Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz (ABS) hat ausgewogene Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Z?higkeit und Vielseitigkeit. In diesem Artikel werden seine grundlegenden Eigenschaften, Klassifizierungen, Leistungsmerkmale und Verarbeitungstechniken er?rtert.

Was ist ABS-Kunststoff??

ABS-Harz ist ein tern?res Copolymer, das aus Acrylnitril (A), Butadien (B) und Styrol (S) sowie dessen modifizierten Varianten besteht. Kunststoffe, die aus ABS-Harz hergestellt werden, werden allgemein als ABS-Kunststoffe bezeichnet. Dieses Material vereint die Steifigkeit, chemische Best?ndigkeit und W?rmebest?ndigkeit von Polyacrylnitril, die Verarbeitbarkeit und ?sthetik von Polystyrol und die Schlagz?higkeit und K?ltebest?ndigkeit von Polybutadien.

ABS-Harz erscheint normalerweise als blassgelbes Granulat oder Pulver. Es ist ungiftig, geruchlos, leicht (mit einer Dichte von 1,04-1,07 g/cm3) und bietet eine ausgezeichnete Schlagz?higkeit, eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen und chemische Best?ndigkeit. Au?erdem zeichnet es sich durch Dimensionsstabilit?t, hohen Oberfl?chenglanz und einfache Beschichtung und Einf?rbung aus. ABS hat jedoch einige Einschr?nkungen: Es ist entflammbar, hat eine relativ niedrige W?rmeformbest?ndigkeit und weist eine schlechte Witterungsbest?ndigkeit auf.

Arten und Leistung von ABS

ABS-Harz kann in einer breiten Palette von Zusammensetzungen und Strukturen ma?geschneidert werden, um spezifische Leistungsanforderungen zu erfüllen.

Typen	Vorteil	Nachteil	Anmeldung
Allzweck-ABS	Gute mechanische Eigenschaften, kostengünstig	Schlechte Hitze- und Witterungsbest?ndigkeit	Haushaltsger?te, Spielzeug, Büroausstattung usw.
Hochschlagfestes ABS	Sehr hohe Schlagfestigkeit, bessere Z?higkeit	H?here Kosten, h?here Verarbeitungsschwierigkeiten	Autoteile, Schutzhelme, Sportger?te usw.
ABS mit hohem Durchfluss	Hohe Flie?f?higkeit, füllt leicht komplexe Formen	M?gliche Verringerung der mechanischen Festigkeit	Pr?zisionsteile, dünnwandige Produkte, Strukturen für elektronische Ger?te, usw.
Flammhemmendes ABS	Verbesserte Flammfestigkeit, erh?hte Sicherheit	Erh?hte Kosten, kann einige mechanische Eigenschaften beeintr?chtigen	Erh?hte Kosten k?nnen einige mechanische Eigenschaften beeintr?chtigen
Beschichtungsqualit?t ABS	Hohe Oberfl?chengüte, geeignet für Beschichtungen	H?here Kosten, besondere Verarbeitungsanforderungen	Dekorative Metallteile, Innen- und Au?enverkleidungen von Kraftfahrzeugen, Zierblenden für Elektronik usw.

Mechanische Eigenschaften

Die Zugfestigkeit von ABS variiert je nach Sorte erheblich und liegt in der Regel zwischen 33 und 52 MPa. ABS ist für seine au?ergew?hnliche Schlagz?higkeit bekannt. Hochschlagz?he ABS-Typen k?nnen bei Raumtemperatur eine Izod-Kerbschlagz?higkeit von etwa 400 J/m erreichen, die selbst bei -40°C noch Werte von über 120 J/m aufweist. Dies ist auf die zweiphasige Struktur von ABS zurückzuführen: eine kontinuierliche Harzphase mit dispergierten Gummipartikeln. Diese Gummipartikel absorbieren die Aufprallenergie, verhindern die Rissausbreitung und erh?hen die Z?higkeit.

