Apakah Plastik ABS? Gred, Hartanah dan Had Nyata

ABS ialah salah satu bahan yang kelihatan mudah sehingga projek bergerak daripada lukisan awal kepada pengeluaran sebenar. Ia biasa, tersedia secara meluas dan mudah untuk diterangkan dalam istilah yang luas: cukup kaku, sukar, mudah diwarnakan dan sesuai untuk banyak bahagian yang dibentuk dan tersemperit. Kebiasaan itu juga menyebabkan spesifikasi kadangkala berhenti pada satu perkataan: ABS.

 

Untuk konsep awal, itu mungkin cukup. Untuk pengeluaran, selalunya tidak.

ABS adalah singkatan kepada acrylonitrile butadiena stirena, tetapi namanya menggambarkan keluarga material dan bukannya satu formulasi tetap. Pengeluar melaraskan struktur dan perumusan polimer untuk menekankan sifat yang berbeza, itulah sebabnya ABS dijual secara umum-tujuan, aliran-tinggi, tinggi-impak, haba-tahan, penyaduran, kalis nyalaan-dan gred penyemperitan, antara lain.

 

Perbezaannya bukan sekadar label pemasaran. Ia boleh menjadi cukup besar untuk mengubah cara proses bahan dan cara bahagian siap berfungsi.

 

Dua gred TAIRILAC memberikan contoh yang berguna. AE8000-H dikenal pasti sebagai gred penyemperitan, manakala AG15A1-H ialah gred tujuan umum. Dalam lembaran data pengeluar bertarikh 22 Mei 2020, kedua-duanya melaporkan kekuatan tegangan 43 MPa. Jika kekuatan tegangan adalah satu-satunya angka yang dibandingkan, tidak ada sebab untuk membezakannya.

 

Selebihnya data menceritakan kisah yang berbeza.

 

Harta benda	Gred Penyemperitan AE8000-H	AG15A1-H Gred Tujuan Am
Indeks aliran cair, 220 darjah × 10 kg	5.4 g/10 min	22 g/10 min
Hentakan Izod berlekuk, 23 darjah , 4 mm	41 kJ/m²	25 kJ/m²
Kekuatan tegangan, 23 darjah	43 MPa	43 MPa
Modulus lentur, 23 darjah	2050 MPa	2550 MPa
Titik lembut Vicat, 50 N	94 darjah	93 darjah
HDT, 1.8 MPa, tanpa renda	88 darjah	86 darjah

 

Pada keadaan ujian-leburan yang sama, gred-tujuan am mempunyai kira-kira empat kali ganda MFI yang dilaporkan. Gred penyemperitan juga melaporkan kesan Izod yang lebih tinggi dan modulus lentur yang lebih rendah. Kedua-dua gred tidak lebih baik secara universal; mereka hanya dirumuskan berdasarkan keutamaan yang berbeza.

 

Itulah perkara pertama yang patut difahami tentang ABS. Nama bahan yang biasa tidak menghilangkan keperluan untuk mengenal pasti gred.

Mencari sifat ABS selalunya menghasilkan gabungan nilai yang mengelirukan. Satu sumber mungkin menunjukkan kekuatan tegangan sekitar 40 MPa, satu lagi memberikan julat yang lebih luas, dan lembaran pengeluar untuk resin tertentu mungkin berbeza lagi.

Kebanyakan percanggahan yang jelas datang dari fakta bahawa sumber menjawab soalan yang berbeza.

Rujukan umum menerangkan ABS sebagai keluarga material. Pangkalan data bahan boleh menggabungkan data daripada berbilang gred komersial dan oleh itu menunjukkan julat. SpecialChem, sebagai contoh, pada masa ini menyenaraikan kekuatan tegangan pada putus sekitar 29.8–43 MPa dan modulus lentur sekitar 1.6–2.4 GPa. Angka tersebut berguna untuk memahami anggaran wilayah yang diduduki oleh ABS, tetapi angka tersebut tidak mencukupi untuk menentukan resin pengeluaran.

