Copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène

Formule structurelle
Coupe typique du copolymère greffé ABS
Général
Nom de famille	Acrylonitrile butadiène styrène
Autres noms	Poly (acrylonitrile- co -butadiène- co -styrène) SECTION
Numero CAS	9003-56-9
Monomères / sous-structures	Acrylonitrile, butadiène et styrène
Type de polymère	Copolymère
Propriétés
État physique	fixé
dureté	Dureté 70-80 Shore D
solubilité	presque insoluble dans l'eau, l' éthanol , les huiles minérales soluble dans l' acétone , la méthyléthylcétone , le dichlorométhane
consignes de sécurité
Étiquetage des dangers SGH Attention Phrases H et P H : 302-315-319-335 P : 261-305 + 351 + 338
Dans la mesure du possible et d'usage, les unités SI sont utilisées. Sauf indication contraire, les données fournies s'appliquent à des conditions standard .

Les copolymères acrylonitrile-butadiène-styrène ( abréviation ABS ) sont des terpolymères thermoplastiques dans lesquels une chaîne principale à base de polybutadiène et des chaînes latérales covalentes du copolymère styrène-acrylonitrile (SAN) sont connectées. Étant donné que les deux composants ne sont pas solubles l'un dans l'autre, une séparation de microphase se produit, ce qui augmente la résistance aux chocs du matériau en raison des particules de polybutadiène molles incorporées dans la phase principale continue et cassante du SAN.

Les proportions des monomères utilisés varient dans la gamme de 5 à 30 % de butadiène, ainsi que de 15 à 35 % d'acrylonitrile et de 40 à 60 % de styrène.

Plastiques ABS

La norme ISO ISO 472 : 2013 (de) décrit le plastique acrylonitrile-butadiène-styrène comme un plastique fabriqué à partir de terpolymères et/ou de mélanges de polymères et de copolymères à base d'acrylonitrile, de butadiène et de styrène.

En tant que plastique technique, l'ABS se compose très souvent d'un mélange du terpolymère avec le composant dur pur SAN, car cela réduit considérablement le poids moléculaire moyen et améliore ainsi la capacité de traitement avec la même proportion de phase dure / molle et le même poids moléculaire du PB phase molle. Le matériau se compose alors d'un noyau de PB et de la coquille de greffe dissoute et de la matrice de SAN.

Des variantes dans lesquelles le caoutchouc nitrile (poly (butadiène-stat-acrylonitrile)) ou SBR (poly (styrène-co-butadiène)) est utilisé à la place d'une chaîne principale PB pure sont également connues. L'utilisation (partielle) de méthylstyrène à la place du styrène augmente la tenue en température du matériau (point de transition vitreuse plus élevé de la phase (M) SAN), de même que la copolymérisation du styrène avec l'anhydride maléique. Des variants transparents sont obtenus lorsque l'indice de réfraction de la phase dure est adapté à celui de la phase molle PB par copolymérisation avec le méthacrylate de méthyle. Pour une meilleure stabilité environnementale, le PB sensible aux UV et à l'ozone peut être remplacé par de l' EPDM .

Fabrication

L'ABS est produit à l'échelle industrielle par copolymérisation par greffage . Une distinction est faite entre l'émulsion et le procédé de masse :

Processus d'émulsion

Le polybutadiène est fabriqué par polymérisation en émulsion et greffé avec les autres monomères. Le produit est séché et mélangé à chaud avec du poly (styrène-co-acrylonitrile). Etant donné que des poids moléculaires élevés sont typiquement présents dans la polymérisation en émulsion, les phases molles du polymère formé dans ce procédé sont particulièrement grandes.

Procédure de masse

Ici aussi, il y a déjà du polybutadiène, qui est dissous dans une solution réactionnelle avec des monomères d'acrylonitrile et de styrène. Cette solution réactionnelle est ensuite polymérisée au copolymère greffé d'une manière "greffée à partir de". C'est une polymérisation en masse . Cependant, le produit de cette polymérisation n'est pas un copolymère greffé "pur", mais un polymère mélangé est formé . En effet, le polybutadiène ne se dissout pas dans le poly (styrène-co-acrylonitrile) formé lors de la polymérisation, mais uniquement dans le mélange de monomères. Le polybutadiène résiduel ne précipite donc pas, mais est stocké dans le produit de la polymérisation. On parle d'une phase molle (polybutadiène) qui est noyée dans une matrice styrène-acrylonitrile.

Propriétés

Sous sa forme brute, l'ABS est un solide incolore à gris. Il peut être collé avec de la méthyléthylcétone (MEK) et du dichlorométhane (chlorure de méthylène).