Die Schlagz?higkeit h?ngt von Faktoren wie Kautschukgehalt, Veredelungsgrad und Partikelgr??e ab. Ein h?herer Kautschukgehalt (in der Regel 25 - 40% nach Masse) erh?ht die Schlagz?higkeit erheblich, ein zu hoher Kautschukgehalt kann jedoch andere mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Elastizit?tsmodul verringern.

ABS weist auch eine ausgezeichnete Kriechbest?ndigkeit auf. So zeigen beispielsweise ABS-Rohrproben, die bei Raumtemperatur 7,2 MPa ausgesetzt werden, selbst nach zweieinhalb Jahren nur vernachl?ssigbare Ma??nderungen. ABS ist zwar nicht als selbstschmierendes Material geeignet, aber seine gute Dimensionsstabilit?t macht es aufgrund seiner guten Verschlei?festigkeit für Lager mit mittlerer Belastung interessant.

Elektrische Eigenschaften

ABS-Harz bietet eine zuverl?ssige elektrische Isolierung über einen breiten Frequenzbereich mit minimalem Einfluss von Temperatur oder Feuchtigkeit. Seine elektrischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Eigentum	60Hz	103Hz	10?Hz
Dielektrischer Verlust (23°C)	3.73 – 4.01	2.75 – 2.96	2.44 – 2.85
Dielektrischer Verlustfaktor (23°C)	0.004 – 0.007	0.006 – 0.008	0.008 – 0.010
Volumenwiderstand (Ω-cm)	(1.05 - 3.60) × 101?	(1.05 - 3.60) × 101?	(1.05 - 3.60) × 101?
Oberfl?chenwiderstand (s)	66 – 82	66 – 82	66 – 82
Durchschlagsspannung (kV/mm)	14 – 15	14 – 15	14-15

Thermische Eigenschaften

Die W?rmeformbest?ndigkeitstemperatur (HDT) von ABS bei einer Belastung von 1,82 MPa liegt bei etwa 93°C, kann aber durch Glühen um 6-10°C ansteigen. Aufgrund seiner amorphen Struktur weist ABS ein stabiles Spannungs-Temperatur-Verhalten auf, wobei die HDT nur um 4-8°C ansteigt, wenn die Belastung auf 0,45 MPa sinkt. Hitzebest?ndige ABS-Typen k?nnen eine HDT von etwa 115 °C erreichen. Die Verspr?dungstemperatur von ABS liegt bei -7°C, aber es beh?lt seine betr?chtliche Festigkeit bei -40°C. ABS-Produkte werden in der Regel in einem Temperaturbereich von -40°C bis 100°C eingesetzt.

Der lineare W?rmeausdehnungskoeffizient von ABS liegt zwischen 6,4×10-?/°C und 11,0×10-?/°C, was unter den Thermoplasten relativ niedrig ist. Allerdings ist ABS im Vergleich zu anderen technischen Kunststoffen weniger w?rmebest?ndig, zersetzt sich bei 260 °C und setzt giftige flüchtige Verbindungen frei. Au?erdem ist es entflammbar und hat keine selbstverl?schenden Eigenschaften.

Chemische Eigenschaften

ABS-Harz weist eine gute chemische Best?ndigkeit auf, was vor allem auf seine Nitrilgruppen zurückzuführen ist, die es gegen verdünnte S?uren, Laugen und Salze best?ndig machen. Allerdings l?st es sich in Ketonen, Aldehyden, Estern und Chlorkohlenwasserstoffen auf. W?hrend ABS in den meisten Alkoholen wie Ethanol unl?slich ist, wird es in Methanol nach einigen Stunden weich. L?ngerer Kontakt mit Kohlenwasserstoff-L?sungsmitteln kann zum Aufquellen führen. Unter Belastung ist ABS anf?llig für Spannungsrisse durch Chemikalien wie Essigs?ure und Pflanzen?le. Tabelle 1-4 (Platzhalter: hier Tabelle zur Chemikalienbest?ndigkeit einfügen) beschreibt die Ver?nderungen der Masse und des Aussehens nach l?ngerem Kontakt mit verschiedenen Chemikalien.

