Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat
Das amorphe Polymer ABS kommt aufgrund seiner Maßhaltigkeit, der Dimensionsstabilität, der guten Schlagzähigkeit, der hervorragenden Einfärbbarkeit, des hohen Glanzes, der vielfältigen Möglichkeiten der Nachbearbeitung und des überzeugenden Preis-Leistungs-Verhältnisses weit verbreitet zum Einsatz.
Kurzzeichen
ABS
Summenformel
(C8H8·C4H6·C3H3N)n
CAS-Nr.
9003-56-9
Allgemeine Beschreibung
Neben der Haushalts- und Konsumgüterindustrie ist der Werkstoff in der Automobil- und Elektronikindustrie äußerst beliebt. Durch Additive lassen sich die Eigenschaften des Werkstoffes gezielt für verschiedenste Produktanwendungen optimieren. Das Material ist vollständig recycelbar.
Im Bereich der Prototyp-Produktion überzeugt der amorphe Kunststoff mit seiner einfachen Verarbeitung, der hohen Stabilität, der guten Chemikalien- und Wärmeformbeständigkeit sowie der Flexibilität in der Nachbearbeitung: Lackieren, Galvanisieren, Bedrucken, Schleifen, Kleben oder Fillern sind problemlos möglich.
Aufgrund seiner überzeugenden Eigenschaften ist der Werkstoff ein bewährtes Ausgangsmaterial im 3D-Druck.
Definition
Acrylnitril-Butadien-Styrol gehört zur Gruppe der amorphen Polymere und den schlagzähen technischen Thermoplasten. ABS-Polymere setzen sich aus den drei Monomeren Acrylnitril, Butadien und Styrol zusammen und werden daher auch als Terpolymere bezeichnet.
Acrylnitril ist ein synthetisches Monomer, dessen Herstellung auf Grundlage von Propylen und Ammoniak erfolgt. Acrylnitril trägt zur Hitzebeständigkeit und zur chemischen Beständigkeit bei. Butadien wird als Nebenprodukt der Ethylenproduktion erzeugt. Butadien verleiht dem Polymer seine hervorragende Schlagfestigkeit und Zähigkeit.
Styrol wird durch Dehydrierung von Ethylbenzol hergestellt und ist für die Steifigkeit und die gute Verarbeitbarkeit verantwortlich.
Herstellung
Die Herstellung erfolgt im Emulsionsverfahren oder im kontinuierlichen Massenverfahren. Der Werkstoff hat eine undurchsichtige Elfenbeinfarbe und lässt sich leicht mit Pigmenten versetzen bzw. mit Farbstoffen einfärben.
ABS kann zwischen den Standardpolymeren (PVC, Polyethylen, Polystyrol usw.) und den technischen Polymeren (Polybutylen-Terephtalat, Polamid, Polyacetal usw.) eingeordnet werden und garantiert ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.
Eigenschaften
ABS zeichnet sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften aus, da es von Natur aus hart sowie zäh ist und daher eine gute Schlagfestigkeit bietet. Das Terpolymerisat weist ein hohes Maß an Oberflächenqualität sowie gute elektrische Isolationseigenschaften auf. Der Werkstoff ist chemisch beständig und hat eine gute Wärmeformbeständigkeit. Von polaren Lösungsmitteln wiederum wird der Werkstoff leicht angegriffen.
Der reine Werkstoff ist ein vollständig recycelbares Material und ist im Sinne von Biokompatibilität ungiftig, unschädlich und stabil. Es ist möglich, recyceltes ABS mit neuem Material zu mischen, um Produkte möglichst ressourcenschonend zu niedrigeren Kosten herzustellen, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Durch die Zugabe von Additiven bzw. durch die Variation des Verhältnisses der drei Monomere Acrylnitril, Butadien und Styrol lässt sich eine Vielzahl von ABS-Typen mit optimierten Eigenschaften herstellen. Zu den Additiven gehören beispielsweise UV-Stabilisatoren, Hitzestabilisatoren, Gleitmittel oder Hydrolyse-Stabilisatoren.
Die erzeugten ABS-Typen sind u.a. in Qualitäten mit verbesserter Schlagzähigkeit, erhöhter Hitzebeständigkeit und verbesserter Galvanisierbarkeit erhältlich. ABS gemischt mit Fasern, Füllstoffen bzw. Mineralien führt zu Typen mit verbesserter Steifigkeit, Schlagzähigkeit und Dimensionsstabilität.
Chemische Beständigkeit
ABS weist eine sehr gute Beständigkeit gegen verdünnte Säuren und Laugen, Wasser und wässrige Salzlösungen sowie gesättigte Kohlenwasserstoffe wie Benzin auf. Dasselbe gilt für Mineralöle sowie tierische und pflanzliche Fette. Die Beständigkeit gegen aliphatische Kohlenwasserstoffe ist mäßig. Der Werkstoff hat eine schlechte Beständigkeit gegenüber aromatischen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, gegen Ester, Ether und Ketone sowie Alkohole und konzentrierte Mineralsäuren.
Die Witterungsbeständigkeit des Naturmaterials ist mäßig. Durch die Galvanisierung des Materials mit einer haftfesten Metallschicht, durch Pigmentierung und durch zusätzliche UV Stabilisierung, kann die Witterungsbeständigkeit stark verbessert werden. Der Werkstoff ist einer der wichtigsten Kunststoffe im Bereich der Galvanisierung.
Verarbeitungstechniken
Die Verarbeitung des Terpolymers Acrylnitril-Butadien-Styrol ist einfach und auf den meisten Standardmaschinen möglich. ABS kann spritzgegossen, blasgeformt oder extrudiert werden. Da die Schmelztemperatur niedrig ist, eignet sich der Werkstoff besonders für die Verarbeitung im 3D-Druck auf einer FDM-Maschine. Der Werkstoff lässt sich problemlos durch Galvanisieren mit Metallen beschichten. Damit können beispielsweise durch Verchromung Produktoberflächen veredelt werden.
Häufig kommen thermogeformte Teile aus dem Material zum Einsatz. Beispiele dafür sind Folien und Platten, Elektronik- und Automobilteile, Gehäuse von Computern und Elektrogeräten, Spielzeug, Motorradhelme oder Kantenbänder für Möbel.
Im 3D-Druck kommt der Werkstoff als Filament zum Einsatz und überzeugt durch seine hohe Stabilität und die hervorragenden Möglichkeiten in der Nachbearbeitung. Lackieren, Beschichten, Schleifen, Kleben oder Fillern sind problemlos möglich. Das Copolymer ist damit oft der Werkstoff der Wahl für die Produktion von Prototypen.