АБС-пластик: состав и характеристики¶

АБС-пластик — ударопрочный конструкционный термопласт на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола. Аббревиатура образована от начальных букв английских названий мономеров: Acrylonitrile, Butadiene, Styrene (ABS). Материал сочетает жёсткость и твёрдость (от акрилонитрила), эластичность и ударную вязкость (от бутадиенового каучука) и технологичность переработки (от стирола). Выпускается в виде гранул, из которых методами литья под давлением и экструзии получают готовые изделия.

¶Состав

АБС представляет собой не механическую смесь, а сополимер, получаемый сополимеризацией трёх мономеров. Типичное массовое соотношение компонентов:

Промышленный синтез чаще всего идёт в две стадии: сначала полимеризацией бутадиена и стирола получают латекс сополимера (каучуковую фазу), затем в его присутствии прививают акрилонитрил и стирол. В результате образуется двухфазная структура: каучуковые частицы распределены в жёсткой матрице стирол-акрилонитрильного сополимера. Именно эта морфология обеспечивает сочетание прочности и ударной вязкости.

В состав композиций вводят добавки: термостабилизаторы, антиоксиданты, смазки, красители, антипирены, антистатики. Для повышения эксплуатационных свойств выпускают сополимеры ABS/PC (с поликарбонатом), ABS/PVC, а также стеклонаполненные и вспененные марки.

¶Характеристики

Основные физико-механические свойства типового АБС-пластика:

• плотность — 1,02–1,08 г/см³;
• прочность при растяжении — 35–50 МПа;
• ударная вязкость по Изоду — 100–400 Дж/м (у высокоударных марок выше);
• модуль упругости — 1,8–2,8 ГПа;
• твёрдость по Роквеллу — R 100–115;
• температура эксплуатации — от −40 до +80 °C (кратковременно до +100 °C);
• теплостойкость по Вика — 90–110 °C;
• водопоглощение — низкое, 0,2–0,4 %;
• усадка при литье — 0,4–0,7 %.

Материал стоек к разбавленным кислотам, щелочам, солям, спиртам, маслам и воде. Нестоек к концентрированным кислотам, ароматическим и хлорированным углеводородам, кетонам, сложным эфирам, а также к длительному воздействию ультрафиолета (без стабилизаторов желтеет и теряет ударную вязкость).

АБС хорошо окрашивается, легко перерабатывается, поддаётся гальваническому металлизированию, склеиванию и сварке. Он аморфен, поэтому имеет гладкую глянцевую поверхность и стабильные размеры, но уступает поликарбонату по прозрачности и термостойкости.

¶Виды и модификации

Различают марки по назначению:

• общего назначения — для корпусных и бытовых изделий;
• ударопрочные — с повышенным содержанием бутадиена;
• теплостойкие — с увеличенной долей акрилонитрила или добавкой α-метилстирола;
• прозрачные — на основе совместимых сополимеров (MABS);
• огнестойкие — с антипиренами;
• гальваностойкие — для последующей металлизации;
• экструзионные — для листов и профилей.

¶Применение

АБС — один из наиболее востребованных инженерных термопластов. Из него изготавливают:

• корпуса бытовой техники, телевизоров, мониторов, электроинструмента;
• детали интерьера и экстерьера автомобилей;
• корпуса и панели офисной техники;
• детские игрушки (в том числе конструкторы);
• сантехнику, трубы, фитинги;
• элементы мебели, чемоданы, спортинвентарь;
• 3D-пластик для FDM-печати (филамент).

Значительные объёмы АБС перерабатываются в листовой материал, применяемый для вакуумной формовки, рекламных конструкций и холодильной техники.

¶Переработка и экология

Основные методы переработки — литьё под давлением (температура расплава 200–260 °C), экструзия и вакуумная формовка. Перед переработкой гранулы сушат, так как влага вызывает дефекты поверхности.

АБС относится к термопластам, пригодным к многократной переработке, однако механические свойства при повторном использовании снижаются. Материал подлежит вторичной переработке с маркировкой «7» (прочие) или «ABS». При горении выделяет токсичные продукты, что требует соблюдения мер безопасности.

¶Рынок

АБС производится крупными нефтехимическими компаниями; значительная часть мощностей сосредоточена в Азии. Потребление материала растёт в электронике, автомобилестроении и производстве потребительских товаров. Цена зависит от стоимости нефтехимического сырья — стирола, акрилонитрила и бутадиена.