ABS против поликарбоната: свойства, преимущества и области применения.

АБС против поликарбоната

АБС (акрилонитрилбутадиенстирол) и поликарбонат (ПК) — это важные конструкционные пластмассы, но они различаются по свойствам, преимуществам и областям применения. Поликарбонат обладает более высокой ударопрочностью и устойчивостью к атмосферным воздействиям при наличии УФ-стабилизации. Он также обладает естественной прозрачностью. АБС-пластик непрозрачен, пригоден для вторичной переработки и подходит для проектов с ограниченным бюджетом. 

Технологии обработки и методы изготовления деталей из этих двух видов пластика также различаются. В то время как АБС-пластик получают методом массовой полимеризации и эмульсии, поликарбонат (ПК) производится методом межфазной полимеризации. Для получения подробной информации о Услуги по механической обработке ABS И это еще не все! Продолжайте читать это руководство, в котором четко разграничены термопластичные полимеры ABS и поликарбонат.

 

Что такое АБС-пластик?

АБС-пластик — это аббревиатура сложного названия: акрилонитрилбутадиенстирол. Это название образовано от трех мономеров, а именно акрилонитрила, бутадиена и стирола, которые в совокупности образуют замечательный материал. 

Каждый из этих мономеров вносит уникальный вклад в состав АБС-пластика. Акрилонитрил обеспечивает прочность и химическую стойкость, бутадиен повышает ударопрочность и гибкость, а стирол улучшает технологичность и эстетические качества.

 

Из какого материала сделан ABS? 

АБС-пластик — это термопластичный полимер, поэтому при нагревании он становится пластиковым и затвердевает при охлаждении. Это уникальный пластик, поскольку его можно формовать при высоких температурах и затвердевать при более низких температурах, сохраняя при этом его целостность. 

Благодаря своей способности к формованию и приданию формы, пластик позволяет изготавливать практически любые детали. Это свойство обусловило широкое использование материала в прототипировании.

Детали АБС

Является ли АБС-пластик прочным? 

Да, АБС-пластик — это прочный пластик с пределом прочности на растяжение от 45 до 60 МПа. Это делает его конструкционным пластиком. Его можно использовать для изготовления кронштейнов, шестерен и несущих элементов. 

АБС-пластик можно без проблем использовать для изготовления деталей в автомобильной, медицинской, электронной промышленности и производстве игрушек. 

Как производится АБС-пластик 

Производство АБС-пластика включает в себя соединение трех мономеров для образования однородного термопластичного материала. Двумя наиболее распространенными процессами для этого являются массовая полимеризация и эмульгирование. Массовая полимеризация включает меньшее количество стадий, но не может сравниться с детальными результатами эмульсионной полимеризации с точки зрения свойств материала и размера частиц. 

Обработка АБС-пластика для изготовления деталей.

Материал ABS обычно обрабатывается следующими методами:

1. АБС-обработка с ЧПУ
2. 3D-печать АБС
3. Литье под давлением АБС

АБС-обработка с ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ — популярный метод обработки АБС-пластика и других пластмасс. Компьютерные программы управляют станками, которые придают форму термопластику. Наиболее часто используемые станки включают токарные, сверлильные, фрезерные и станки с ЧПУ. 

Деталь из АБС-пластика, изготовленная на станке с ЧПУ.

Преимущества обработки ABS с ЧПУ 

• Высокая износостойкость деталей
• Высокоточный процесс
• Ускоренное создание прототипов и серийное производство.
• Превосходная отделка поверхности
• Сложные части 
• Экономичное 

Ограничения обработки на станках с ЧПУ из ABS-пластика.

• Как правило, расходуется относительно больше материала впустую. 
• Высокая первоначальная стоимость оборудования 

3D-печать АБС

3D-печать — это еще один способ обработки ABS-пластика. Действительно, этот материал очень эффективен для 3D-печати благодаря своей прочности и формуемости. На рынке доминируют FDM и FFM принтеры. Сначала волокнистый ABS-пластик нагревают до расплавления. Затем его наносят на печатную платформу для создания 3D-детали. Процесс выполняется очень тщательно, материал наносится слой за слоем. 

