Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz (ABS) hat ausgewogene Eigenschaften wie hohe Festigkeit, Z\u00e4higkeit und Vielseitigkeit. In diesem Artikel werden seine grundlegenden Eigenschaften, Klassifizierungen, Leistungsmerkmale und Verarbeitungstechniken er\u00f6rtert.<\/p>\n\n\n\n
ABS-Harz ist ein tern\u00e4res 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\u00e4ndigkeit und W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit von Polyacrylnitril, die Verarbeitbarkeit und \u00c4sthetik von Polystyrol und die Schlagz\u00e4higkeit und K\u00e4ltebest\u00e4ndigkeit von Polybutadien.<\/p>\n\n\n\n
ABS-Harz erscheint normalerweise als blassgelbes Granulat oder Pulver. Es ist ungiftig, geruchlos, leicht (mit einer Dichte von 1,04-1,07 g\/cm\u00b3) und bietet eine ausgezeichnete Schlagz\u00e4higkeit, eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen und chemische Best\u00e4ndigkeit. Au\u00dferdem zeichnet es sich durch Dimensionsstabilit\u00e4t, hohen Oberfl\u00e4chenglanz und einfache Beschichtung und Einf\u00e4rbung aus. ABS hat jedoch einige Einschr\u00e4nkungen: Es ist entflammbar, hat eine relativ niedrige W\u00e4rmeformbest\u00e4ndigkeit und weist eine schlechte Witterungsbest\u00e4ndigkeit auf.<\/p>\n\n\n\n
ABS-Harz kann in einer breiten Palette von Zusammensetzungen und Strukturen ma\u00dfgeschneidert werden, um spezifische Leistungsanforderungen zu erf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Mechanische Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die Zugfestigkeit von ABS variiert je nach Sorte erheblich und liegt in der Regel zwischen 33 und 52 MPa. ABS ist f\u00fcr seine au\u00dfergew\u00f6hnliche Schlagz\u00e4higkeit bekannt. Hochschlagz\u00e4he ABS-Typen k\u00f6nnen bei Raumtemperatur eine Izod-Kerbschlagz\u00e4higkeit von etwa 400 J\/m erreichen, die selbst bei -40\u00b0C noch Werte von \u00fcber 120 J\/m aufweist. Dies ist auf die zweiphasige Struktur von ABS zur\u00fcckzuf\u00fchren: eine kontinuierliche Harzphase mit dispergierten Gummipartikeln. Diese Gummipartikel absorbieren die Aufprallenergie, verhindern die Rissausbreitung und erh\u00f6hen die Z\u00e4higkeit.<\/p>\n\n\n\n Die Schlagz\u00e4higkeit h\u00e4ngt von Faktoren wie Kautschukgehalt, Veredelungsgrad und Partikelgr\u00f6\u00dfe ab. Ein h\u00f6herer Kautschukgehalt (in der Regel 25 - 40% nach Masse) erh\u00f6ht die Schlagz\u00e4higkeit erheblich, ein zu hoher Kautschukgehalt kann jedoch andere mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Elastizit\u00e4tsmodul verringern.<\/p>\n\n\n\n ABS weist auch eine ausgezeichnete Kriechbest\u00e4ndigkeit auf. So zeigen beispielsweise ABS-Rohrproben, die bei Raumtemperatur 7,2 MPa ausgesetzt werden, selbst nach zweieinhalb Jahren nur vernachl\u00e4ssigbare Ma\u00df\u00e4nderungen. ABS ist zwar nicht als selbstschmierendes Material geeignet, aber seine gute Dimensionsstabilit\u00e4t macht es aufgrund seiner guten Verschlei\u00dffestigkeit f\u00fcr Lager mit mittlerer Belastung interessant.<\/p>\n\n\n\n Elektrische Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n ABS-Harz bietet eine zuverl\u00e4ssige elektrische Isolierung \u00fcber einen breiten Frequenzbereich mit minimalem Einfluss von Temperatur oder Feuchtigkeit. Seine elektrischen Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.