Lembaran data pengeluar yang dinamakan adalah lebih berguna apabila projek menjadi serius kerana ia mengenal pasti gred sebenar dan biasanya menyatakan kaedah atau keadaan ujian. Walaupun begitu, nombor hanya perlu dibandingkan apabila keadaannya serasi.

Aliran cair adalah contoh yang baik. Nilai yang diukur pada 200 darjah di bawah beban 5 kg tidak boleh dianggap sebagai setara dengan satu yang diukur pada 220 darjah di bawah 10 kg. Perhatian yang sama digunakan untuk kekuatan hentaman, di mana kaedah Izod dan Charpy, keadaan takuk dan geometri spesimen semuanya mempengaruhi keputusan. Perubahan HDT dengan tegasan yang dikenakan dan penyediaan spesimen. Nilai anil dan tak anil juga boleh dilaporkan secara berasingan.

Ini penting dalam pembelian sama seperti dalam reka bentuk. Adalah mudah untuk nombor hartanah kehilangan keadaan ujian asalnya kerana ia berpindah dari lembaran data resin ke lukisan pelanggan, helaian petikan atau senarai bahan dalaman. Sebaik sahaja konteks itu hilang,-nombor yang kelihatan tepat boleh menjadi samar-samar yang mengejutkan.

Tarikh lembaran data adalah sebahagian daripada konteks itu juga. Helaian AE8000-H 2020 melaporkan 5.4 g/10 min pada 220 darjah × 10 kg. Maklumat dalam talian semasa FCFC tidak konsisten dengan helaian sejarah itu: jadual hartanah terperinci pada masa ini menunjukkan 6.0 g/10 min, manakala kawasan lain pada halaman langsung yang sama masih menunjukkan 5.4.

Untuk pendidikan bahan, itu adalah ilustrasi yang menarik tentang bagaimana data yang diterbitkan berkembang. Untuk spesifikasi pengeluaran, respons harus lebih mudah: kenal pasti pengeluar dan gred, dan gunakan lembaran data-terkawal versi semasa dan bukannya daripada nombor yang disalin daripada halaman web.

ABS berfungsi dengan baik dalam banyak produk dalaman kerana sifatnya seimbang secara munasabah. Masalah cenderung muncul apabila projek meminta bahan melakukan sesuatu di luar julat selesa itu, terutamanya dengan-dedahan UV jangka panjang, bahan kimia yang agresif atau suhu tinggi.

Pendedahan luar

ABS tanpa perlindungan biasanya bukan bahan pertama yang dipilih untuk luluhawa luar yang berpanjangan.

Bahagian struktur yang terdedah sebahagian besarnya ialah fasa polibutadiena. Di bawah pendedahan UV, foto-pengoksidaan boleh menyebabkan permukaan menguning dan rapuh. Perkara penting ialah perubahan warna yang kelihatan tidak semestinya masalah keseluruhan.

Kajian CSIRO tentang resin paip ABS komersial menggunakan luluhawa arka-xenon dipercepatkan untuk menyiasat kelakuan ini. Para penyelidik memerhatikan perubahan warna kuning-coklat pada awal program pendedahan dan melaporkan pengurangan yang ketara dalam rintangan hentaman, daripada 214 kepada kira-kira 60 kJ/m². Selepas pendedahan yang sepadan dengan 12 bulan simulasi luluhawa semulajadi dalam model ujian mereka, kedalaman perubahan warna adalah kira-kira 0.1 mm.

Kajian ini berguna kerana ia menunjukkan bahawa permukaan terdegradasi yang agak cetek boleh memberi kesan yang lebih besar pada prestasi impak daripada kedalaman yang mungkin dicadangkan. Ia tidak boleh diubah menjadi hayat perkhidmatan luar tetap untuk ABS. Kerja itu melibatkan satu resin, satu program ujian dan satu set andaian alam sekitar. Kertas itu juga mengandungi penukaran jam-ke-bulan yang tidak konsisten dalam satu bahagian, jadi penukaran masa yang dipertikaikan tidak berguna sebagai angka reka bentuk.