Преимущества 3D-печати ABS-пластиком

• Превосходные механические свойства 
• Экономичное
• Более гладкая поверхность 

Ограничения 3D-печати ABS-пластиком

• Требуется современное оборудование. 
• Возможность скручивания и растрескивания
• Склонность к деформации 
• Неприятный запах 

Литье под давлением АБС

Литье под давлением АБС-пластика включает в себя загрузку гранул АБС-смолы в бункер. Затем гранулы расплавляются под давлением. После этого расплавленные гранулы впрыскиваются в форму. Охлажденная и затвердевшая деталь затем извлекается из формы. 

Преимущества литья под давлением ABS 

• Меньше отходов
• Более крупные компоненты 
• Снижение затрат на рабочую силу – возможность автоматизации 
• Многофункциональные детали

Ограничения литья под давлением АБС-пластика

• Опасность возгорания/воспламенения материала.
• Дорогой инструмент 
• Высокие начальные инвестиции 

Преимущества АБС-пластика 

ABS предоставляет следующие преимущества;

1. Простота обработки
2. Ударопрочность 
3. Размерная стабильность 
4. Качественная отделка поверхности 

Именно благодаря сбалансированному сочетанию этих качеств многие производители выбирают этот материал для деталей в автомобильной, потребительской и электронной промышленности, а также в других отраслях. 

Ограничения АБС

При выборе этого материала для деталей следует учитывать следующие ограничения.

1. УФ-нестабильность 
2. Термостойкость до 80°C
3. Реакция на некоторые химические вещества и растворители.

Эти ограничения делают АБС-пластик непригодным для использования на открытом воздухе и в химически агрессивных средах. 

Безопасен ли материал ABS?

Материал ABS обычно считается пригодным для использования в пищевых продуктах. Он одобрен FDA для потребительских товаров. Однако он должен быть правильно составлен, то есть не содержать вредных добавок или красителей, которые могут загрязнить пищевые продукты. 

Оборудование из АБС-пластика пищевого качества

Однако выбросы стирола вызывают опасения на этапе производства. Эффективная вентиляция может свести к минимуму эту проблему и связанные с ней респираторные заболевания. 

Для чего используется АБС-пластик?

АБС-пластик Используется в широком спектре отраслей, включая автомобильную, электронную, бытовую технику и сантехнические системы. Сочетает в себе технологичность, экономичность и ударопрочность. 

Это примеры областей применения, требующих долговечных и надежных деталей по доступной цене. 

Автокомпоненты

Устойчивость АБС-пластика к атмосферным воздействиям и ударопрочность играют важную роль в автомобильной промышленности. Из этого материала изготавливаются детали интерьера, бамперы и дверные панели. 

ABS в салоне автомобиля

Электроника 

Из этого прочного и долговечного пластика изготавливаются принтеры, компьютерные мониторы и компьютерные клавиатуры. 

Бытовая техника

Одной из главных причин, почему листовой АБС-пластик идеально подходит для бытовой техники, является его высокая прочность. Примерами такой техники являются столовые приборы, тостеры и пылесосы. 

Сантехнические системы

Строители и сантехники часто предпочитают использовать материал ABS благодаря сочетанию малого веса, долговечности, термостойкости и прочности. Как правило, эти трубы имеют черный цвет, чтобы поглощать и удерживать тепло. 

Трубы из АБС-пластика

Что такое поликарбонат?

Поликарбонат — это термопластичный полимер, известный своей непревзойденной ударопрочностью. Он также обладает превосходной оптической прозрачностью. Этот пластик появился в 1950-х годах, а его коммерциализация связана с компаниями Bayer и General Electric. 

Поликарбонат используется в областях применения, требующих сочетания прочности и оптической прозрачности. Например, он применяется в пуленепробиваемом стекле, где приоритетными являются светопропускание и ударопрочность. 

Свойства материала ПК

Механические, физические и химические свойства поликарбоната разработаны таким образом, чтобы обеспечить стабильность размеров, прочность, долговечность и прозрачность. Низкое влагопоглощение и превосходная электроизоляция еще раз подтверждают высокое качество этого термопластика. 

