ABS Műanyag Rudak: Sokoldalú Megoldások Ipari és Kereskedelmi Alkalmazásokhoz

Az akrilnitril-butadién-sztirol (ABS) kopolimer egy rendkívül sokoldalú műanyag, amely a hatodik legnagyobb műszaki műanyagok közé tartozik, és széles körben alkalmazzák a legkülönfélébb iparágakban. Az ABS műanyag rúd kiváló minőségű anyagok felhasználásával készül, így kiemelkedő szilárdságot és tartósságot biztosít, hogy ellenálljon a különféle igénybevételeknek és ütéseknek. Az Ensinger például további megmunkáláshoz szabványos formákban, lemezek és rudak formájában extrudálja az ABS műanyag termékeket.

Az ABS Kémiai Alapjai és Tulajdonságai

Az ABS gyanta akrilnitril, butadién és sztirol kopolimerek keveréke, jellemző aránya 20:30:50, olvadáspontja 175°C. Az ABS polimer egy amorf terpolimer, amelyet három különböző vegyület kombinálásával állítanak elő. A monomerek különböző kombinációinak felhasználásával széles skálájú, változatos ABS műanyagtípusok állíthatók elő, amelyek a különböző ABS tulajdonságok széles spektrumát kínálják. Az ABS anyag egyedülálló abban, hogy hidat képez az általános ipari és más, nagyobb teljesítményű műszaki hőre lágyuló műanyagok között.

Az ABS-ben lévő akrilnitril komponens tulajdonságai a hőállóság, a kémiai ellenállás, a merevség és a szakítószilárdság. A dién jellemzője az ütési szilárdság, a sztirol jellemzője pedig a folyékonyság és a fényesség feldolgozás során. Ezeknek a három komponensnek és a kiegészítő előnyöknek köszönhetően az ABS gyanta kiváló átfogó tulajdonságokkal rendelkezik. A butadién összetételének növelésével javul az ütési szilárdság, de a keménység és a folyékonyság csökken, a szilárdság és a hőállóság is romlik.

Az ABS műanyag rúd viszonylag könnyű, így könnyen szállítható és feldolgozható. Vágható, fúrható, hajlítható, hegeszthető és ragasztható, így különféle alkalmazási forgatókönyvekhez alkalmas. Az ABS műanyag rúd erős ellenálló képességgel rendelkezik számos általános vegyi anyaggal szemben, beleértve a savakat, lúgokat, oldószereket stb., így alkalmas vegyi laboratóriumokban, ipari gyártásban stb. Az ABS rúd magas hőmérsékleten is jó stabilitást mutat, ellenáll a deformációnak és megőrzi mechanikai teljesítményét, így alkalmas magas hőmérsékletű környezetben való használatra.

Az ABS gyanta világos sárga szemcsés, vagy gyöngy-szerű áttetsző gyanta, nem mérgező, íztelen, alacsony vízfelvevő. Jó átfogó fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint például kiváló elektromos tulajdonságok, kopásállóság, háromdimenziós stabilitás, kémiai ellenálló képesség és felületi fényes, és könnyen feldolgozható fröccsöntés. A hátránya az időjárás-állóság, rossz hőállóság és gyúlékonyság.

Mechanikai Tulajdonságok és Alkalmazások

Az ABS műanyag kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, ütésállósága nagyon alacsony hőmérsékleten is kiemelkedő. Kiváló kopásállósággal, jó mérettartási stabilitással és olajállósággal rendelkezik, és közepes terhelés és forgási sebesség mellett is használható. Az ABS kúszásállósága nagyobb, mint a HIPS és a PC, de kisebb, mint a PA és a POM. A hajlítási szilárdság és a nyomószilárdság is gyengébb, mint egyes más műanyagoké. Fontos megjegyezni, hogy az ABS mechanikai tulajdonságait nagyban befolyásolja a hőmérséklet.

