Transcript اکریلونیتریل بوتادین استایرن - پارسا پلاستیک نوین|parsa

‫‪ABS‬يك پالستيك ارزان قيمت مهندسي است كه جزء پالستيكهاي گرمانرم بوده و‬
‫داراي ساختاري آمورف مي باشد‪.‬‬
‫داراي استحکام ابعادي و مقاومت حرارتي خوب و نيز مقاومت به ضربه باال حتي‬
‫در دماهاي پايين ‪ ,‬اين پليمر بسيار قوي و مقاوم به خراشيدگي است‪.‬‬
‫كاربرد وسيع پالستيكهاي ‪ ABS‬بدليل خواص متعادل مكانيكي‪ ،‬حرارتي و‬
‫شيميايي است‪.‬‬
‫اكريلونيتريل بوتادين استايرن از پليمرازيسيون استايرن و اكريلونيتريل در حضور‬
‫پلی بوتادين به دست می آيد‪ .‬علت اصلی كاربرد اين نوع پليمر خواص تقريباً بی‬
‫نظير تركيبی آن است‪ .‬خواص اين پليمر با تغيير نسبت آکريلونيتريل در دو جزء‬
‫ديگر آن‪ ،‬بطور قابل مالحظهًای متغير است‪ .‬اين مشتق از رزين های استايرن‬
‫دارای جايگاه مهمی است‪ .‬در حقيقت‪ ،‬استحکام‪ ،‬سختی‪ ،‬ثبات ابعادی و ديگر‬
‫خواص مکانيکی آنها‪ ،‬با تغيير اين نسبتها قابل اصالح است‪.‬‬
‫خواصًفيزيکیًوًشيميايی‪:‬‬
‫‪chemical formula (C8H8· C4H6·C3H3N)n‬‬
‫دماى خود آتشگيرى ‪ ۵٠۵:‬درجه سانتيگراد‪.‬‬
‫حالليت‪ :‬در حاللهاى آلى در استن‪ ،‬متيل اتيل کتن و دى کلرومتان قابل حل است‪.‬‬
‫محدوده عملکرد دمايي اين پليمر ‪ -50‬تا ‪ +70‬درجه سانتي گراد است‬
‫درجه ذوب‪ 200 :‬درجه سانتی گراد و درجه سوختن آن ‪ 220‬درجه سانتی گراد‬
‫می باشد ‪.‬‬
‫شکل فيزيکى ‪ :‬پودر يا گلوله‬
‫موارد مصرف‪:‬‬
‫درًساختًقطعاتًداخلیًلوازمًمنزلً‪ -‬اتومبيلًوًقطعاتًالكترونيکیًکاربردًدارد‪.‬‬
‫اطالعات ايمنی‪:‬‬
‫معموال پايدار ‪ ،‬گرد و غبار اين محصول باعث تحريكات چشمی می شود ‪ ،‬در‬
‫صورت بلعيدن مسموميت ايجاد نمی كند‪.‬‬
‫مجتمع های توليد کننده‪ :‬پتروشيمی تبريز وشرکت پتروشيمی گلپايگان‬
‫‪ ABS‬وًمونومرهايًآن‬
‫‪ABS‬كوپليمري است كه از سه مونومر زير تشكيل شده است‪:‬‬
‫ آكريلونيتريل (‪) Acrylonitrile‬‬‫بوتادين (‪)Butadiene‬‬‫ استايرن )‪)Styrene‬‬‫اين سه مونومر را به روشهاي مختلف مثل كوپليمريزاسيون الحاقي و يا مخلوط‬
‫فيزيكي مي توان پليمريزه كرد‪.‬‬
‫درًزيرًبهًبررسيًخواصيًكهًهرًمونومرًبهً ‪ ABS‬ميً‬
‫دهد‪ً،‬ميًپردازيم‬
‫‪ :1‬آكريلونيتريل‪ :‬افزاينده مقاومت در برابر حرارت و واكنشهاي شيميايي‬
‫‪ : 2‬بوتادين‪ :‬تقويت كننده استحكام فشاري و سفتي‬
‫‪ :3‬استايرن‪ :‬شكل پذيري بهتر و سختي بيشتر آكريلونيتريل‪ -‬بوتادين‪-‬‬
‫استايرن‬
‫وجود اين سه مونومر با نسبتهاي مختلف و با طول زنجيره هاي مختلف در‬