Как производится поликарбонат

Наиболее распространенный метод производства поликарбоната называется межфазной полимеризацией, которая, по сути, представляет собой реакцию фосгена и бисфенола А (БФА). Этапы производства включают смешивание компонентов, полимеризацию, экструзию, охлаждение и резку, а также контроль качества критически важных свойств поликарбонатного материала.

Пошаговые инструкции приведены ниже:

• Смешивание компонентов

Компоненты – бисфенол А, фосген и гидроксид натрия – смешаны.

• полимеризация

Смесь инициирует химическую реакцию. Образуются длинные поликарбонатные полимерные цепи.

• Экструзия 

Технология экструзионного производства используется для формирования гранул, профилей или листов пластика. 

• Охлаждение и резка 

После быстрого охлаждения изделие нарезается на необходимые размеры и формы. 

• Контроль качества 

Готовый продукт проверяется на соответствие критически важным характеристикам, включая точность размеров, толщину и ударопрочность. 

Методы обработки деталей из поликарбоната

Поликарбонат обычно обрабатывается с помощью станков с ЧПУ, экструзии, литья под давлением и термоформования. Выбор того или иного процесса зависит от таких факторов, как геометрия детали и количество деталей. 

Обработка CNC

Обработка ПК Это эффективный метод изготовления точных и сложных деталей из печатной платы. Он подходит как для изготовления прототипов на заказ, так и для крупносерийного производства, обеспечивая превосходную точность и воспроизводимость результатов. Допуски ±0.025 мм достигаются при использовании современного оборудования, острых режущих инструментов, эффективного охлаждения и умеренных скоростей резки. 

Экструзия

Экструзия листов поликарбоната

Экструзия — популярный метод производства листов, стержней и труб из поликарбоната. Он используется для изготовления таких распространенных деталей, как листы для остекления, изоляция кабелей и световоды. Таким способом можно изготовить любые изделия с непрерывным профилем из поликарбоната. 

Литье под давлением

Этот процесс включает в себя впрыскивание расплавленных гранул поликарбоната в форму под высоким давлением и температурой. Это позволяет формовать аморфный термопластик практически в любую форму. В качестве основных технологий литья под давлением используются литье под давлением с добавлением воды, быстрое нагревание и охлаждение (RH&C), литье с вставками/вкладышами и компрессионное литье. 

термоформования

Термоформование подразумевает изменение формы и структуры листа поликарбоната. Лист сначала нагревают, а затем прессуют в форму. Нагрев обычно осуществляется ниже температуры плавления. 

Термоформованный поликарбонат

Преимущества поликарбоната

Детали из поликарбоната ценятся по следующим причинам:

• Оптическая четкость 
• Можно стерилизовать 
• Небольшой вес 
• Многомерная устойчивость 
• Невероятная ударопрочность 
• Теплоустойчивый 

Ограничения поликарбоната

К основным недостаткам этого пластика относятся:

• Склонен к деградации под воздействием ультрафиолетового излучения при длительном воздействии.
• Царапины 
• Относительно более высокая стоимость
• Уязвимость к химическим веществам (щелочащим и растворителям) 

Применение поликарбоната

Поликарбонатные детали находят применение в автомобильной промышленности, производстве электронных устройств, пуленепробиваемом стекле, теплицах, а также в защитных кожухах для промышленного оборудования. Подробности приведены ниже:

Автомобильная – Корпуса аккумуляторных батарей (для электромобилей), центральная консоль, рычаг переключения передач

Электронные устройства – Корпуса, изоляторы, защитные кожухи для ламп, разъемы

Пуленепробиваемые очки – Автозаправочные станции, аптеки, банки, школы, полицейские участки, посольства, военные базы

Пуленепробиваемое стекло для ПК

Теплицы – Светопропускание и долговечность

Защитные кожухи для промышленных машин – Прозрачный и ударопрочный. Соответствует стандартам OSHA. 

Для этих и других применений требуются такие характеристики, как ударопрочность, стабильность размеров, оптическая прозрачность и термостойкость.

