Polymer akrylonitril-butadién-styrén

4.4.3 Polymer akrylonitril-butadién-styrén

Ing. Miloš Sova, CSc.

Mezi dalšími možnostmi zlepšení houževnosti poly-styrénu nabyla velkého technického významu výroba a zpracování polymerů ABS. Ty jsou vytvořeny kombinací tří monomerů: akrylonitrilu, butadiénu a styrénu. Jedná se tedy o tzv. terpolymery.

Přednosti polymerů ABS jsou zejména:

• vysoká houževnatost a rázuvzdornost, a to i při záporných teplotách

• zlepšené teplotní vlastnosti, zejména tvarová stálost

• zvýšená tvrdost a odolnost vůči poškrábání

• zlepšená chemická odolnost

• snížená nasákavost

• oproti GPPS zlepšená odolnost proti korozi za napětí

Nevýhodou je špatná povětrnostní stabilita ovlivněná reaktivní butadiénovou složkou v polymeru.

Původně se ABS polymery vyráběly dvěma způsoby: mechanickým směšováním a roubovací kopolymerizací. V současnosti již převládl druhý postup. Při jednom z postupů se latex předem připraveného styrén-butadiénového kaučuku, popř. jen samotného polybutadiénu přidá do emulze styrénu a akrylonitrilu a tato směs se dále polymeruje.

Výsledný terpolymer je vícefázovým materiálem, obsahujícím jako základ (pojivo, matrici) kopolymer styrén-akrylonitril (SAN), v němž jsou dispergovány malé částice styrén-buta-diénového kaučuku o velikosti 1 až 10 μm. Tato vícefázová struktura je podmínkou pro dosažení vynikajících odolností ABS proti nárazům. Tak drobné částice však rozptylují světlo, a ABS není proto průhledný.

Vlastnosti ABS polymerů určují v první řadě poměrná zastoupení jednotlivých složek, z nichž zejména obsah akrylonitrilu, resp. styrén-akrylonitrilové fáze, má rozhodující význam. Produkty s velmi nízkým obsahem akrylonitrilu se podobají svým chováním houževnatému polystyrénu. Produkty se středním obsahem akrylonitrilu (kolem 15 %) mají na rozdíl od houževnatého polystyrénu vyšší chemickou odolnost. To se uplatňuje například u výplní chladniček, kde je zapotřebí zvýšené chemické odolnosti. Produkty s obsahem 20 až 35 % akrylonitrilové fáze se svými vlastnostmi od houževnatého polystyrénu již významně liší.

Tabulka základních vlastnosti ABS:

ABS polymery jsou amorfní tuhé plasty s vysokou houževnatostí. Podle typu je jejich povrch matný až vysoce lesklý. Vlivem přítomnosti butadiénové složky mají zhoršené optické vlastnosti, nejsou průhledné. Průhlednosti lze dosáhnout u zvláštních typů, kde kaučukovou složku vytváří akrylátový kaučuk.

Je známou skutečností, že mechanické vlastnosti ABS, zejména houževnatost a vrubová houževnatost, jsou ve srovnání s polystyrénem i houževnatým polystyrénem neobyčejně příznivé. Závisejí ovšem poměrně značně na způsobu zpracování, zejména na vnesené vnitřní orientaci makromolekulárních řetězců.

Stejně tak tepelná odolnost ABS je vyšší než u polystyrénů. ABS lze podle typu používat až do teplot 80-115 °C, mrazuvzdorné typy naopak do -30 °C. Navlhnutím ABS se však tyto údaje mohou poněkud snížit.

V zásadě mají ABS polymery dobré elektrické vlastnosti, včetně elektroizolační schopnosti. Mají velký povrchový odpor (10 ^13-15 Ω). To je předurčuje k použití zejména ve slaboproudé technice a pro světelné rozvody. Pigmentací, zejména sazemi, lze však tyto vlastnosti výrazně ovlivnit. Běžné typy ABS se povrchově elektrostaticky nabíjejí, takže v praxi je často nutné použít typy s antistatickou úpravou složení.

ABS je chemicky stálý ve zředěných kyselinách, alkáliích, mnoha alifatických uhlovodících, olejích a tucích. V mnoha organických látkách podléhá korozi za napětí, především v aromatických uhlovodících, éterech, esterech a ketonech a také v silných kyselinách. Náchylnost k tomuto porušování závisí také na podmínkách zpracování, především na teplotě taveniny a formy. Také sluneční záření má negativní vliv.

Výrobky z ABS nejsou určeny pro venkovní použití, zejména tam, kde jsou vystaveny přímým účinkům slunečního záření. Dochází přitom ke změnám barvy, žloutnutí a zhoršování vlastností, zejména houževnatosti. Navíc se vytváří systém vlasových trhlinek, které mohou dále růst a ve svém důsledku způsobit až zlomení výrobku. Toto nebezpečí lze potlačit barvením ABS sazemi nebo povrchovými úpravami, především lakováním.

Při 450 až 500 °C nastává samovznícení ABS. Při hoření vydává ABS hustý dým a uvolňují se saze. Pro potlačení hořlavosti se přidávají často k ABS retardéry hoření.

Většina typů ABS je fyziologicky nezávadná a mohou bez problémů přijít do styku s potravinami nebo být použity pro výrobu hraček.

ABS se hodí především pro zpracování technologiemi vstřikování a vytlačování. K vyfukování se…