پلیمر ABS
پلیمر ABS
پلیمر ABS (آکریلونیتریل بوتادین استایرن)، یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین پلیمرهای گرمانرم (ترموپلاستیک) تجاری است. این ماده که یک پلیمر مهندسی به شمار می‌رود، خواص مکانیکی بهتری نسبت به پلاستیک‌های معمولی دارد و به صورت یک ماده آمورف (بی‌شکل) و مات شناخته می‌شود.
ABS در واقع یک تری‌پلیمر است، یعنی از پلیمریزاسیون سه مونومر مختلف به دست می‌آید: آکریلونیتریل، بوتادین و استایرن. فرمول شیمیایی کلی آن به صورت (C₈H₈)ₓ·(C₄H₆)y·(C₃H₃N)z نمایش داده می‌شود. ساختار مولکولی آن شامل یک زنجیره‌ی اصلی و سخت از کوپلیمر استایرن-آکریلونیتریل (SAN) است که زنجیره‌های پلی‌بوتادین (نوعی لاستیک) در آن پراکنده شده‌اند.
نسبت این سه مونومر در ترکیب نهایی ABS می‌تواند متغیر باشد که این ویژگی امکان تنظیم دقیق خواص آن را برای کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. به طور معمول، ترکیب این پلیمر شامل:
۱۵ تا ۳۵ درصد آکریلونیتریل: افزایش مقاومت شیمیایی و سختی.
۵ تا ۳۰ درصد بوتادین: بهبود چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه.
۴۰ تا ۶۰ درصد استایرن: ایجاد سطح براق و افزایش شکل‌پذیری.
این پلیمر از اوایل دهه ۱۹۵۰ به صورت تجاری تولید شده و امروزه در طیف گسترده‌ای از محصولات، از جمله آجرهای لگو، قطعات داخلی خودرو و محفظه‌های تجهیزات الکترونیکی، کاربرد فراوانی دارد.
• سفتی
• قیمت پایین
• ضربه‌پذیری بالا
• ثبات ابعاد و اندازه‌ها
• قابلیت ماشین‌کاری بالا
• عایق بودن نسبت به برق
• قابلیت جوشکاری بسیار خوب
• قابلیت رنگ‌پذیری خوب
•ساخت قطعات بدنه خودرو از جمله داشبورد، روکش درب‌ها، قطعات تزئینی داخل خودرو، کمربند ایمنی، سپر خودرو و پوشش چرخ‌ها
• تولید قطعات اسباب بازی
• ساخت تلفن
• تولید بدنه لوازم خانگی مانند بدنه یخچال
• تولید پوشش ابزارآلات الکتریکی دستی
• ساخت بدنه کامپیوتر
• تولید عایق‌های برودتی
• صنایع آبکاری
•حساسیت به شعله
• کدر و مات بودن
• تغییر رنگ و خواص در مقابل اشعه خورشید
اگرچه ABS معایبی نیز دارد، اما از طریق آلیاژ کردن آن با مواد دیگر، این معایب را می‌توان برطرف کرد. به طور مثال، از طریق آلیاژ کردن آن با PVC می‌توان حساسیت ABS را به شعله کاهش داد و آن را دیر سوز و نیز ضربه‌پذیر کرد. برای رفع مشکل مات و کدر بودن ABS نیز، می‌توان آن را با پلی متیل متاکریلات، آلیاژ کرد تا ABS شفاف حاصل شود.
گریدهای ABS
ویژگی های پلیمر ABS
به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که پلیمر ABS دارد، در شرایط مختلف و در صنایع مختلف قابل استفاده است. این ویژگی ها عبارتند از:
- مقاومت در برابر ضربه: بوتادین موجود در پلیمر ای بی اس سبب افزایش انعطاف پذیری و استحکام پلیمر می شود و این سبب افزایش مقاومت در برابر ضربه و فشار در پلیمر ABS است.
- مقاومت حرارتی: ABS مقاومت خوبی در برابر دماهای بالا دارد. این پلیمر می‌تواند دمای بین 100 تا 110 درجه سانتی‌گراد را تحمل کند.
- مقاومت شیمیایی: ABS مقاومت خوبی در برابر بسیاری از حلال ها دارد ولی در برابر یک سری از مواد شیمیایی قوی آسیب پذیر است.
- خاصیت شفافیت و براقیت: از ABS در مواردی که نیاز به ظاهر زیبا است به دلیل براق بودن استفاده می کنند.