<\/em><\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Thermische Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die W\u00e4rmeformbest\u00e4ndigkeitstemperatur (HDT) von ABS bei einer Belastung von 1,82 MPa liegt bei etwa 93\u00b0C, kann aber durch Gl\u00fchen um 6-10\u00b0C ansteigen. Aufgrund seiner amorphen Struktur weist ABS ein stabiles Spannungs-Temperatur-Verhalten auf, wobei die HDT nur um 4-8\u00b0C ansteigt, wenn die Belastung auf 0,45 MPa sinkt. Hitzebest\u00e4ndige ABS-Typen k\u00f6nnen eine HDT von etwa 115 \u00b0C erreichen. Die Verspr\u00f6dungstemperatur von ABS liegt bei -7\u00b0C, aber es beh\u00e4lt seine betr\u00e4chtliche Festigkeit bei -40\u00b0C. ABS-Produkte werden in der Regel in einem Temperaturbereich von -40\u00b0C bis 100\u00b0C eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n Der lineare W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient von ABS liegt zwischen 6,4\u00d710-\u2075\/\u00b0C und 11,0\u00d710-\u2075\/\u00b0C, was unter den Thermoplasten relativ niedrig ist. Allerdings ist ABS im Vergleich zu anderen technischen Kunststoffen weniger w\u00e4rmebest\u00e4ndig, zersetzt sich bei 260 \u00b0C und setzt giftige fl\u00fcchtige Verbindungen frei. Au\u00dferdem ist es entflammbar und hat keine selbstverl\u00f6schenden Eigenschaften.<\/p>\n\n\n\n Chemische Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n ABS-Harz weist eine gute chemische Best\u00e4ndigkeit auf, was vor allem auf seine Nitrilgruppen zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, die es gegen verd\u00fcnnte S\u00e4uren, Laugen und Salze best\u00e4ndig machen. Allerdings l\u00f6st es sich in Ketonen, Aldehyden, Estern und Chlorkohlenwasserstoffen auf. W\u00e4hrend ABS in den meisten Alkoholen wie Ethanol unl\u00f6slich ist, wird es in Methanol nach einigen Stunden weich. L\u00e4ngerer Kontakt mit Kohlenwasserstoff-L\u00f6sungsmitteln kann zum Aufquellen f\u00fchren. Unter Belastung ist ABS anf\u00e4llig f\u00fcr Spannungsrisse durch Chemikalien wie Essigs\u00e4ure und Pflanzen\u00f6le. Tabelle 1-4<\/em> (Platzhalter: hier Tabelle zur Chemikalienbest\u00e4ndigkeit einf\u00fcgen) beschreibt die Ver\u00e4nderungen der Masse und des Aussehens nach l\u00e4ngerem Kontakt mit verschiedenen Chemikalien.<\/p>\n\n\n\n Trotz seiner vielen Vorteile hat ABS als technischer Kunststoff seine Grenzen. Dazu geh\u00f6ren die unzureichende Festigkeit, die niedrige W\u00e4rmeformbest\u00e4ndigkeit, die geringe Witterungsbest\u00e4ndigkeit, die fehlenden selbstverl\u00f6schenden Eigenschaften und die Opazit\u00e4t. Um diese Probleme zu beheben, wurden mehrere modifizierte ABS-Varianten entwickelt, darunter verst\u00e4rktes ABS, flammhemmendes ABS, transparentes ABS, ASA, ACS und MBS-Harze.<\/p>\n\n\n\n Verst\u00e4rktes ABS<\/strong><\/p>\n\n\n\n Durch die Zugabe von 20 - 40% (nach Masse) Glasfasern werden die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit und der Modul von ABS deutlich verbessert, w\u00e4hrend gleichzeitig die HDT erh\u00f6ht und der W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient verringert wird, um die Dimensionsstabilit\u00e4t zu verbessern. Die Schlagz\u00e4higkeit nimmt jedoch mit h\u00f6herem Glasfasergehalt ab. Tabelle 2-1<\/em> (Platzhalter: Tabelle der Eigenschaften von verst\u00e4rktem ABS hier einf\u00fcgen) fasst die Leistung von glasfaserverst\u00e4rktem ABS zusammen.<\/p>\n\n\n\n Flammenhemmendes ABS<\/strong><\/p>\n\n\n\n ABS ist von Natur aus entflammbar, aber durch Zugabe von niedermolekularen organischen Flammschutzmitteln und Synergisten kann flammgesch\u00fctztes ABS hergestellt werden. Diese Variante ist ideal f\u00fcr elektronische und elektrische Anwendungen, die Flammbest\u00e4ndigkeit und gute mechanische Festigkeit erfordern, wie z. B. TV-Geh\u00e4use und Radome.<\/p>\n\n\n\n Durchsichtiges ABS<\/strong><\/p>\n\n\n\n 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\u00f6sungsmittelbest\u00e4ndigkeit und hohe Schlagz\u00e4higkeit.