‫‪ABS‬سبب پديد آمدن رنج وسيعي از خواص مختلف در اين پالستيك‪ ،‬با‬
‫كاربردهاي مختلف شده است‪.‬‬
‫گرچه‪ ،‬هرکدام از اين مواد به تنهايی دارای مقاومت حرارتی پايين (حدود‪90‬درجه‬
‫سانتيگراد )ودارای استحکام نسبتاً کم‪ ،‬و مقاومت شيميايی محدود هستند‪ ،‬قيمت‬
‫پايين‪ ،‬اتصال راحت و راحتی ساخت‪ ،‬اين مواد را برای لولهًهای توزيع گاز‪ ،‬آب‪،‬‬
‫فاضالب و خطوط تخليه‪ ،‬قسمتهای اتومبيل و خدمات بسيار از تلفن تا قسمتهای‬
‫مختلف اتومبيل بسيار مورد توجه کرده است‪ .‬مقاومت اين ماده توسط مقدار کمی‬
‫از ترکيبات آلی تهديد می شود‪ ،‬و به آسانی توسط عوامل اکسيد کننده و اسيدهای‬
‫معدنی قوی مورد حمله قرار میًگيرد‪ .‬عالوه بر اين‪ ،‬ممکن است گراکينگ فشاری‬
‫در حضور بعضی مواد آلی در آنها رخ دهد‪.‬اما در مقايسه با ديگر‬
‫پالستيکهامقاومت اين پالستيک در برابر مواد شيميايی ‪ ،‬حالل ها و رطوبت خوب‬
‫است‪ .‬از طرف ديگر ‪ ،‬توانايی آن برای آميخته شدن به منظور سفتی و انعطاف ‪-‬‬
‫پذيری در طيف باال می باشد‪.‬‬
‫روشًهايًتوليدًپالستيكًهايً‪ABS‬‬
‫روش توليد اول ‪:‬‬
‫از جمله روشهاي توليد ‪ ABS‬مي توان به آلياژ سازي پلي استايرن‪ ،‬آكريلو‬
‫نيتريل و الستيك استايرن‪ -‬بوتادين اشاره كرد‪ .‬در اين روش مقداري الستيك‬
‫استايرن‪ -‬بوتادين به پلي استايرن براي بهبود ضربه پذيري و مقداري‬
‫آكريلونيتريل براي سفتي قبل از پليمريزه شدن مي افزايند‪ .‬اين امرسبب مي شود‬
‫كه ‪ABS‬تحت فشار انعطاف نشان دهد در حالي كه سختي كافي براي حفظ شكل‬
‫خود را دارد‪.‬‬
‫روش توليد دوم ‪:‬‬
‫‪-‬‬
‫در اين روش استايرن و آكريلونيتريل را به شيرا به پلي بوتادين اضافه مي‬
‫كنيم و آنها را تا ‪ 50‬درجه سيلسيوس حرارت مي دهيم سپس يك آغازگر به‬
‫محلول در آب مي افزاييم تا فرايند پليمريزاسيون آغاز شود‪ .‬در اين روش‬
‫حاصل آن پلي بوتادين پيوند شده با آكريلو نيتريل و پليمر آكريلونيتريل‪-‬‬
‫استايرن است‪.‬‬
‫مزايا‬
‫‪ -1‬ضربه پذيري خوب‬
‫‪ -2‬قابليت ماشينكاري خوب‬
‫‪ -3‬قيمت پايين‬
‫‪ -4‬ثبات در ابعاد و اندازه ها‬
‫‪ -5‬سفتي باال ومقاومت در برابرخراشيدگی‬
‫‪ -6‬قابليت شكل با حرارت و‪...‬‬
‫‪.7‬روندگی آن برای قالبگيری بسيار مناسب است ‪.‬‬
‫معايب‬
‫‪ -1‬كدر و مات بودن‬
‫‪ -2‬حساسيت به شعله‬
‫‪ -3‬تغيير رنگ و خواص در برابر اشعه خورشيد‬
‫‪ -4‬جذ ب رطوبت تقريباً باال‬
‫‪ - 5‬خواص جريان بين گونه هاي مختلف ‪ ABS‬متفاوت است‪.‬‬
‫‪ -6‬به هوازدگی مقاومت ندارد ومقاومت کمی نسبت به اسيدهاوحالل های سوزش‬