Untuk produk sebenar, soalannya lebih praktikal. Adakah profil akan berada di luar rumah secara kekal atau hanya melihat cahaya matahari sekali-sekala? Adakah pengekalan warna penting? Adakah bahagian itu kosmetik, struktur atau kedua-duanya? Adakah gred ABS-UV stabil tersedia atau adakah ASA akan menjadi titik permulaan yang lebih sesuai?

ASA biasanya ditawarkan khusus untuk aplikasi-tahan cuaca, yang menjadikannya perbandingan semula jadi apabila-penampilan luar jangka panjang dan prestasi UV mendominasi keperluan. Itu masih tidak bermakna setiap gred ASA secara automatik lebih disukai daripada setiap gred ABS; perbandingan sebenar adalah pada peringkat gred.

Bahan kimia

Rintangan kimia ialah satu lagi kawasan di mana carta ABS generik hanya boleh mengambil projek setakat ini.

ABS mempunyai rintangan berguna dalam banyak persekitaran biasa, tetapi hidrokarbon aromatik dan halogen, keton dan ester adalah antara kumpulan pelarut yang biasanya dikenal pasti sebagai bermasalah. Kelakuan sebenar bahagian siap juga bergantung pada kepekatan, suhu, masa sentuhan dan tekanan mekanikal.

Ini menjadi relevan dalam aplikasi yang melibatkan cecair pembersih, pelekat, pelincir atau bahan kimia proses. Bahan yang bertahan dari lap sekali-sekala mungkin tidak berkelakuan dengan cara yang sama di bawah pendedahan berulang, rendaman atau sentuhan semasa ditekankan.

Atas sebab itu, "tahan kimia" bukanlah keperluan yang sangat berguna dengan sendirinya. Menamakan bahan kimia sebenar dan keadaan perkhidmatan memberikan pembekal sesuatu yang boleh diperiksa terhadap data resin atau, jika perlu, diuji.

Panas

Data terma mudah disalah baca kerana angka itu kelihatan seperti had suhu.

Dalam dua contoh TAIRILAC di atas, HDT yang tidak dineil pada 1.8 MPa dilaporkan sebagai 88 darjah dan 86 darjah . Suhu pelunakan Vicat mereka berada dalam julat yang sama. Adalah menarik untuk mengurangkannya kepada pernyataan mudah seperti "ABS boleh beroperasi sekitar 90 darjah ," tetapi bukan itu yang ditetapkan oleh ujian.

HDT menerangkan ubah bentuk di bawah beban tertentu dalam ujian yang ditentukan. Vicat mengukur satu lagi jenis tindak balas haba. Kedua-duanya adalah penarafan suhu-penggunaan{3}}langsung untuk profil siap.

Komponen panjang di bawah beban juga mungkin dipengaruhi oleh rayapan, kitaran haba, tegasan pemasangan dan jumlah pergerakan dimensi yang boleh diterima oleh aplikasi. Perumahan yang secara ringkas mencapai suhu tinggi dan profil panjang yang mesti kekal lurus selama bertahun-tahun adalah masalah yang berbeza walaupun kedua-duanya diperbuat daripada ABS.

Apabila haba penting, julat operasi dan keadaan beban lebih berguna daripada had suhu generik.

Pilihan Bahan Berubah Lagi Apabila Bahagian Tersemperit

Sebilangan besar maklumat ABS dalam talian ditulis di sekitar acuan suntikan, yang masuk akal memandangkan sejauh mana bahan digunakan untuk perumah, penutup dan komponen struktur acuan. Penyemperitan profil meletakkan satu set permintaan yang berbeza pada resin.

 

Dalam acuan, bahan mengisi rongga tertutup dan disokong semasa ia sejuk. Profil tersemperit meninggalkan acuan secara berterusan dan mesti kekal terkawal semasa saiz dan penyejukan menetapkan dimensi akhirnya. Sebaik sahaja bahagian itu termasuk ruang berongga, muka nipis, rusuk berat atau taburan dinding asimetri, tingkah laku bahan dan geometri mula berinteraksi dengan cara yang tidak jelas daripada jadual harta asas.