<\/p>\n\n\n\n ASA-Harz<\/strong><\/p>\n\n\n\n ASA-Harz (Acrylnitril-Styrol-Acrylat) ist ein tern\u00e4res 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\u00e4ndigkeit, Schlagfestigkeit, thermische Stabilit\u00e4t und chemische Best\u00e4ndigkeit aus. Es wird h\u00e4ufig f\u00fcr Automobilkomponenten wie Karosserieteile, Kraftstofftanks, K\u00fchlergrills und R\u00fccklichtabdeckungen verwendet. Die Tabelle <\/em>listet die Leistung von ASA-Harz auf.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n ACS-Harz<\/strong><\/p>\n\n\n\n ACS-Harz (Acrylnitril-chloriertes Polyethylen-Styrol) ist ein tern\u00e4res Copolymer, das durch Pfropfen von Acrylnitril und Styrol auf hydriertes Polyethylen hergestellt wird. Es bietet eine ausgezeichnete Witterungsbest\u00e4ndigkeit und Flammwidrigkeit. In der Tabelle sind die Leistungsmerkmale des ACS-Harzes im Einzelnen aufgef\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n MBS-Harz<\/strong><\/p>\n\n\n\n MBS-Harz (Methylmethacrylat-Butadien-Styrol) ist ein Pfropfcopolymer aus Methylmethacrylat, Butadien und Styrol. Ersetzt man Acrylnitril durch Methylmethacrylat, erh\u00e4lt man ein transparentes Material mit einer Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von bis zu 90%. MBS weist eine gute Schlagz\u00e4higkeit und Z\u00e4higkeit bei -40 \u00b0C sowie eine gute Best\u00e4ndigkeit gegen anorganische S\u00e4uren, Laugen, Salze und \u00d6le auf, ist jedoch weniger best\u00e4ndig gegen Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe. Die Tabelle <\/em>fasst die Leistung des MBS-Harzes der Shanghai Pen Chemical Factory zusammen.<\/p>\n\n\n\n Flie\u00dfeigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n ABS-Harz hat eine Schmelzflussrate (MFR), die typischerweise zwischen 0,02 und 1 g\/min (200\u00b0C, 5 kg) liegt, wobei einige Sorten au\u00dferhalb dieses Bereichs liegen. Eine h\u00f6here MFR bedeutet eine bessere Flie\u00dff\u00e4higkeit. ABS mit einer MFR unter 0,1 g\/min ist f\u00fcr die Extrusion geeignet, w\u00e4hrend eine MFR \u00fcber 0,1 g\/min ideal f\u00fcr das Spritzgie\u00dfen ist. Als pseudoplastische Fl\u00fcssigkeit weist ABS ein scherverd\u00fcnnendes Verhalten auf, so dass die Viskosit\u00e4t \u00fcber die Scherrate eingestellt werden kann. F\u00fcr eine gleichbleibende Produktqualit\u00e4t sollten Sie mit Scherraten arbeiten, bei denen die Viskosit\u00e4t weniger empfindlich auf Schwankungen reagiert. ABS hat eine m\u00e4\u00dfige Schmelzviskosit\u00e4t - weniger fl\u00fcssig als Polyamid, aber st\u00e4rker als Polycarbonat - und eine relativ schnelle Abk\u00fchl- und Erstarrungsgeschwindigkeit.<\/p>\n\n\n\n Thermische Eigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n Als amorphes Polymer hat ABS keinen eindeutigen Schmelzpunkt mit einer Glas\u00fcbergangstemperatur (Tg) von etwa 115 \u00b0C. Die Verarbeitungstemperaturen m\u00fcssen \u00fcber diesem Wert liegen, in der Regel unter 250 \u00b0C, um eine Zersetzung zu vermeiden, die bei \u00fcber 260 \u00b0C eintritt und giftige fl\u00fcchtige Stoffe freisetzt. Empfohlene Verarbeitungstemperaturen sind:<\/p>\n\n\n\n Der Temperaturbereich zwischen der Flie\u00dftemperatur und der Zersetzungstemperatur bestimmt die Verarbeitungsfreundlichkeit. ABS l\u00e4sst sich aufgrund seiner relativ niedrigen Schmelztemperatur (160-190 \u00b0C) und seines breiten Verarbeitungsfensters leicht verarbeiten. Hohe Verarbeitungstemperaturen erfordern jedoch k\u00fcrzere Verweilzeiten, um chemische Reaktionen zu vermeiden. Die Zugabe von W\u00e4rmestabilisatoren kann das Verarbeitungsfenster erweitern und die zul\u00e4ssigen Verweilzeiten verl\u00e4ngern. Aufgrund der schlechten thermischen Stabilit\u00e4t sollte die Verweilzeit minimiert und der Maschinenzylinder nach der Verarbeitung gereinigt werden.