Jellegzetes alkalmazási területek:

• 3D nyomtatás: Az ABS rúd a 3D nyomtatáshoz gyakran használt anyag, amely kiváló részletességű és erős modellek készítésére képes.
• Mechanikai alkatrészek: Alkalmas mechanikai alkatrészek, például alkatrészek, csapágyak és válaszfalak megmunkálására és gyártására.
• Modellkészítés és prototípusgyártás: Könnyű feldolgozhatósága és módosíthatósága miatt az ABS műanyag rudat széles körben használják modellkészítésben, kézműveskedésben és prototípusgyártásban.
• Háztartási gépek: Magas fényű ABS-t használnak porszívók, elektromos ventilátorok, légkondicionálók, telefonok és egyéb háztartási gépek gyártásánál. Az alacsony fényű ABS ideális műszerfalakhoz, műszerdobozokhoz, henger alakú tárgyakhoz és egyéb belső autóalkatrészekhez.
• Autóipar: Az ABS gyanta a harmadik legnagyobb gyanta, amelyet a poliuretán és a polipropilén után használnak autókban. Felhasználható az autó belsejében és külsején, a kormánykeréken, az olajvezető csőben és a kis részekben, mint például a fogantyúk és a gombok. Az autó külső része tartalmazza az első hűtőrácsot és a lámpatestet. Emellett az ABS gyanta jó hőállósága miatt az utóbbi években néhány új alkalmazási területet, például fúvókákat, tároló dobozokat, műszerfalakat stb. fejlesztettek ki. Az Egyesült Államokban az autóban lévő ABS-gyanta átlagos mennyisége 10 kg, ami a teherautók és más modellek átlagában 18-23 kg. Az autóalkatrészek nagy részét fröccsöntéssel dolgozzák fel. Az ABS sima felülete, jó ütésállósága, magas hőállósága és feldolgozhatósága miatt versenyképes más gyantákkal.
• Elektronika / Készülékek: Számos irodai és fogyasztói elektronikai/elektromos készülékben megtalálható. Az irodai eszközök közé tartozik az elektronikus adatfeldolgozók és az irodai berendezések. A fogyasztói készülékek közé tartozik a képalkotó berendezések, az audio berendezések és a mágneses adathordozók tárolása.
• Építőanyagok: Az ABS-gyanta alkalmazása az építőanyagok területén nagymértékben változik régiónként. Főként az Egyesült Államokban használt csövekhez használják, 95%-át. A többi lap vagy lemez formájában kerül felhasználásra. Nyugat-Európában jelenleg körülbelül 4-5% ABS-gyantát használnak az építéssel kapcsolatos alkalmazásokhoz, ahol az extrudált lapokat egészségügyi berendezésekben, például fürdődobozokban, úszómedenceburkolatokban stb. extrudált telefonok és kábelvezetékek gyártásához is.

Az ABS Gyártása és Módosításai

Az ABS gyanta előállítására számos módszer létezik. Jelenleg a világon a legszélesebb körben használt ipari készülékek az emulziós és a folyamatos tömbös polimerizáció.

Emulziós Oltási Keverési Folyamat

Az emulziós ojtási eljárást az ABS-gyanta emulziógraftozásának hagyományos módszere alapján fejlesztették ki. A különböző SAN-kopolimerizációs folyamatok szerint az emulziógraft-emulzió SAN-keveréke, emulzió-szuszpendáló szuszpenzió SAN-keverés és emulziós oltott ömlesztett SAN keverés háromféle változatát különböztetjük meg. Az utóbbi kettő széles körben alkalmazható a jelenlegi ipari berendezésekben.

A három emulziós oltási eljárás a következő köztes lépéseket tartalmazza:

1. Butadién latex előállítása: A butadién latex szintézise az ABS gyártási folyamatának fő egysége, és általában emulziós polimerizációs eljárással állítják elő. A termelési technológia jelenleg viszonylag érett, és a latex teljes szilárdanyag-tartalmát szabályozzák (minél nagyobb a teljes szilárdanyag-tartalom, annál alacsonyabb a termelési költség), és a gumi részecskék mérete 0,05-0,6 μm tartományban van szabályozva, előnyösen 0,1-0,4 μm. A részecskeméret bimodális, ami ABS-gyantatermékek kiváló felületi tulajdonságait és keménységét biztosítja.
2. Ojtott polimer szintézise: A polibutadién sztirollal és akrilnitrillel történő átültetése az ABS gyártási folyamatának központi egysége. A bimodális eloszlású polibutadién latexet folyamatosan adagolják az emulziós ojtóreaktorba, hogy sztirol és akrilnitril monomerek keverékével egy graft kopolimerizációs reakciót hajtsunk végre. Ha a monomer és a polibutadién aránya megnő, a graft-polimer és a SAN-kopolimer molekulatömege és oltási foka növekszik, és a belső graft arány általában növekszik a gumi részecskeátmérő növekedésével és a gumi keresztkötési sűrűség csökkenésével. Az átültetés és az oltás sűrűsége olyan tényezők, amelyek meghatározzák az ABS termék tulajdonságait, amikor a részecskeméret és a gumi keresztkötés sűrűsége állandó.
3. SAN-kopolimer szintézise: A sztirol és az akrilnitril kopolimer: emulziós módszer, szuszpenziós módszer és ömlesztett módszer szintézisére három módszer áll rendelkezésre. Az ömlesztett módszer hőkezelést és folyamatos polimerizációt alkalmaz. A termék tiszta, jó minőségű és kevésbé szennyezett. Ez a szuszpenziós módszer helyettesíti a SAN-szintézisben, különösen a nagyszabású ABS-gyártóberendezésekben. A felfüggesztési módszer egy iniciátort, szakaszos polimerizációt használ, és a termék nem olyan tiszta, mint az ömlesztett módszer, és a keletkező szennyvizet a környezet szennyezi, de a folyamat egyszerű, a folyamat rövid, a beruházás kicsi, és a polimerizáció hője könnyen eloszlik, így a felfüggesztés módszere gazdaságos a kis és közepes méretű eszközök számára. Az emulzió folyamat hosszú és a technológia elavult, a fejlett országokban alapvetően megszűntek.
4. Keverés és utókezelés: Végül a kapott ABS-graft-polimert és SAN-kopolimert különböző arányban összekeverjük, és különböző ABS-gyanta-termékeket kapunk, és a keverési módszer nagy rugalmasságot tesz lehetővé. Két módszer van a SAN keverésére és utókezelésére a graftpolimerrel: a "nedves eljárásban" az oltott ragasztót először nagy mennyiségű vízből eltávolítjuk, és a kapott kolloid vagy gumi blokkot a SAN-val együtt adagoljuk. Az extrudert szárítjuk, összekeverjük és őröljük. A "száraz eljárásban" az oltott ragasztóban lévő nagy mennyiségű vizet először centrifugával távolítjuk el, majd nitrogénnel és oxigénnel szárítjuk, és a szárított ojtott gumi részecskéket összekeverjük a SAN részecskékkel, extrudáljuk és szárítjuk. Mindkét folyamatot folyamatos eljárással állítják elő, és a berendezés adatai szabadalmaztatottak.

Folyamatos Testfolyamat

Az elmúlt években a folyamatos ABS folyamat tovább javult, és fokozatosan kialakította pozícióját, mint a fő ABS gyártási folyamat. A környezetvédelem és a beruházások szempontjából az ontológia módszer a legjobb ABS-gyártási folyamat. Az ömlesztett folyamat fő hátránya, hogy az előállított termékek korlátozásai, például a nagy hatású termékek előállításának korlátozásai. Az ömlesztett folyamat eltér az emulziós folyamattól. Az emulziós eljárást a vizes fázisban hajtjuk végre. A reakciórendszer viszkozitása alacsonyabb, és a hőátadás jobb. Amikor az ABS-gyantát az ömlesztett eljárás során állítják elő, a viszkozitás könnyen szabályozható, és a gumitartalom 15%-on belül szabályozható. Ez nem haladja meg a 20%-ot, és a szokásos ömlesztett eljárással előállított ABS-gyantában lévő gumi részecskék nagyok, és így a felületi fényesség rossz.

A legtöbb ömlesztett folyamat olyan reaktorrendszert alkalmaz, amelyben 3-5 folyamatos reaktor van sorba kapcsolva. A reaktorok keverhető tartályok, tornyok, csövek vagy kombináltak lehetnek. Az utóbbi években a folyamatos ömlesztett folyamatok főbb előrehaladása a termékek javítása terén a következő pontokkal rendelkezik:

1. A gumi részecskeméret kevesebb, mint 1,5 cm, javítja a fényességet.
2. Ellenőrizze a gumi részecskeméretet és -formát az ütésállóság javítása érdekében.
3. A gumifázisban a szorítás mennyiségének növelése.
4. A gumi részecskéinek bimodális eloszlása van.
5. Előnyös iniciátor típus és koncentráció stb.
6. A negyedik monomer-módosítás bevezetése: például az α-metil-sztirol bevitele hőálló ABS gyanta előállítására.