- قابلیت فرآوری بالا: تولید ABS به راحتی و با استفاده از روش‌های مختلف مانند تزریق، قالب‌گیری، اکستروژن و چاپ سه‌بعدی قابل انجام است.
3 روش‌های تولید پلیمر ABS
پلیمر ABS را به روش های مختلفی می توان تولید کرد. این روش ها عبارتند از:
- پلیمر شدن امولسیونی:
از این روش تولید ABS، در مقیاس صنعتی استفاده می‌کنند. روند تولید پلمر با استفاده از این شرایط به اینگونه است که مونومرها تحت شرایط خاص حضور یک آغازگر رادیکالی تبدیل به پلیمر می شوند. نتیجه این روش این است که پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا و ویژگی‌های مکانیکی خوب تولید می‌شود.
- پلیمر شدن سوسپانسیونی:
در این روش صنعتی، مونومرها در آب و یا در هر محیط مایع شکل تبدیل به پلیمر می شوند. مونومرها به صورت ذرات ریز معلق باقی مانده و سپس با استفاده از یک آغازگر، تشکیل زنجیره‌های پلیمری را می‌دهند. این روش به دلیل کنترل خوب اندازه ذرات و تولید پلیمرهایی با ویژگی‌های خاص مانند جذب آب و استحکام مناسب، در تولید پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها و پوشش‌های مختلف کاربرد دارد
- پلیمر شدن در حضور یک افزودنی:
در این روش یک افزودنی کمکی به سیستم پلیمریزاسیون اضافه می شود تا ویژگی‌های خاص مثل سرعت واکنش، ساختار پلیمر یا خواص فیزیکی نهایی بهبود یابد. این افزودنی‌ها مانند کاتالیزورها، تثبیت‌کننده‌ها یا تقویت‌کننده‌ها انواع مختلف دارند که باعث کنترل بهتر فرآیند تولید پلیمر و بهبود ویژگی‌های آن می‌شوند.
کاربردهای پلیمر ABS
پلیمر ABS به دلیل ویژگی‌های خاص خود در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد. از جمله این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنعت خودروسازی
از پلیمر ای بی اس در صنعت خودرو به دلیل مقاومت بالایی که در برابر ضربه دارد و همچنین انعطاف پذیری بالا و استحکام بالا استفاده می شود. از این پلیمر در تولید قطعات داخلی و خارجی خودرو مانند پنل درب و قطعات تزئینی، سپر و بخش های محافظ خودرو استفاده می‌شود.
- صنعت الکترونیک
از ABS در صنعت الکترونیک بطور گسترده استفاده می‌شود و این به دلیل قابلیت های بالای پلیمر ABS است. قاب های الکترونیکی، قطعات داخلی دستگاه ها، ابزارهای کنترلی، لوازم خانگی و تجهیزات صوتی و تصویری از جمله صنایعی هستند که ABS در آنها کاربرد دارد.
- چاپ سه‌بعدی
استحکام ABS و مقاومت بالای این پلیمر در برابر دماهای بالا آن را به عنوان گزینه ای مناسب در فناوری چاپ سه بعدی تبدیل کرده است. از این پلیمر جهت چاپ قطعات، مدل های مهندسی، ابزار صنعتی و قطعات یدکی استفاده می‌شود.
- لوازم خانگی و ابزارآلات
ABS در تولید لوازم خانگی مانند جاروبرقی‌ها، مخلوط‌کن‌ها، و انواع دیگر لوازم خانگی که نیاز به استحکام و دوام دارند، کاربرد دارد. همچنین، در تولید ابزارآلات صنعتی و تجهیزات پزشکی نیز از این ماده استفاده می‌شود.
- بسته‌بندی
از ABS در تولید هر نوع محصولی که نیاز مقاومت و استحکام بالا داشته باشد استفاده می شود. از این پلیمر در برخی از انواع صنایع بسته‌بندی، به خصوص بسته بندی هایی که نیاز به مقاومت بالا دارد استفاده می‌شود.
محصولات پلیمر ABS
به منظور خرید محصولات پلیمر ABS، از جمله ورق، بوشن، و میلگرد، شناخت ویژگی های تخصصی و کاربردی هر یک از محصولات، به انتخاب صحیح و بهینه محصولات توسط کاربران کمک موثری می‌کند. Acrylonitrile Butadiene Styrene، پلیمر مقاوم با ویژگی‌های خاص بوده و در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد. برخی از محصولات پلیمر ای بی اس به شرح زیر است.
