Что такое пластик ABS? Свойства, производство и применение

ABS расшифровывается как сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол, тип аморфного термопластичного инженерного пластика, широко используемого в электронике, автомобильных деталях и потребительских товарах. В отличие от однокомпонентных пластиков, он сополимеризуется из трех мономеров, каждый из которых вносит свои сильные и слабые стороны, что приводит к таким свойствам, как ударопрочность, высокая жесткость, термостойкость и устойчивость к химической коррозии.

Каждый из трех мономеров вносит вклад в общую композицию

Промышленный стандартный состав трех мономеров в ABS — акрилонитрила, бутадиена и стирола — составляет примерно 15%-35% акрилонитрила, 5%-30% бутадиена и 40%-60% стирола (наиболее типичное соотношение в эмульсионном методе составляет примерно A:B:S≈22:17:61). Производители гибко регулируют соотношение в зависимости от конечных применений; больше бутадиена добавляется для более прочных применений, а больше стирола — для более жестких применений.

Акрилонитрил синтезируется через процесс аммоксидации пропилена (также называемый процессом Sohio), используя пропилен, аммиак и воздух в качестве сырья. Этот процесс включает одностадийный синтез в газовой фазе под действием катализатора, и более 95% мировой производственной мощности акрилонитрила следует этому маршруту. Сильная полярность цианогруппы из акрилонитрила делает ABS устойчивым к коррозионным воздействиям кислот, щелочей и масел, а также улучшает твердость поверхности и термостойкость, снижая склонность к деформации и старению при средних температурах.

Бутадиен в основном выделяется из C4-фракции этиленового парового крекинга и диспергируется в матрице ABS в виде резиновых микрочастиц. При ударе эти резиновые фазы поглощают энергию удара через кавитацию и пластическую деформацию, делая ABS гораздо более ударопрочным, чем обычные жесткие пластики, и менее склонным к хрупкости. ABS идеально подходит для внутренних деталей автомобилей и корпусов электронных устройств, которые часто подвергаются вибрациям и ударам.

Стирол получают путем реакции дегидрирования этилбензола (сам этилбензол получают алкилированием бензола и этилена) и является скелетным компонентом ABS. Он обеспечивает жесткость и стабильность размеров материала, а также придает ABS хорошую текучесть после плавления, что делает его подходящим для литья под давлением, экструзии и выдувного формования. Обработанные детали имеют гладкие поверхности и легко окрашиваются.

Два основных маршрута процесса

Существует два основных технических маршрута для глобального производства ABS: эмульсионная прививочная полимеризация и массовая полимеризация. Эмульсионный метод имеет самую длительную историю развития, зрелую технологию и широкий диапазон регулируемых характеристик, в настоящее время составляя примерно 55%-60% мировой производственной мощности. Массовый метод, благодаря низкому энергопотреблению и высокой чистоте продукта, в последние годы демонстрирует устойчивый рост доли производственных мощностей.

Эластичная матрица эмульсионного метода прививки — это латекс полибутадиена (PBL). Весь процесс состоит из четырех этапов: сначала PBL готовится методом эмульсионной полимеризации при 50-80°C; затем добавляются мономеры стирола и акрилонитрила для прививочной сополимеризации, где мономеры полимеризуются на поверхности резиновых частиц, образуя структуру ядро-оболочка; далее готовится отдельный сополимер SAN; наконец, привитый латекс и SAN совместно конденсируются, промываются, сушатся и гранулируются для получения готового продукта ABS.

Массовый метод не использует эмульгаторы или водную среду. Полибутадиеновый каучук непосредственно растворяется в смеси мономеров стирола и акрилонитрила, и полимеризация проводится в закрытом реакторе при контролируемой температуре. По мере увеличения степени превращения система претерпевает фазовый инверсионный процесс, при котором резиновая фаза диспергируется в матрице SAN, образуя двухфазную структуру. Этот метод производит ABS с чрезвычайно низким содержанием остаточных примесей (примерно 1/20 от эмульсионного метода) и низким содержанием летучих органических соединений, что приводит к более белому цвету. Однако его глянец не так хорош, как у продуктов, обработанных эмульсионным методом, и он в основном ориентирован на высококачественные области, такие как точные электронные компоненты и медицинские устройства.

Преимущества процесса и отраслевые тенденции

Самое большое преимущество процесса ABS — это его настраиваемая производительность — путем регулировки соотношения формулы и параметров полимеризации можно производить материалы с различными уровнями прочности, жесткости и термостойкости. В настоящее время значительные усилия направлены на улучшение очистки сточных вод для эмульсионного метода, в то время как массовый метод продолжает расширять производство благодаря своему естественному преимуществу отсутствия сточных вод. Вместе эти два маршрута продвигают ABS к снижению энергопотребления и повышению экологической безопасности.

Наша платформа соединяет сотни проверенных китайских химических поставщиков с покупателями по всему миру, способствуя прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы массовые товары, специальные химикаты или услуги по индивидуальной закупке, TDD-Global заслуживает доверия как ваш первый выбор.