. Акрилонитрил - это синтетический мономер, производимый из пропилен и аммиак; бутадиен - нефтяной углеводород, полученный из фракции C4 паровой крекинг; мономер стирола производится дегидрирование из этилбензол - углеводород, полученный в реакции этилен и бензол.

ABS сочетает в себе прочность, твердость, блеск, прочность и электроизоляционные свойства.

По европейскому пластику торговая ассоциация ПластмассыЕвропа, при промышленном производстве 1 кг (2,2 фунта) смолы АБС в Европе используется в среднем 95,34MJ (26.48 кВт⋅ч ) и происходит от натуральный газ и нефть.[13][14]

Обработка

АБС легко обрабатывается. Общие методы обработки включают токарную обработку, сверление, фрезерование, пиление, высечку и резку. АБС-пластик можно разрезать с помощью стандартных инструментов и согнуть с помощью стандартных термополос. ABS может быть химически прикреплен к самому себе и к другим подобным пластмассам.[15]

Приложения

Колокол из АБС-пластика, изготовленный с 3д принтер

Легкий вес и способность ABS литье под давлением и экструдированные делают его полезным в производстве таких продуктов, как Слив-Отходы-Вентиль (DWV) трубка музыкальные инструменты, такие как рекордеры, пластик гобоев и кларнеты, фортепианные движения и колпачки клавиш на клавиатуре обычно изготавливаются из ABS.[16]

Другое использование включает головки клюшек для гольфа (из-за их хорошего амортизация ), автомобильные детали отделки, автомобильные бамперы, ингаляторы, небулайзеры,[17] нерассасывающиеся нити, протезы сухожилий, системы доставки лекарств, трахеальные трубки,[12] корпуса для электрических и электронных узлов, защитные головной убор, каноэ для бурной воды, буферная кромка для мебели и столярных панелей, багажные и защитные чемоданы, корпус для ручек и мелкая кухонная техника. Игрушки, в том числе КОНСТРУКТОР ЛЕГО и Кре-О кирпичи - обычное применение.[18][19]

Бытовые и потребительские товары составляют основные области применения АБС.[20]

Пластмасса АБС, шлифованная до среднего диаметра менее 1 микрометр используется как краситель в некоторых чернила для тату.[21]

При экструдировании в нить, АБС-пластик является обычным материалом, используемым в 3D принтеры.[22]

Когда он используется в качестве нити для процесса 3D-печати Моделирование наплавленного осаждения Благодаря высокой стабильности и различным возможностям последующей обработки (шлифовка, покраска, склеивание, шпатлевка) он подходит, особенно для изготовления прототипов. Особые формы волокон ABS - это ABS-ESD (электростатический разряд) и ABS-FR (огнестойкий), которые используются, в частности, для производства электростатически чувствительных компонентов и огнеупорных сборных деталей.

Опасность для человека

АБС устойчив к разложению при нормальном использовании и условиях обработки полимера при воздействии канцерогены значительно ниже пределов воздействия на рабочем месте.[23] Однако при более высоких температурах, равных 400 ° C (750 ° F) или выше, АБС может разлагаться на свои составляющие: бутадиен (канцерогенный для человека), акрилонитрил (возможно канцерогенный для человека) и стирол.[23]