Arten von modifizierten ABS-Harzen

Trotz seiner vielen Vorteile hat ABS als technischer Kunststoff seine Grenzen. Dazu geh?ren die unzureichende Festigkeit, die niedrige W?rmeformbest?ndigkeit, die geringe Witterungsbest?ndigkeit, die fehlenden selbstverl?schenden Eigenschaften und die Opazit?t. Um diese Probleme zu beheben, wurden mehrere modifizierte ABS-Varianten entwickelt, darunter verst?rktes ABS, flammhemmendes ABS, transparentes ABS, ASA, ACS und MBS-Harze.

Verst?rktes ABS

Durch die Zugabe von 20 - 40% (nach Masse) Glasfasern werden die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit und der Modul von ABS deutlich verbessert, w?hrend gleichzeitig die HDT erh?ht und der W?rmeausdehnungskoeffizient verringert wird, um die Dimensionsstabilit?t zu verbessern. Die Schlagz?higkeit nimmt jedoch mit h?herem Glasfasergehalt ab. Tabelle 2-1 (Platzhalter: Tabelle der Eigenschaften von verst?rktem ABS hier einfügen) fasst die Leistung von glasfaserverst?rktem ABS zusammen.

Flammenhemmendes ABS

ABS ist von Natur aus entflammbar, aber durch Zugabe von niedermolekularen organischen Flammschutzmitteln und Synergisten kann flammgeschütztes ABS hergestellt werden. Diese Variante ist ideal für elektronische und elektrische Anwendungen, die Flammbest?ndigkeit und gute mechanische Festigkeit erfordern, wie z. B. TV-Geh?use und Radome.

Durchsichtiges ABS

Standard-ABS ist undurchsichtig, aber transparentes ABS kann durch die Einbindung von Methylmethacrylat in die Acrylnitril-, Butadien- und Styrolkomponenten durch Pfropfcopolymerisation erreicht werden. Transparentes ABS bietet hohe Transparenz, ausgezeichnete L?sungsmittelbest?ndigkeit und hohe Schlagz?higkeit.

ASA-Harz

ASA-Harz (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein tern?res Copolymer, das durch Aufpfropfen von Acrylnitril und Styrol auf Acrylkautschuk hergestellt wird. ASA ist auch als AAS-Harz bekannt und zeichnet sich durch seine Witterungsbest?ndigkeit, Schlagfestigkeit, thermische Stabilit?t und chemische Best?ndigkeit aus. Es wird h?ufig für Automobilkomponenten wie Karosserieteile, Kraftstofftanks, Kühlergrills und Rücklichtabdeckungen verwendet. Die Tabelle listet die Leistung von ASA-Harz auf.

Dichte (g/cm3)	1.07
Zugfestigkeit (MPa)	52
Elastizit?tsmodul (GPa)	2.6
Dehnung(%)	15
Biegefestigkeit (MPa)	85
W?rmeablenkung Temperatur/℃	88
H?rte(R)	85

ACS-Harz

ACS-Harz (Acrylnitril-chloriertes Polyethylen-Styrol) ist ein tern?res Copolymer, das durch Pfropfen von Acrylnitril und Styrol auf hydriertes Polyethylen hergestellt wird. Es bietet eine ausgezeichnete Witterungsbest?ndigkeit und Flammwidrigkeit. In der Tabelle sind die Leistungsmerkmale des ACS-Harzes im Einzelnen aufgeführt.

Dichte (g/cm3)	1.07
Zugfestigkeit (MPa)	32
Dehnung(%)	40
W?rmeablenkungstemperatur /℃	86
Schrumpfungsrate beim Formen (%)	0.4

MBS-Harz

MBS-Harz (Methylmethacrylat-Butadien-Styrol) ist ein Pfropfcopolymer aus Methylmethacrylat, Butadien und Styrol. Ersetzt man Acrylnitril durch Methylmethacrylat, erh?lt man ein transparentes Material mit einer Lichtdurchl?ssigkeit von bis zu 90%. MBS weist eine gute Schlagz?higkeit und Z?higkeit bei -40 °C sowie eine gute Best?ndigkeit gegen anorganische S?uren, Laugen, Salze und ?le auf, ist jedoch weniger best?ndig gegen Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe. Die Tabelle fasst die Leistung des MBS-Harzes der Shanghai Pen Chemical Factory zusammen.