A fenti két ABS-gyártási eljárásban az ömlesztett folyamat teljes változó költsége és az emulziós oltott ömlesztett SAN-keverési folyamat ugyanaz, ha olyan ABS-gyantát állítanak elő, amelynek géltartalma 15 tömeg%-ban van egy termelési létesítményben, amelynek éves termelési teljesítménye 50 000 tonna. Az ontológiai folyamatban a teljes készpénzköltség alacsonyabb. A jó ütésállóságú, nagy ragasztású ABS-termék előállításához az ömlesztett ABS-gyártónak meg kell vásárolnia a gumi-oltott koncentrátumot, vagy magát a koncentrátumot az ömlesztett ABS-keveréshez, amely valójában a tömeges folyamatot emulziós oltott ömlesztett anyaggá alakítják át SAN keverési folyamat. Ezért csak néhány vállalat közvetlenül használ egy folyamatos ömlesztett folyamatot ABS-gyantatermékek előállításához, és a legtöbbjük még mindig ABS-beültetett ömlesztett SAN-t használ ABS-gyanta előállításához.

Módosított ABS Fajták

Az ABS gyanta folyamatos fejlesztésen megy keresztül, új fajták fejlesztésével, módosításokkal és ötvözet technológiai kutatásokkal. Ez lehetővé teszi a gyanta kompozit ötvözetek keverését, számos különféle, széles körben használt fő módosított műanyag előállítását.

Tűzálló (lángkésleltető) minőségű ABS

Az ABS gyúlékony anyag, az UL94 szabvány szerint HB szintre tartozik. Az ABS tűz gyorsan ég, és sok gáz és fekete füstöt bocsát ki, ami nem kedvez a gyakorlati alkalmazásoknak. A tudomány és a technológia fejlődése és az életminőség javítása, valamint a népi biztonságtudatosság növelése miatt bel- és külföldön a gépjármű-, építési, háztartási, irodai kellékek és egyéb műanyag felhasználásának anyagai szigorú tűzálló követelményeket támasztanak, megfelelő műszaki szabványok és normák előterjesztésével, így a gyulladásgátló ABS tanulmányozása nagyon fontos jelentőséggel bír.

Három fő módja van az ABS gyantából történő tűzveszélyesség csökkentésének:

1. Polimerek és ABS keverése lángkésleltetővel: Például CPE, PVC hozzáadása.
2. Az existing ABS kémiai változása: Például brómozott sztirol hozzáadása negyedik monomerként négykomponensű ABS előállításához.
3. Égésgátló anyagok hozzáadása ABS-hez: Beleértve a szervetlen égésgátló anyagokat (pl. MoO3) és szerves égésgátló anyagokat (mint a halogén vegyületek, foszfor égésgátló) általános módszer révén. A lángálló típusok magas hatásfokkal rendelkeznek, de más tulajdonságok rosszak lehetnek (például öregedésgátló, magas költség). A kémiailag módosított ABS-hez egy adott gyártási folyamat szükséges, egy sokkal összetettebb folyamat, amely az egyensúlyt a költségek és a teljesítmény, valamint a multi-funkcionális anyagok tervezésének rugalmassága között keresi. Jelenleg a lángmódosítás ABS anyagból főleg nagy hatékonyságú halogén tartalmú gyulladásgátló anyagok hozzáadásával történik.

Hőálló (hőálló) minőségű ABS

A hőálló ABS gyanta hődeformációja általában 90-105°C, amely jó hőállóságot, szívósságot és rugalmasságot biztosít. Használható autóajtóban, hátsó kerék belső fedőlapban, táblában, és így tovább. Otthoni készülékek területén is használják, mint például rizsfőző, mikrohullámú sütő, hajszárító és hasonlók.

Formázási Jellemzők

Az ABS formázási hőmérséklete 200-240°C. Szárítási körülmények: 80-90°C 2 óra.

