ABS-пластик: свойства и применение¶

ABS-пластик — это термопластичный сополимер, получаемый полимеризацией трёх мономеров: акрилонитрила, бутадиена и стирола. Отсюда и название материала — по первым буквам этих компонентов (Acrylonitrile Butadiene Styrene). Материал относится к группе инженерных пластиков и широко используется в промышленности благодаря сочетанию прочности, ударопрочности, технологичности и невысокой стоимости.

¶Состав и структура

ABS — это сополимер трёх компонентов, каждый из которых отвечает за определённые свойства материала:

Структура материала представляет собой двухфазную систему: каучуковые частицы полибутадиена диспергированы в термопластичной матрице сополимера акрилонитрила и стирола (АБС-смола). Именно такая структура обеспечивает высокую ударопрочность — каучуковые включения гасят энергию удара и препятствуют распространению трещин.

¶Основные свойства

ABS-пластик обладает набором характеристик, которые делают его одним из самых универсальных термопластов:

• Ударопрочность — сохраняется в широком диапазоне температур, включая отрицательные значения (до −40 °C).
• Твёрдость и жёсткость — поверхность материала устойчива к царапинам и деформациям.
• Термостойкость — рабочий диапазон температур обычно от −40 до +80 °C (некоторые марки выдерживают до +100 °C).
• Химическая стойкость — устойчив к кислотам, щелочам, солям, минеральным маслам и жирам; разрушается под действием ацетона, эфиров и концентрированных кислот.
• Технологичность — легко перерабатывается методами литья под давлением, экструзии и вакуумного формования; хорошо склеивается и паяется.
• Электроизоляционные свойства — используется для изготовления корпусов электрооборудования.
• Внешний вид — принимает практически любой цвет, допускает окрашивание, гальванизацию, напыление и печать.

К недостаткам материала относятся невысокая термостойкость по сравнению с полиамидами, склонность к старению под действием ультрафиолета (со временем желтеет и становится хрупким) и низкая стойкость к органическим растворителям.

¶Марки и модификации

На основе базового ABS разработано множество модифицированных марок:

• ABS — базовый сополимер общего назначения.
• ABS/PC — смесь ABS с поликарбонатом; повышенная термостойкость и ударопрочность, применяется в автомобильной промышленности.
• ABS/PA — смесь ABS с полиамидом; улучшенная химическая стойкость.
• Ударопрочный ABS (high-impact ABS) — с увеличенным содержанием каучуковой фазы.
• Огнестойкий ABS — с добавлением антипиренов, применяется в электротехнике.
• ABS с повышенной текучестью — для тонкостенного литья.

¶Производство

Основной метод получения ABS — эмульсионная или суспензионная полимеризация акрилонитрила и стирола в присутствии полибутадиенового каучука. Промышленное производство ABS-пластика налажено во многих странах; крупнейшими производителями являются компании в США, Германии, Южной Корее, Японии и Китае. В России производством ABS-смол занимаются, в частности, предприятия нефтехимической отрасли, однако значительная часть материала импортируется.

¶Применение

ABS-пластик применяется практически во всех отраслях промышленности:

• Электротехника и электроника — корпуса бытовой техники (телевизоры, пылесосы, кофемашины), корпуса компьютеров, детали выключателей и розеток.
• Автомобильная промышленность — бамперы, приборные панели, детали салона, корпуса зеркал.
• Игрушки и товары народного потребления — конструкторы, куклы, канцелярские принадлежности, корпуса инструментов.
• Строительство — панели, трубы, элементы вентиляционных систем.
• Медицинская техника — корпуса приборов (материал не токсичен и допускает стерилизацию).
• 3D-печать — ABS — один из самых распространённых материалов для аддитивных технологий (FDM/FFF-печать).

¶Переработка и экология

ABS относится к перерабатываемым пластикам — маркировка №7 (OTHER) или ABS. Материал можно переплавлять и использовать повторно, однако на практике доля переработанного ABS невелика из-за сложности разделения смесевых полимеров. При сжигании ABS выделяет токсичные вещества, поэтому утилизация должна проводиться на специализированных предприятиях.

¶Интересные факты

• ABS впервые был разработан в 1940-х годах: в 1948 году компания American Rubber & Synthetics получила патент на сополимер, а промышленное производство началось в начале 1950-х годов.
• Популярный конструктор LEGO изготавливается из ABS — материал выбран за точность отливки, яркость окраски и долговечность.
• ABS — один из немногих пластиков, который можно легко паять паяльником, что делает его любимым материалом радиолюбителей и мастерских по ремонту.

Источники:

• «Пластмассы: свойства и применение» — справочная литература по полимерам
• ГОСТ 17007-86 «Пластмассы. Методы испытаний на растяжение»
• Технические каталоги производителей ABS-смол (LG Chem, SABIC, BASF)
• «Полимерные материалы: учебное пособие» — учебники по химии полимеров