Les autres propriétés sont :

• Allongement à la rupture (DIN 53455) : 15 à 30%
• coefficient de dilatation linéaire : 60–110 K ^-1 · 10 ^-6
• spéc. Capacité calorifique : 1,3 kJ kg ^-1 K ^-1
• Température d'utilisation continue : max 85 à 100°C
• résistance au claquage électrique jusqu'à 120 kV · mm ^-1
• Résistance aux huiles et graisses
• résistant à la température
• Résistance aux intempéries et au vieillissement

utilisation

briques de Lego

Machine à expresso semi-automatique avec ABS comme matériau supérieur

Les produits ménagers et de consommation dominent la demande mondiale d'acrylonitrile butadiène styrène. Plus de 50 % de la production d'ABS en Europe occidentale est utilisée par les industries automobile et électrique . L'ABS est bien adapté pour le revêtement avec des métaux ( électrodéposition ) et des polymères . Ceci permet par exemple d'obtenir une surface chromée sur une pièce en plastique. Des exemples d'utilisation de l'ABS sont des pièces thermoformées faites de feuilles et de films, des pièces automobiles et électroniques, des casques de moto, des jouets (par exemple, des blocs de construction LEGO ou Play mobile -Figuren), des boîtiers d'appareils électriques et d'ordinateurs, des bandes de chant ( bande de chant ) dans l'industrie du meuble, les biens de consommation avec des exigences accrues en matière de résistance aux chocs , les instruments de musique (par exemple les becs de clarinette et de saxophone, les corps de ukulélé ou les bordures de guitares) et les flancs de skis et de snowboards fabriqués en construction sandwich . L'ABS est également utilisé comme filament pour le processus d'impression 3D Fused Deposition Modeling et est particulièrement adapté à la production de prototypes en raison de sa grande stabilité et de ses diverses options de post-traitement (meulage, peinture, collage, remplissage). Les formes spéciales de filaments ABS sont l'ABS-ESD (décharge électrostatique) et l'ABS-FR (résistant au feu), qui sont utilisés en particulier pour la production de composants sensibles à l'électricité statique et de pièces finies ignifuges.

En traitement

L'ABS standard ramollit de 95 à 110 °C (voir température de ramollissement Vicat ). Les températures de traitement typiques dans le processus de moulage par injection ou en général par extrusion se situent dans la plage de 220 à 250 ° C (mélanges ABS à haute température encore plus élevés). En tant que forme spéciale de cette dernière méthode, l'ABS est également un matériau courant pour les imprimantes 3D .

Après prétraitement, il est idéal pour la galvanoplastie , la peinture et l'impression. Gaz chaud, élément chauffant, soudage par friction rotatif ainsi que soudage par ultrasons et haute fréquence sont possibles.

recyclage

Code de recyclage acrylonitrile butadiène styrène (O pour autres = autres)

S'il est correctement séparé, l'ABS peut être refondu et réutilisé sans aucun problème. Des procédés mécaniques sont disponibles pour le tri, qui peut le séparer des mélanges de déchets courants à un degré de pureté de plus de 99%.

Normes

• DIN EN ISO 2580-1 Plastiques - Composés à mouler acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) - Partie 1 : Système de désignation et base des spécifications (ISO 2580-1 : 2002). Version allemande EN ISO 2580-1 : 2002.
• DIN EN ISO 2580-2 Plastiques - Composés à mouler acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) - Partie 2 : Production d'éprouvettes et détermination des propriétés (ISO 2580-2: 2003). Version allemande EN ISO 2580-2 : 2003.

Appellations commerciales

Plastiques similaires

• Ester acrylique-styrène-acrylonitrile (ASA)

sources

1. ↑ Wolfgang Kaiser : Kunststoffchemie für Ingenieure : de la synthèse à l'application , 3e édition, Hanser-Verlag, Munich 2011, p.311, ISBN 978-3-446-43049-5 .
2. ↑ Dureté Shore sur polymerservice-merseburg.de
3. ↑ ^{a b} Fiche technique ABS ( souvenir du 27 février 2012 dans Internet Archive ) sur unicgroup.com (PDF ; 157 ko), consultée le 11 juin 2013.
4. ↑ ^{a b} Fiche technique Poly (acrylonitrile-co-butadiène-co-styrène), acrylonitrile ~ 40 % en poids, poudre de Sigma-Aldrich , consultée le 27 décembre 2012 ( PDF ).
5. ↑ Norme ISO ISO 472 : 2013 (de)
6. ↑ ^{a b} Andreas Chrisochoou et Daniel Dufour, Copolymère styrénique , Rapra Review Reports Vol. 13, 11 , ISBN 1-85957-363-0 [1]
7. ^ Karlheinz Biederbick : Kunststoffe, 4e édition, Vogel-Verlag, Würzburg, 1977, page 87, ISBN 3-8023-0010-6 .
8. ↑ Sebastian Koltzenburg, Michael Maskos, Oskar Nuyken : Polymères : synthèse, propriétés et applications . 1ère édition. Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-34772-6 , p. 416 . 
9. ↑ Sebastian Koltzenburg, Michael Maskos, Oskar Nuyken : Polymères : synthèse, propriétés et applications . 1ère édition. Springer Spectrum, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-34772-6 , p. 415 . 
10. ↑ ^{a b} Christian Bonten : Introduction et principes de base de la technologie des plastiques , Hanser Verlag, 2014.
11. ↑ Etude de marché des plastiques techniques, Ceresana, sept. 2013 .
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15. ^ Argonne National Laboratory: Process for Recovering Useable Plastics from Mixed Plastic Waste ( Memento du 15 mars 2012 dans Internet Archive ).