Ультратонкие частицы (UFP) могут производиться при более низких температурах в процессе 3D-печати.[24] Высказывались опасения относительно концентраций переносимых по воздуху UFP, образующихся при печати с ABS, поскольку UFP были связаны с неблагоприятным воздействием на здоровье.[25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Матбасе». Архивировано из оригинал 17 июня 2014 г.. Получено 3 июля 2014.
  2. ^ «Химическая и экологическая стойкость термопластов». rtpcompany.com.
  3. ^ АБС. Геолог (2016).
  4. ^ а б Пластические свойства акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) В архиве 15 мая 2010 г. Wayback Machine Небольшая таблица свойств АБС внизу. Проверено 7 мая 2010 года.
  5. ^ Бендж Эдвардс Винтажные вычисления и игры | Архив »Почему Super Nintendos теряют цвет: обесцвечивание пластика на классических машинах. Vintagecomputing. 12 января 2007 г.
  6. ^ Харпер К.А. (1975) Справочник пластмасс и эластомеров, McGraw-Hill, New York, стр. 1–3, 1–62, 2–42, 3–1, ISBN  0070266816
  7. ^ Rutkowski, J. V .; Левин, Б. С. (1986). «Сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС): продукты пиролиза и горения и их токсичность? Обзор литературы». Огонь и материалы. 10 (3–4): 93. Дои:10.1002 / fam.810100303.
  8. ^ Henshaw, J.M .; Вуд, В .; Холл, А. С. (1999). «Отказ автомобильных ремней безопасности из-за деструкции полимера». Анализ технических отказов. 6: 13–25. Дои:10.1016 / S1350-6307 (98) 00026-0.
  9. ^ «Ремни отозваны у 8,4 млн автомобилей». Балтимор Сан. Служба новостей Knight-Ridder. 24 мая 1995 г.. Получено 16 ноября, 2015.
  10. ^ «Утилизация АБС». Heathland B.V. Архивировано с оригинал на 2014-03-06. Получено 2013-12-31.
  11. ^ «Переработка пластика». Городской совет Брисбена. Получено 2013-12-31.
  12. ^ а б Нэнси Кротти. «Эти распространенные термопласты идеально подходят для литья под давлением медицинских устройств». Медицинский дизайн и аутсорсинг. Медицинский дизайн и аутсорсинг. Получено 4 мая, 2020.
  13. ^ Бустед, я (март 2005 г.). Сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS) (Технический отчет). Эко-профили европейской индустрии пластмасс. ПластмассыЕвропа. Архивировано из оригинал на 2011-05-30. Получено 2013-01-23.
  14. ^ Hammond, G.P .; Джонс, К. И. (2008). «Энергия и углерод воплощены в строительных материалах» (PDF). Труды ICE - Energy. 161 (2): 87. Дои:10.1680 / ener.2008.161.2.87.
  15. ^ «Лист, стержень, трубка и аксессуары из АБС-пластика». Межгосударственный пластик. Межгосударственный пластик. Получено 23 сентября, 2016.
  16. ^ «Конструкция колпачка: ABS». Deskthority. Сентябрь 2014 г.
  17. ^ «Акрилонитрилбутадиенстирол (АБС) и его особенности». Омнексус. Омнексус. Получено 4 мая, 2020.
  18. ^ АБС - акрилонитрилбутадиенстирол На Designsite.dk перечислены приложения. Проверено 27 октября 2006 года.
  19. ^ Мэй, Джеймс (2009). Истории игрушек Джеймса Мэя. Лондон: Конвей. ISBN  978-1-84486-107-1.
  20. ^ Исследование рынка инженерных пластмасс, Черезана, сентябрь 2013 г.
  21. ^ Kennedy, C.T.C .; и другие. (2010), «Механические и термические травмы», Тони Бернс; и другие. (ред.), Учебник дерматологии Рока, 2 (8-е изд.), Wiley-Blackwell, стр. 28,48
  22. ^ «Бесплатное руководство для начинающих». www.3dprintingindustry.com. Промышленность 3D-печати. Получено 30 мая 2016.
  23. ^ а б Анвин, Джон (2013). «Выбросы в атмосферу канцерогенов и респираторных сенсибилизаторов при термической обработке пластмасс». Анналы гигиены труда. 57 (3): 399–406. Дои:10.1093 / annhyg / mes078. PMID  23091110.
  24. ^ Азими, Пархэм; Чжао, Дан; Пузе, Клэр; Crain, Neil E .; Стивенс, Брент (2016). «Выбросы сверхмелкозернистых частиц и летучих органических соединений из имеющихся в продаже настольных трехмерных принтеров с несколькими нитями». Экологические науки и технологии. 50 (3): 1260–1268. Bibcode:2016EnST ... 50.1260A. Дои:10.1021 / acs.est.5b04983. ISSN  0013-936X. PMID  26741485.
  25. ^ Стивенс, Брент (ноябрь 2013 г.). «Выбросы сверхмелких частиц от настольных 3D-принтеров». Атмосферная среда. 79: 334–339. Bibcode:2013AtmEn..79..334S. Дои:10.1016 / j.atmosenv.2013.06.050.

внешняя ссылка