1. Az amorf anyagot, a közepes folyékonyságot, a nagy nedvességelnyelést teljesen megszárítani kell, a fényes felületigényű műanyag részeket előmelegíteni kell, és 80-90°C-on 3 órán át szárítani kell.
2. Javasoljuk, hogy magas anyaghőmérsékletet és magas penész hőmérsékletet vegyen, de az anyag hőmérséklete túl magas ahhoz, hogy könnyen lebomlik (a bomlási hőmérséklet > 270°C). Nagyobb pontosságú műanyag alkatrészeknél a penész hőmérséklete 50-60 fok legyen; nagy fényességért és hőálló műanyag alkatrészekért az öntőforma hőmérséklete 60-80°C legyen.
3. Ha meg kell oldania a vízcsapdát, javítania kell az anyag folyékonyságát, magas anyaghőmérsékletet, magas szerszámhőmérsékletet, vagy a vízszint megváltoztatását.
4. Ha hőálló minőségű vagy égésgátló minőségű anyag keletkezik, a műanyag bomlástermék 3-7 napos gyártás után a penész felületén marad, ami a penész felületét fényesvé teszi. Meg kell tisztítani a formát időben, és a penész felületének növelnie kell a kipufogó helyzetét.

Iparági Kitekintés és Gyártók

A JingHong egy új anyaggyártó vállalat, amely integrálja a tudományos kutatást, fejlesztést, gyártást, értékesítést és szolgáltatást. Fő termékeik az FR4 lemez, a 3240-es A osztályú epoxilemez, a fenolos pamutlemez, a bakelit lemez, a rézbevonatú laminátum, az epoxigyanta és a műszaki műanyag, amelyek erős szigetelőanyag-fejlesztési és gyártási kapacitással rendelkeznek. Két gyáruk Hebei tartományban található. Az egyik a Hongda Insulation Materials Factory, mely 2000-ben alakult 30000 négyzetméteres területen, fejlett technológiai berendezésekkel és komplett vizsgálóberendezésekkel. Minden berendezésük teljesen automatizált gyártóműhely. Főleg 3420 epoxilemezt gyártanak B osztályú minőségben, éves termelésük több mint 13000 tonna, ezzel Kína legnagyobb B osztályú lemezgyártója. Emellett becsületes és megbízható egységet, fogyasztói elégedettségi egységet és egyéb, a kormány által kiadott kitüntetéseket is kaptak. A teljes beruházás 200 millió CNY, az éves termelés 30,000 tonna.

A JingHong több mint 20 éves tapasztalattal rendelkezik szigetelőlemezek gyártásában és értékesítésében, valamint több mint 10 éves export tapasztalattal. Termékeiket Oroszországba, Délkelet-Ázsiába, az Egyesült Államokba, Európába és más országokba exportálják, és az éves export mennyisége a teljes kínai export 40%-át teszi ki. Ráadásul saját logisztikai cégük van, így egyablakos szolgáltatást tudnak nyújtani. Főleg a minőséget és az integritást tartják fenn.

Az ABS gyanta legnagyobb alkalmazási területe az autóipar, az elektronika és az építőanyagok. A fogyasztási szerkezet régiónként jelentősen eltér. Az Egyesült Államokban és Nyugat-Európában az autóipari fogyasztás viszonylag magas, 22-24%-os, Japánban 15%, a Távol-Keleten pedig csak 5%. Japánban 27%, Nyugat-Európában 24% az elektronika területén, míg az Egyesült Államokban 20%. A Távol-Keleten az arány olyan magas, mint 50%, Japánban és Nyugat-Európában 23-26%, az Egyesült Államokban pedig csak körülbelül 10%. Ezen túlmenően a japán élelmiszerboltok aránya 28%, az Egyesült Államok pedig az építőanyagok 13-16%-át teszi ki. Az ABS gyantát fröccsöntéssel, extrudálással vagy hőformázással lehet feldolgozni.

ABS Ötvözetek és Keverékek

Az ötvözetek és keverékek a leggazdaságosabb módon igazíthatók a különböző alkalmazások teljesítményigényeihez. Az ABS-gyantákat ötvözik vagy keverik a magasabb árú polimerekkel, hogy előnyösek legyenek az olcsó, könnyen feldolgozható ABS-gyanták. Nagy ütésállóság és magas fizikai tulajdonságok más nagy árú gyantákkal szemben. A legfontosabb ABS ötvözet/keverék az ABS/PC, amely 75-80%-ot, majd ABS/PVC-t jelent.

tags: #abs #muanyag #rud