‫اور دارد‪.‬‬
‫‪ -7‬خاصيت سمی بودن آن در روند توليد محصول‪.‬‬
‫كاربردهایًويژه‬
‫‪ -1‬ساختن مدلهاي نمونه اوليه‬
‫‪ -2‬محفظه ها و پوششها‬
‫‪ -3‬اجزاء بدنه و نگهدارنده ها‬
‫‪ -4‬اجزاء ماشين‬
‫‪ -5‬غلطك ها‬
‫‪ -6‬جوشكاري و‪...‬‬
‫مواردًاستفادهًیًپليمرً ‪ ABS‬درًصنايعًمختلف‬
‫‪ - 1‬صنايع لوازم خانگی‪ :‬قاب تلويزيون ‪ ،‬قطعات داخلی يخچال ‪ ،‬بدنه‬
‫جاروبرقی‪.‬‬
‫‪ -2‬الکترونيک‪ :‬بدنه گوشی های تلفن های ثابت و همراه ‪.‬‬
‫‪ -3‬صنايع اتومبيل سازی‪ :‬داشبورد ‪ ،‬سپر ‪.‬‬
‫‪ - 4‬لوازم پزشکی‪ :‬اسپايک ست سرم ‪،‬ترانسفرست ‪،‬ريل وقرقره ست سرم‬
‫آلياژها‬
‫توفيق هاي تجاري ‪ ABS‬سبب پديد آمدن آلياژهاي ديگري شد تا برخي نارساييهاي‬
‫آن را برطرف كنند‪ .‬از آن جمله مي توان به ‪ MBS‬اشاره كرد كه دو مزيت عمده‬
‫نسبت به ‪ ABS‬داشت‪.‬‬
‫‪ -1‬شفافيت باال ‪ -2‬مقاومت بهتر در برابر تأثيرات اشعه خورشيد مي باشد‪.‬‬
‫از معايب آن استحكام كششي پايينتر و دماي خمشي كمتر نسبت به ‪ ABS‬است‪.‬‬
‫براي ديرسوز كردن ‪ABS‬آن را با ‪PVC‬آلياژ مي كنند كه نسبت ‪ 80‬به ‪ 20‬اين‬
‫آلياژ توليد ‪ ABS‬نسوز مي كند كه ماده توليد شده ضربه پذير نيز مي باشد‪.‬‬
‫از آلياژ سازي ‪ABS‬با پلي متيل متاكريالت ‪ ABS‬شفاف بدست مي آيد‪.‬‬
‫آلياژ پلیًکربنات (‪ )PC‬و ‪ ABS‬نيز از آلياژهای تجاری مرسوم است و‬
‫کاربردهای متنوعی به خصوص در صنايع خودروسازی‪ ،‬لوازم الکتريکی‪ ،‬لوازم‬
‫خانگی‪ ،‬قطعات صنعتی و لوازم اداری دارد که محدوده وسيعی از محصوالت را‬
‫تشکيل می دهد و با توجه به قيمت مناسب‪ ،‬میًتواند به خوبی با ديگر پالستيکًهای‬
‫کند‪.‬‬
‫رقابت‬
‫مهندسی‬
‫با آلياژ کردن ‪ PC‬و ‪ ABS‬میًتوان به محصوالتی با خواص برتر مانند‬
‫مقاومت ضربه بسيار باال‪ ،‬دمای تغيير شکل حرارتی باال و فرايندپذيری مناسب‬
‫‪.‬‬
‫يافت‬
‫دست‬
‫‪ .‬زيراليهًهای تودوزی داخل خودرو هنگامی که مقاومت حرارتی باال از آنها‬
‫انتظار میًرود‪ ،‬از آلياژهای ‪ PC/ABS‬تهيه میًشوند‪.‬‬
‫همچنين از اين آلياژ به دليل خواص خوب الکتريکی‪ ،‬سبکی و مقاومت در‬
‫برابر ضربه در ساخت وسايل اداری و الکترونيک مانند بدنه و قطعات مختلف‬
‫رايانه ها و چاپگرها‪ ،‬دستگاهًهای فتوکپی و تلفنًهای همراه استفاده میًشود؛ افزون‬
‫بر اين چون اين آلياژ عايق الکتريکی خوب و ضربهًپذيری است؛ از آن در کليدها‪،‬‬
‫پريزها‪ ،‬تجهيزات ايمنی الکتريکی‪ ،‬بخش ًهای انتهايی المپًها و ديگر قطعات‬
‫مشابه استفاده میًشود‪.‬‬