 

Ini adalah salah satu sebab bahagian rujukan ABS-acuan suntikan tidak mencukupi untuk melayakkan gred untuk penyemperitan panjang.

 

Pertimbangkan kepungan acuan yang agak kecil dan profil berongga 1.5-meter. Kedua-duanya mungkin dilabelkan ABS dan kedua-duanya mungkin mempunyai keperluan kekuatan suhu bilik yang serupa. Penyemperitan, bagaimanapun, juga perlu mengekalkan bentuknya secara berterusan selepas meninggalkan acuan. Dinding yang tidak rata boleh menyejuk pada kadar yang berbeza, rusuk yang lebih berat boleh menarik permukaan kosmetik bersebelahan, dan bahagian yang tidak simetri boleh menyukarkan kawalan dimensi.

 

Pada ketika itu, persoalan yang berkaitan bukan lagi semata-mata sama ada ABS mempunyai kekuatan tegangan atau impak yang mencukupi. Gred perlu bekerja dengan bahagian itu.

 

Inilah sebabnya mengapa pernyataan generik tentang "ketebalan dinding ABS standard" atau "toleransi penyemperitan ABS biasa" mempunyai nilai terhad. Toleransi yang bermakna bergantung pada geometri profil, resin, perkakas, susunan penyejukan, kaedah pengukuran dan kriteria penerimaan. Toleransi nominal yang sama mungkin rutin pada satu bahagian dan tidak realistik pada bahagian lain.

 

Data aliran-cair membantu menerangkan sebahagian daripada gambar pemprosesan, tetapi ia tidak boleh dianggap sebagai ambang gred-penyemperitan universal. Perbandingan TAIRILAC terdahulu menunjukkan bahawa satu pengeluar sengaja meletakkan gred penyemperitannya pada aliran yang jauh lebih rendah daripada gred-tujuan amnya di bawah keadaan ujian yang sama. Itu adalah bukti berguna tentang cara berbeza gred boleh dirumuskan, bukan peraturan yang boleh digunakan untuk setiap resin ABS.

 

Untuk profil sebenar, lukisan itu adalah sebahagian daripada perbincangan bahan. Resin tidak boleh dinilai sepenuhnya secara berasingan daripada geometri yang sepatutnya.

Perbandingan bahan lebih berguna apabila ia bermula dengan sebab bahan kedua sedang dipertimbangkan.

Jika kebolehtahan cuaca luar mendorong perbincangan, ASA tergolong dalam senarai pendek kerana rintangan cuaca dan kestabilan warna adalah penting kepada cara gred ASA diletakkan.

Jika ketelusan, prestasi impak yang sangat tinggi atau keperluan haba yang lebih tinggi menjadi penting, polikarbonat mungkin patut dipertimbangkan.

PVC tegar mungkin merupakan calon yang lebih kuat di mana projek itu telah pun diselaraskan dengan keseimbangan kekakuan, kelakuan kimia, prestasi nyalaan, kos dan ciri penyemperitan PVC tertentu.

Tiada satu pun daripada perbandingan tersebut boleh diselesaikan dengan betul dengan jadual generik yang memberikan satu nilai untuk "ABS", satu untuk "PVC" dan satu untuk "PC." Ketiga-tiga adalah keluarga bahan komersial yang luas dengan gred khusus.

Tingkah laku nyalaan menunjukkan mengapa ini penting. Dua gred TAIRILAC yang dibincangkan sebelum ini dilaporkan sebagai UL 94 HB pada ketebalan yang dinyatakan. Keputusan itu tergolong dalam dua gred pada ketebalan itu; ia tidak mewujudkan klasifikasi nyalaan untuk ABS secara keseluruhan. Prinsip yang sama terpakai apabila membandingkan gred PVC atau PC tertentu.

