Acrylnitril-Butadien-Styrol

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Strukturformel
Strukturformel von Acrylnitril Strukturformel von Styrol Strukturformel von Butadien
Monomere von ABS
Allgemeines
Name Acrylnitril-Butadien-Styrol
Andere Namen

ABS

CAS-Nummer 9003-56-9
Monomere/Teilstrukturen Acrylnitril, Butadien und Styrol
Art des Polymers

Copolymer

Kurzbeschreibung

farbloser bis grauer Feststoff

Eigenschaften
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,04 bis 1,12 g · cm−3

Glastemperatur

−85 °C (Butadien), 106–122 °C (Styrol), 133–142 °C (Acrylnitril)[1]

Elastizitätsmodul

1900–2700 MPa (DIN 53457)

Löslichkeit
  • unlöslich in Wasser, Ethanol, Mineralölen[2]
  • löslich in Aceton, Methylethylketon, Dichlormethan[2]
Zugfestigkeit

32 bis 56 N · mm−2

Wärmeleitfähigkeit

0,18 W · m−1 · K−1

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 302​‐​315​‐​319​‐​335
P: 261​‐​305+351+338 [3]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (Kurzzeichen ABS) ist ein synthetisches Terpolymer aus den drei unterschiedlichen Monomerarten Acrylnitril, 1,3-Butadien und Styrol und gehört zu den amorphen Thermoplasten. Die Mengenverhältnisse können dabei variieren von 15–35 % Acrylnitril, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol.

Herstellung[Bearbeiten]

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ABS wird großtechnisch durch Pfropfcopolymerisation hergestellt,[5] es kann aber auch durch Blenden (Vermischen) der fertigen Polymere erfolgen. Bei den durch Pfropfcopolymerisation hergestellten ABS unterscheidet man das Emulsions- und In-Masse-Verfahren:

Emulsionsverfahren
Die Rohstoffe werden nach und nach der Polymerisation hinzugefügt. Dadurch entstehen Kondensate, welche entgast werden müssen. Die Butadienpartikel werden durch den Prozess zerkleinert und ergeben somit den für ABS typischen gelben Farbton.
In-Masse-Verfahren
Alle Rohstoffe werden gemeinsam durch alle Stufen der Polymerisation geführt. Es entstehen kaum Kondensate und die Entgasung entfällt auf ein Minimum. Die Butadienpartikel bleiben groß. Dadurch ist das ABS heller (besser für Selbsteinfärbung) und es enthält weniger Fremdstoffe (geringere Emissionen). Durch die größeren Butadienpartikel ist In-Masse-ABS bei geringerem Butadiengehalt schlagzäher.

Eigenschaften[Bearbeiten]

ABS ist in Rohform ein farbloser bis grauer Feststoff. Es kann mit Methylethylketon (MEK) und Dichlormethan (Methylenchlorid) geklebt werden.

Weitere Eigenschaften sind:

  • Reißdehnung (DIN 53455): 15 bis 30 %
  • linearer Ausdehnungskoeffizient: 60–110 K−1 · 10−6
  • spez. Wärmekapazität: 1,3 kJ · kg−1 · K−1
  • Dauergebrauchstemperatur: max. 85 bis 100 °C
  • elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV · mm−1

Verwendung[Bearbeiten]

Halbautomatische Espressomaschine mit ABS als Obermaterial

Haushalts- und Konsumprodukte dominieren die weltweite Nachfrage nach Acrylnitril-Butadien-Styrol.[6] Deutlich mehr als 50 % der ABS-Produktion in Westeuropa wird von der Automobil- und Elektroindustrie verwendet. ABS eignet sich gut zum Beschichten mit Metallen (Galvanisieren) und Polymeren. Dies macht es zum Beispiel möglich, eine verchromte Oberfläche auf einem Kunststoffteil zu erhalten. Beispiele für den Einsatz von ABS sind thermogeformte Teile aus Platten und Folien, Automobil- und Elektronikteile, Motorradhelme, Spielzeug (zum Beispiel Lego-Bausteine), Gehäuse von Elektrogeräten und Computern, Kantenbänder (Umleimer) in der Möbelindustrie, Konsumgüter mit erhöhten Ansprüchen an die Schlagzähigkeit, Musikinstrumente (zum Beispiel Klarinetten- und Saxophon-Mundstücke oder Ukulelen-Korpusse, Gitarren-Bindings) und die Seitenwangen von in Sandwichbauweise hergestellten Skiern und Snowboards. In 3D-Druckern wird ebenfalls ABS verwendet.

Verarbeitung[Bearbeiten]

ABS schmilzt in einem Temperaturbereich von 220–250 °C (Hochtemperatur-ABS-Blends noch höher) und kann im flüssigen Zustand im Spritzgussverfahren oder per Extruder geformt werden. Als eine spezielle Form letzterer Methode ist ABS auch ein üblicher Werkstoff für sogenannte 3D-Drucker. Standard-ABS erweichen um 95–110 °C (siehe Vicat-Erweichungstemperatur).

Recycling[Bearbeiten]

Recycling-Code für Acrylnitril-Butadien-Styrol

Bei sauberer Trennung kann ABS problemlos wieder eingeschmolzen und wiederverwendet werden. Zur Sortierung stehen maschinelle Verfahren zur Verfügung, die es aus üblichen Abfallmischungen zu einem Reinheitsgrad von über 99 % separieren können.[7]

Normen[Bearbeiten]

  • DIN EN ISO 2580-1 Kunststoffe – Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Formmassen – Teil 1: Bezeichnungssystem und Basis für Spezifikationen (ISO 2580-1:2002). Deutsche Fassung EN ISO 2580-1:2002.
  • DIN EN ISO 2580-2 Kunststoffe – Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Formmassen – Teil 2: Herstellung von Probekörpern und Bestimmung von Eigenschaften (ISO 2580-2:2003). Deutsche Fassung EN ISO 2580-2:2003.

Handelsnamen[Bearbeiten]

  • Polylac (ChiMei)
  • Polyman (A. Schulman)
  • Ronfalin (Perrite)
  • Starex (Samsung Cheil)
  • Saxalac (SAX Polymers)
  • Sinkral (Polimeri)
  • Terluran (Styrolution)
  • Toyolac (Toray)
  • Rotec ABS (Romira)

Ähnliche Kunststoffe[Bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten]

  1. Mettler-Toledo, Applikationssammlung Thermische Analyse Thermoplaste, 1996.
  2. a b Datenblatt ABS bei unicgroup.com (PDF; 157 kB), abgerufen am 11. Juni 2013.
  3. a b Datenblatt Poly(acrylonitrile-co-butadiene-co-styrene), acrylonitrile ~40 wt. %, powder bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 27. Dezember 2012 (PDF).
  4. Datenblatt ABS (PDF; 33 kB) bei gehr.de, abgerufen am 11. Juni 2013.
  5. Karlheinz Biederbick: Kunststoffe, 4. Auflage, Vogel-Verlag, Würzburg, 1977, S. 87, ISBN 3-8023-0010-6.
  6. Marktstudie Technische Kunststoffe, Ceresana, Sep. 2013.
  7. Argonne National Laboratory: Process for Recovering Usable Plastics from Mixed Plastic Waste (Version vom 15. März 2012 im Internet Archive).