Сравнение АБС-пластика и поликарбоната

Теперь сравним АБС-пластик и поликарбонат по таким параметрам, как свойства, стоимость и области применения. 

Механические свойства АБС-пластика и поликарбоната

Свойства	ABS	PC
Прочность на растяжение (МПа)	31-50	58.6-154
Ударная вязкость (по Изоду) (кДж/м²)	10-25	60-80
Твердость (по Роквеллу)	Твердость АБС-пластика: 68-118	Твердость поликарбоната: 72-126
Относительное удлинение при разрыве	3-30%	80-150%
Модуль Юнга – Жесткость (ГПа)	2.15	2.37
Модуль упругости при изгибе (ГПа)	2.0-2.8	2.0-2.4

АБС-пластик против поликарбоната: физические свойства

Свойства	ABS	PC
Плотность	Плотность АБС-пластика: 1.05-1.18	Плотность поликарбонатного пластика: 1.18-1.22
Водопоглощение (%) - 24 часа	0.3	0.15
Температура размягчения по Викату (°C)	100	136
Температура непрерывной эксплуатации	80 ° C	116 ° C
Температура тепловой деформации (°C) – 1.8 МПа	93	131
Коэффициент усадки (%)	0.4-0.9	0.5-0.7
Индекс плавления (г/10 мин)	10-40	5-30

АБС-пластик против поликарбоната: устойчивость к УФ-излучению 

Ультрафиолетовые лучи могут разрушать химические связи в пластике, поэтому ни АБС-пластик, ни поликарбонат не являются на 100% безопасными. Однако поликарбонат, как правило, обладает большей устойчивостью к УФ-излучению. При этом производители часто покрывают АБС-пластик слоем, устойчивым к УФ-излучению, для повышения его долговечности. 

ABS против поликарбоната: химическая стойкость 

Химическая стойкость поликарбоната (ПК) выше, чем у АБС-пластика (АБС). АБС-пластик может быть чувствителен к некоторым кислотам, растворителям и маслам. Благодаря этим лучшим характеристикам ПК широко используется в промышленности. 

Поликарбонат обладает химической стойкостью.

ABS против поликарбоната: области применения 

Оба вида пластика во многом пересекаются в применении, но существуют ситуации, когда любой из них является идеальным вариантом. 

Вот некоторые примеры;

Сценарий применения	Лучший вариант
Внутренний электрический или электронный компонент	АБС-пластик
Детали, подвергавшиеся воздействию УФ-излучения, химических веществ и высоких температур.	Поликарбонатный пластик
Бюджетные, малоэффективные компоненты	АБС-пластик
Безопасность и долговечность	Поликарбонатный пластик
Промышленный и наружный	Поликарбонатный пластик

ABS против поликарбоната: экологичность

И ABS, и PC материалы являются экологически чистыми, но пригодность этого свойства зависит от области применения. Например, поликарбонат обладает большей термостойкостью и меньшей воспламеняемостью. Однако, если рассматривать аспект переработки, то высокая сложность процесса переработки поликарбоната становится проблемой. Кроме того, производство этого материала требует больших затрат энергии. 

Напротив, ABS легко производить и перерабатывать. Поэтому его экологичность выше, чем у PC, несмотря на более длительный срок службы. 

переработка АБС-пластика

АБС-пластик против поликарбоната: стоимость 

Хотя оба пластика относительно недороги, АБС-пластик стоит примерно вдвое дешевле поликарбоната. Иногда эти два материала смешивают для достижения сбалансированных свойств при более низкой стоимости. 

Рекомендуемая литература:

АБС против полипропилена 

Поликарбонат против акрила

Заключение 

При сравнении АБС-пластика и поликарбоната становятся очевидны явные преимущества каждого из них. В зависимости от области применения, критически важными элементами анализа являются прочность, термостойкость, химическая стойкость, обрабатываемость и стоимость. 

АБС-пластик более экономичен и предлагает больше цветовых вариантов. Однако ему не хватает прозрачности, термостойкости и прочности поликарбоната. Специалисты Boda готовы помочь вам в процессе выбора и обеспечить поставку качественных комплектующих. 

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить подробную информацию об ABS и услуги по обработке поликарбоната.