‫مجتمع پتروشيمی تبريز‪ ،‬اقدام به توليد سه گريد مقاوم حرارتی ‪ ABS‬کرده است‬
‫که اين گريدهای مقاوم در برابر حرارت ‪ ABS‬يکی از گريدهای پرمصرف در‬
‫صنايع خودروسازی است و کاربردهای عمده آن در قسمتًهای داخلی خودرو از‬
‫قبيل داشبورد‪ ،‬کنسولًها و پانلًها است و تغيير شکل نيافتن در حرارتًهای باال‬
‫مهم ترين ويژگی اين گريدها شناخته می شود؛ البته تقسيمًبندی اين گريدها براساس‬
‫مقاومت آنها در حرارتًهای باال صورت می گيرد که اين مشخصه براساس نقطه‬
‫نرمی اندازهًگيری میًشود‪ .‬نمونهًهای توليدی از لحاظ کاهش مقاومت ضربه‪،‬‬
‫مقاومت نمونهًها در برابر تغيير رنگ (در اثر نور خورشيد) و تغيير دمای نقطه‬
‫دارد‪.‬‬
‫مطلوبی‬
‫خواص‬
‫نرمی‪،‬‬
‫در اين سه گريد‪ ،‬در کنار افزايش پايداری تغيير شکل حرارتی‪ ،‬چسبيدن به قالب‬
‫نيز به حداقل رسيده و جريانًپذيری محصول در حد مطلوب است‪.‬‬
‫ترموپالستيكهاي آمورف به طور كلي قابليت جوش پذيري بهتري نسبت به ساير‬
‫ترموپالستيكها دارند و از جمله كاربردهاي ‪ABS‬در جوشكاري پالستيكها است‪.‬‬
‫‪ ABS‬هم بعنوان ماده پر كننده (سيم جوش) و هم بعنوان پالستيكي جوش پذير در‬
‫اين زمينه مطرح است‪.‬‬
‫وقتي كه ‪ ABS‬مي سوزد بوي شيريني دارد و از اين روش جهت پي بردن به‬
‫سيم جوشهاي جنس ‪ABS‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫همچنين قطعات ‪ABS‬را به طرق مختلفي مي توان مانند جوش مقاومتي‪ ،‬ليزري‪،‬‬
‫صفحه داغ و‪ ...‬به هم جوش داد‪.‬‬
‫‪ABS‬را به خوبي مي توان آبكاري كرد‪.‬‬
‫به اين منظور ابتدا ‪ABS‬را با اسيد حكاكي مي كنيم تا مقداري از الستيك سطح‬
‫آن حل شود سپس فلز را بر روي آن رسوبدهي مي كنند‪ .‬از ‪ABS‬آبكاري شده‬
‫در جايي كه سطوح براق بازتابنده نظير پالك نياز باشد‪ ،‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫دليل موفقيت اين ماده در آبكاري به لحاظ ساختارميكروسكوپي آن است که شامل‬
‫ذرات پالستيك بوتادين مي باشد كه به طور يكنواخت در زمينه پليمر اكربلونيتريل‪-‬‬
‫استايرن پخش شده اند وقتي سطح در معرض عوامل اكسيد كننده قرار مي گيرد‬
‫بوتادين موجود در سطح اكسيد شده سپس حل مي گردد و حفره هاي ريزي در‬
‫سطح آن باقي مي ماند اين مكانها از نظر شيميايي فعال است و نقطه هاي مناسبي‬
‫براي جذب كاتاليست و همچنين رسوب شيميايي مس يا نيكل مي باشد به عالوه‬
‫وجود اين حفره ها‪ ،‬چسبندگي مكانيكي اليه آبكاري بر پالستيك را افزايش مي دهد‬
‫‪.‬‬