Dichte (g/cm3)	1.10-1.14
Zugfestigkeit (MPa)	40
Biegefestigkeit (MPa)	40
W?rmeablenkung Temperatur/℃	75-80
Schrumpfungsrate beim Formen (%)	0.4-0.6

Verarbeitungseigenschaften und Technologie von ABS-Kunststoffen

Flie?eigenschaften

ABS-Harz hat eine Schmelzflussrate (MFR), die typischerweise zwischen 0,02 und 1 g/min (200°C, 5 kg) liegt, wobei einige Sorten au?erhalb dieses Bereichs liegen. Eine h?here MFR bedeutet eine bessere Flie?f?higkeit. ABS mit einer MFR unter 0,1 g/min ist für die Extrusion geeignet, w?hrend eine MFR über 0,1 g/min ideal für das Spritzgie?en ist. Als pseudoplastische Flüssigkeit weist ABS ein scherverdünnendes Verhalten auf, so dass die Viskosit?t über die Scherrate eingestellt werden kann. Für eine gleichbleibende Produktqualit?t sollten Sie mit Scherraten arbeiten, bei denen die Viskosit?t weniger empfindlich auf Schwankungen reagiert. ABS hat eine m??ige Schmelzviskosit?t - weniger flüssig als Polyamid, aber st?rker als Polycarbonat - und eine relativ schnelle Abkühl- und Erstarrungsgeschwindigkeit.

Thermische Eigenschaften

Als amorphes Polymer hat ABS keinen eindeutigen Schmelzpunkt mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von etwa 115 °C. Die Verarbeitungstemperaturen müssen über diesem Wert liegen, in der Regel unter 250 °C, um eine Zersetzung zu vermeiden, die bei über 260 °C eintritt und giftige flüchtige Stoffe freisetzt. Empfohlene Verarbeitungstemperaturen sind:

• Spritzgie?en: 160-230°C
• Extrusion: 160-195°C
• Blasformen: 200-240°C
• Tiefziehen: 140-180°C

Der Temperaturbereich zwischen der Flie?temperatur und der Zersetzungstemperatur bestimmt die Verarbeitungsfreundlichkeit. ABS l?sst sich aufgrund seiner relativ niedrigen Schmelztemperatur (160-190 °C) und seines breiten Verarbeitungsfensters leicht verarbeiten. Hohe Verarbeitungstemperaturen erfordern jedoch kürzere Verweilzeiten, um chemische Reaktionen zu vermeiden. Die Zugabe von W?rmestabilisatoren kann das Verarbeitungsfenster erweitern und die zul?ssigen Verweilzeiten verl?ngern. Aufgrund der schlechten thermischen Stabilit?t sollte die Verweilzeit minimiert und der Maschinenzylinder nach der Verarbeitung gereinigt werden.

Trocknungseigenschaften

Die polaren Cyanogruppen von ABS führen zu einer h?heren Wasseraufnahme (0,3%-0,8%, weniger als 1%) als bei Polystyrol, aber weniger als bei Polyamid. Vor der Verarbeitung ist eine Vortrocknung erforderlich, um den Feuchtigkeitsgehalt unter 0,1% zu senken. Die Trocknung erfolgt bei ca. 80°C für 2-4 Stunden, wobei Methoden wie Umlufttrocknung (70-80°C, 4+ Stunden) oder konventionelle Ofentrocknung (80-100°C, 2 Stunden, Granulatschichtdicke <50 mm) verwendet werden.