ورق ABS
ورق های ABS با مقاومت بالا در برابر ضربه بوده، دوام و ثبات ابعادی داشته، همچنین انعطاف‌پذیری و پایداری حرارتی مناسبی داشته و برای کاربردهای صنعتی و ساختمانی ایده‌آل هستند. در ادامه مطلب ضخامت ورق های ABS را ارائه کرده‌ایم.
- ابعاد و ضخامت‌ها:
10050* سانتی‌متر با ضخامت 2 تا 6 سانتی‌متر
210 سانتی‌متر طول با ضخامت 2 تا 5 سانتی‌متر
12060* سانتی‌متر با ضخامت 2 تا 6 سانتی‌متر
120*300 سانتی‌متر با ضخامت 5 تا 10 سانتی‌متر
تولیدات 1 میلی‌متر تا 35 سانتی متر مرکز پلیمر اریس پلاستیک هم در دسترس هستند.
- کیفیت و رنگ:
ورق های تولیدی شهرهای اصفهان و تبریز با تنوع رنگ و کیفیت متفاوتی ارائه می‌شود. کیفیت بالای ورق ها دلیل استفاده این محصول در طراحی داخلی، تبلیغات، و قطعات صنعتی است.
میلگرد ABS
میلگرد ABS با مقاومت مکانیکی و پایداری حرارتی مناسبی بوده و در ساخت قطعات صنعتی، خودروسازی، الکترونیک، و لوازم خانگی بکار می‌رود.
مقاومت کششی بالا، ثبات ابعادی، و استحکام بالا در برابر ضربه از ویژگی‌های فنی میلگرد ABS است. میلگرد ABS در محیط‌های با فشار و شرایط سخت هم عملکرد مطلوبی دارد.
3. بوشن ABS
بوشن های ABS در سیستم های لوله‌کشی، اتصالات صنعتی و لوله‌های تحت فشار استفاده می‌شوند. مقاومت بالا در برابر رطوبت، مواد شیمیایی، و حرارت و مقاومت در برابر تغییرات دما و ضربه از ویژگی های تخصصی بوشن ABS است.
خواص شیمیایی پلیمر ABS
خواص شیمیایی پلیمر ABS از ترکیب سه مونومر اصلی آن نشأت می‌گیرد که هر کدام ویژگی‌های منحصربه‌فردی به ساختار نهایی می‌بخشند:
آکریلونیتریل (C₃H₃N): این جزء، مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی پلیمر را افزایش می‌دهد. هرچه درصد آکریلونیتریل بیشتر باشد، مقاومت ABS در برابر حرارت و مواد شیمیایی نیز بالاتر می‌رود.
بوتادین (C₄H₆): این مونومر که نوعی لاستیک مصنوعی است، انعطاف‌پذیری، چقرمگی (مقاومت در برابر شکست) و مقاومت ضربه‌ای پلیمر را به شکل چشمگیری بهبود می‌بخشد.
استایرن (C₈H₈): استایرن باعث سختی، استحکام و براقیت سطح قطعه نهایی می‌شود. همچنین فرآیندپذیری و قابلیت قالب‌گیری پلیمر را آسان‌تر می‌کند.
مقاومت شیمیایی
ABS در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی پایداری خوبی از خود نشان می‌دهد، از جمله:
مقاومت در برابر آب و محلول‌های نمکی: در برابر آب، نمک‌های غیرآلی، اسیدهای متنوع (مانند هیدروکلریک اسید و فسفریک اسید) و بازها مقاوم است.
مقاومت در برابر روغن‌ها: در مقابل روغن‌های حیوانی، گیاهی و معدنی پایداری خوبی دارد.
حساسیت شیمیایی
با وجود مقاومت‌های ذکر شده، ABS در برابر برخی حلال‌های آلی آسیب‌پذیر است:
استون: این حلال تأثیر بسیار شدیدی بر ABS دارد و می‌تواند به سرعت آن را حل کرده یا متورم کند.
سایر حلال‌ها: ABS در برابر حلال‌های کلردار، کتون‌ها، استرها و برخی هیدروکربن‌های آروماتیک (مانند اتیل بنزن) مقاومت پایینی دارد.
بازیافت و تجزیه‌پذیری
تجزیه‌پذیری: این پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر نیست و در طبیعت باقی می‌ماند.
قابلیت بازیافت: ABS کاملاً قابل بازیافت است. بازیافت مکانیکی آن، به‌ویژه از ضایعات الکترونیکی، یک روش رایج است و پلیمر بازیافتی می‌تواند بخش زیادی از خواص مکانیکی اولیه خود را حتی پس از چند چرخه فرآوری حفظ کند.