Urutan yang berguna adalah untuk mentakrifkan keperluan dahulu, menyempitkan keluarga bahan kedua dan membandingkan gred komersial sebenar sebaik sahaja senarai pendek menjadi serius.

Untuk projek yang masih di peringkat pemilihan-bahan yang lebih luas, kamipanduan pemilihan bahan penyemperitanmerangkumi keputusan itu dengan lebih terperinci.

Lukisan tidak perlu menghasilkan semula keseluruhan lembaran data resin, tetapi ia harus mengandungi maklumat yang mencukupi untuk menjadikan keperluan bahan boleh dihasilkan semula.

ISO 19062-1:2015 ialah piawaian penetapan ISO yang diterbitkan semasa untuk bahan acuan dan penyemperitan ABS. Penerangan awamnya menggunakan empat sifat penetapan: Suhu pelunakan Vicat, kadar aliran jisim cair, kekuatan hentaman bertakuk Charpy dan modulus tegangan. Ia juga mengambil kira faktor seperti komposisi, kaedah penggunaan atau pemprosesan yang dimaksudkan, bahan tambahan, pewarna, pengisi dan tetulang.

ISO 2580-1:2002 yang lebih lama telah ditarik balik dan digantikan dengan ISO 19062-1.

ASTM D4673-23 menyediakan satu lagi sistem pengelasan dan petak bual bagi bahan acuan dan penyemperitan ABS di AS Satu ayat dalam skopnya amat berguna: sistem ini bertujuan untuk memanggil bahan yang digunakan untuk mengarang bahagian dan bukannya untuk melaksanakan pemilihan bahan itu sendiri.

Perbezaan itu mencerminkan apa yang berlaku dalam amalan. Piawaian boleh membantu dua pihak mengenal pasti bahan secara konsisten, tetapi ia tidak dapat memutuskan sama ada bahan itu sesuai dengan bahagian tersebut.

Untuk sesetengah projek, spesifikasi yang paling boleh dipercayai hanyalah pengeluar dan gred yang tepat. Yang lain memerlukan kawalan tambahan ke atas aliran cair, prestasi impak, warna, bahan tambahan, tingkah laku terma atau pendedahan alam sekitar. Medan mana yang terdapat pada lukisan bergantung pada perkara yang sebenarnya akan menyebabkan produk gagal atau menjadi tidak boleh diterima.

Profil yang akan digunakan di dalam rumah pada suhu sederhana mungkin memerlukan sedikit maklumat tambahan. Profil luar yang boleh dilihat terdedah kepada cahaya matahari, bahan kimia pembersih dan kekangan dimensi memerlukan lebih banyak lagi.

Sebelum profil ABS disemak untuk pengeluaran, maklumat yang paling berguna biasanya mudah: lukisan bahagian, persekitaran yang dimaksudkan, suhu operasi, pendedahan UV, sebarang bahan kimia yang berkaitan, keperluan penampilan dan jumlah pengeluaran yang dijangkakan. Input tersebut mendedahkan lebih banyak daripada jadual sifat ABS generik yang lain.

Setelah resin dan bahagian ditakrifkan dengan munasabah, pengeringan, keadaan cair, perkakas, saiz dan kawalan proses menjadi perbincangan yang berasingan. Mata pelajaran tersebut diliputi dalam kamiPanduan proses penyemperitan ABS.

Untuk bahagian berongga atau menuntut secara geometri, kamipanduan penyemperitan profil beronggamenerangkan mengapa taburan dinding dan geometri keratan mempunyai pengaruh yang begitu kuat terhadap kawalan dimensi.

Jika lukisan semasa berkata sahajaABS, itu tidak semestinya bermakna butiran bahan adalah salah. Ini bermakna mungkin masih ada keputusan yang tersembunyi di sebaliknya.

Menghantar lukisan bahagian bersama-sama dengan syarat perkhidmatan biasanya merupakan cara terpantas untuk mengetahui keputusan mana yang benar-benar penting.

Hantarkan kepada kami lukisan atau keperluan projek anda