Spritzgie?en

ABS wird in der Regel mit Schrauben verarbeitet Spritzgie?en Maschinen mit einer eink?pfigen, ?quidistanten, graduellen Vollgewindeschnecke (Verh?ltnis L?nge/Durchmesser von 20, Kompressionsverh?ltnis von 2,0-2,5). Offene oder verl?ngerte Düsen sind selbstschlie?enden Düsen vorzuziehen, um eine Verringerung des Durchflusses oder eine Verf?rbung des Materials zu vermeiden.

Die Einspritztemperaturen variieren je nach Sorte:

• Allzweck- und hochschlagfeste Sorten200-260°C (niedriger, um Zersetzung zu verhindern)
• Hitzebest?ndige und plattierte Sorten220-270°C (h?her für eine bessere Formfüllung oder Beschichtungsleistung)
• Flammhemmende Typen: 190-240°C

H?here Einspritzdrücke sind für dünnwandige Teile, lange Flie?wege, kleine Anschnitte oder hitzebest?ndige/flammhemmende Sorten erforderlich, w?hrend für dickwandige Teile mit gro?en Anschnitten niedrigere Drücke ausreichen. Um innere Spannungen zu minimieren, sollte der Nachdruck nicht zu hoch sein. Die Formtemperaturen liegen in der Regel bei 50 °C, k?nnen aber auf 70 °C erh?ht werden, um die Oberfl?chengüte zu verbessern, Schwei?n?hte zu reduzieren und Verformungen zu minimieren. Die Tabelle listet die Verarbeitungsbedingungen für verschiedene ABS-Sorten auf.

Parameter	Allgemeiner Typ	Typ mit hoher Schubkraft	Neuer Typ	Einstufig
Rotationsgeschwindigkeit (U/min)	30-60	30-60	30-60	20-60
Düsentemperatur (°C)	180-190	190-200	190-200	190-210
Düsentemperatur (°C) Nach	180-200()	180-200	190-200	200-210
Motortemperatur (°C) Mitte	210-230	210-230	220-240	230-250
Motortemperatur (°C) Vorderseite	200-210	200-210	200-220	210-230
Entzündungstemperatur (°C)	50-70	50-80	60-85	40-80
Hauptdruck (MPa)	70-90	70-120	85-120	70-120
Betriebsdruck (MPa)	50-70	50-70	50-80	50-70
Injektionszeit (s)	3-5	3-5	3-5	1-4
Haltezeit (s)	15-30	15-30	15-30	20-50
Abkühlzeit (s)	15-30	15-30	15-30	15-30
Gesamtzyklus (s)	40-70	40-70	40-70	40-90

Extrusion

Für die ABS-Extrusion werden allgemeine Einschneckenextruder (L?ngen-Durchmesser-Verh?ltnis von 18-20, Kompressionsverh?ltnis von 2,5-3,0) mit graduellen oder abrupten Kompressionsschnecken verwendet. Die moderate Viskosit?t der Schmelze macht eine Schneckenkühlung überflüssig. Bei der Extrusion werden ABS-Profile wie Rohre, St?be und Platten hergestellt. Die Tabelle listet detaillierte Verarbeitungsbedingungen für ABS-Rohre bzw. -Stangen auf.

Parameter	Allgemeiner Wert
Au?endurchmesser der Welle (mm)	32.5
Innendurchmesser der Welle (mm)	25.5
Temperatur (°C) Bereich Untere	160-165
Temperatur (°C) Bereich Obere	170-175
Temperatur (°C) Spitzenwert	175-180
Entzündungstemperatur (°C)	175-180
Betriebstemperatur (°C)	190-195
Rotationsgeschwindigkeit (U/min)	10.5
Innendurchmesser (mm)	33
?u?erer Durchmesser (mm)	26
Flach Gerade ?u?ere L?nge (mm)	50
Position Verh?ltnis	1.02
?u?eres Festes Gewicht Innendurchmesser (mm)	33
?u?ere feste L?nge (mm)	250

über SogaWorks

SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserientests und Gro?serienproduktion mit Dienstleistungen wie ABS CNC-Bearbeitung3D-Druck, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ausw?hlen und jeden Schritt verfolgen. Das verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.