‫قابليت ماشينكاري خوب‪ ،‬رنگ پذيري خوب و راحت چسباندن قطعات ‪ABS‬از‬
‫جمله خواصي هستند كه سبب شده اند از ‪ABS‬بعنوان ماده اي جهت تهيه نمونه‬
‫اوليه استفاده شود‪.‬‬
‫از ديگر زمينه هاي كاربرد ‪ABS‬مي توان به صنايع خودرو سازي اشاره كرد‪.‬‬
‫قطعاتي نظير داشبورد‪ ،‬روكش در‪ ،‬قطعات تزئيني داخل خودرو‪ ،‬كمربند ايمني و‬
‫سپر‪ ،‬پوشش چرخها اشاره كرد‪.‬‬
‫در نمونه سازي سريع نيز ‪ ABS‬از جمله موادي است كه كاربرد وسيع دارد‪.‬‬
‫بزرگترين مصرف كننده ‪ ABS‬در اروپاي غربي صنايع اتومبيل است و در‬
‫امريكا كاربرد ‪ ABS‬بيشتر در توليد لوله و اتصاالت است‪.‬‬
‫‪ ABS‬در لوازم خانگي نظير گوشي هاي تلفن‪ ،‬دسته لوازم آشپزي‪ ،‬چمدانها‪،‬‬
‫پوشش لوازم برقي و‪ ...‬بكار مي رود‪.‬‬
‫• در حين سوختن گاز خنثی توليد می کند و اين دليل مناسبی برای استفاده ی‬
‫آن در صنعت ساختمان و لوازم خانگی می باشد ‪.‬‬
‫‪ABS‬را به كمك پروسه هاي مختلفي نظير قالبهاي تزريق‪ ،‬قالبهای بادي‪،‬‬
‫اكستروژن‪ ،‬وكيوم مي توان جهت توليد قطعات مختلف بكار برد‪.‬‬
‫همچنين ‪ABS‬را به راحتي مي توان ماشينكاري كرد‪.‬‬
‫براي بدست آوردن بهترين قطعه ‪ ،ABS‬از فرآيند تزريق تحقيقي صورت گرفته‬
‫كه نتايج حاصله در زير آورده شده است‪:‬‬
‫دماي قالب ‪ 170‬درجه سانتيگراد‪ ،‬زمان تزريق ‪ 60‬ثانيه‪ ،‬فشار تزريق ‪60‬‬
‫بار‪ ،‬زمان مكث ‪ 10‬ثانيه كه در اين شرايط سخت ترين قطعه از فرايند تزريق‬
‫بدست آمد‪.‬‬
‫شکل(‪ )۱‬منحنیًکارايیًگريدهای ‪ ABS‬تقويتًشدهًباًاليافًشيشهًنسبتًبهًگريدًعمومیً‪ ABS‬تزريقی‬
‫همان گونه که انتظار می رود‪ ،‬با افزايش ماده تقويت کننده‪ ،‬متوسط خواص‬
‫مرتبط با استحکام پليمر با افزايش درصد ماده تقويت کننده افزايش و طبيعت‬
‫ماده به ماده ای شکننده تر اما مستحکم تر تغيير می کند‪ .‬مسلما فرآيند پذيری‬
‫پليمر تقويت شده با افزايش ميزان الياف سختتر خواهد بود که اين موضوع‬
‫به وضوح از منحنی کارايی شکل (‪ )۱‬و کاهش ميزان شدت جريان مذاب‬
‫مشهود می باشد‪ .‬افزايش درصد الياف تاثير مستقيمی در افزايش استحکام‬
‫کششی و خمشی و کاهش متناسب چقرمگی و ضربه پذيری پليمر حاصله‬
‫دارد‪.‬‬
‫همچنين متوسط مقاومت حرارتی پليمرهای تقويت شده با الياف شيشه نسبت به ‪ABS‬‬
‫عمومی افزايش نسبی را نشان می دهد که محدوده کاربرد باالتر دمايی را برای اين‬
‫مواد پيش بينی می کند ضمن آن که دمای فرايند پذيری نيز باالتر خواهد بود‪.‬‬
‫شکل(‪ )۲‬منحنیًکارايیًگريدهای ‪ ABS‬تقويتًشدهًباًاليافًکربنًنسبتًبهًگريدًعمومیً‪ ABS‬تزريقی‬