<\/p>\n\n\n\n Trocknungseigenschaften<\/strong><\/p>\n\n\n\n Die polaren Cyanogruppen von ABS f\u00fchren zu einer h\u00f6heren 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\u00b0C f\u00fcr 2-4 Stunden, wobei Methoden wie Umlufttrocknung (70-80\u00b0C, 4+ Stunden) oder konventionelle Ofentrocknung (80-100\u00b0C, 2 Stunden, Granulatschichtdicke <50 mm) verwendet werden.<\/p>\n\n\n\nTypen<\/td> Vorteil<\/td> Nachteil<\/td> Anmeldung<\/td><\/tr> Allzweck-ABS<\/td> Gute mechanische Eigenschaften, kosteng\u00fcnstig<\/td> Schlechte Hitze- und Witterungsbest\u00e4ndigkeit<\/td> Haushaltsger\u00e4te, Spielzeug, B\u00fcroausstattung usw.<\/td><\/tr> Hochschlagfestes ABS<\/td> Sehr hohe Schlagfestigkeit, bessere Z\u00e4higkeit<\/td> H\u00f6here Kosten, h\u00f6here Verarbeitungsschwierigkeiten<\/td> Autoteile, Schutzhelme, Sportger\u00e4te usw.<\/td><\/tr> ABS mit hohem Durchfluss<\/td> Hohe Flie\u00dff\u00e4higkeit, f\u00fcllt leicht komplexe Formen<\/td> M\u00f6gliche Verringerung der mechanischen Festigkeit<\/td> Pr\u00e4zisionsteile, d\u00fcnnwandige Produkte, Strukturen f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te, usw.<\/td><\/tr> Flammhemmendes ABS<\/td> Verbesserte Flammfestigkeit, erh\u00f6hte Sicherheit<\/td> Erh\u00f6hte Kosten, kann einige mechanische Eigenschaften beeintr\u00e4chtigen<\/td> Erh\u00f6hte Kosten k\u00f6nnen einige mechanische Eigenschaften beeintr\u00e4chtigen<\/td><\/tr> Beschichtungsqualit\u00e4t ABS<\/td> Hohe Oberfl\u00e4cheng\u00fcte, geeignet f\u00fcr Beschichtungen<\/td> H\u00f6here Kosten, besondere Verarbeitungsanforderungen<\/td> Dekorative Metallteile, Innen- und Au\u00dfenverkleidungen von Kraftfahrzeugen, Zierblenden f\u00fcr Elektronik usw.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Eigentum<\/td> 60Hz<\/td> 10\u00b3Hz<\/td> 10\u2079Hz<\/td><\/tr> Dielektrischer Verlust (23\u00b0C)<\/td> 3.73 – 4.01<\/td> 2.75 – 2.96<\/td> 2.44 – 2.85<\/td><\/tr> Dielektrischer Verlustfaktor (23\u00b0C)<\/td> 0.004 – 0.007<\/td> 0.006 – 0.008<\/td> 0.008 – 0.010<\/td><\/tr> Volumenwiderstand (\u03a9-cm)<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td><\/tr> Oberfl\u00e4chenwiderstand (s)<\/td> 66 – 82<\/td> 66 – 82<\/td> 66 – 82<\/td><\/tr> Durchschlagsspannung (kV\/mm)<\/td> 14 – 15<\/td> 14 – 15<\/td> 14-15<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Arten von modifizierten ABS-Harzen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Dichte (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.07<\/td><\/tr> Zugfestigkeit (MPa)<\/td> 52<\/td><\/tr> Elastizit\u00e4tsmodul (GPa)<\/td> 2.6<\/td><\/tr> Dehnung(%)<\/td> 15<\/td><\/tr> Biegefestigkeit (MPa)<\/td> 85<\/td><\/tr> W\u00e4rmeablenkung Temperatur\/\u2103<\/td> 88<\/td><\/tr> H\u00e4rte(R)<\/td> 85<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Dichte (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.07<\/td><\/tr> Zugfestigkeit (MPa)<\/td> 32<\/td><\/tr> Dehnung(%)<\/td> 40<\/td><\/tr> W\u00e4rmeablenkungstemperatur \/\u2103<\/td> 86<\/td><\/tr> Schrumpfungsrate beim Formen (%)<\/td> 0.4<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Dichte (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.10-1.14<\/td><\/tr> Zugfestigkeit (MPa)<\/td> 40<\/td><\/tr> Biegefestigkeit (MPa)<\/td> 40<\/td><\/tr> W\u00e4rmeablenkung Temperatur\/\u2103<\/td> 75-80<\/td><\/tr> Schrumpfungsrate beim Formen (%)<\/td> 0.4-0.6<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Verarbeitungseigenschaften und Technologie von ABS-Kunststoffen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
\n