Чем поликарбонат отличается от АБС пластика?

Поликарбонат и АБС пластик: различия и сравнения материалов

Поликарбонат (ПК) и АБС (акрилонитрилбутадиенстирол) являются термопластичными полимерами, которые подходят для различных областей применения.

ПК обычно изготавливают методом литья под давлением или термоформованием в желаемую форму. Он используется в приложениях с высокими ударными нагрузками и там, где требуется оптическая прозрачность.

ABS обычно изготавливается методом литья под давлением или методом экструзии. Он более жесткий, чем поликарбонат. ABS хорошо используется при изготовлении изделий, требующих ударной вязкости и термостойкости.

При рассмотрении поликарбоната или АБС-пластика для изготовления деталей может быть сложно сделать выбор между ними.

В этой статье будут сравниваться и противопоставляться структура, производственные процессы, свойства материалов, области применения, стоимость, возможность вторичной переработки и экологичность поликарбоната и АБС пластика.

Что такое поликарбонат?

Поликарбонаты представляют собой термопластичные полиэфиры с превосходными механическими свойствами. Торговые марки ПК включают Lexan®, Makrolon® и Palgard™.

Поликарбонаты образуются, когда газообразный фосген реагирует с предшественником бисфенолом А (BPA).

В качестве альтернативы BPA и дифенилкарбонат могут подвергаться переэтерификации (превращение эфира карбоновой кислоты в другой эфир карбоновой кислоты) для получения PC. Хотя можно изготавливать поликарбонаты с использованием диолов, отличных от BPA.

ПК прочный и долговечный. Он подходит для применений, связанных с высокой локальной пластической деформацией в результате ударной нагрузки из-за его сильно некристаллической структуры.

Неорганизованные и неплотно упакованные полимерные цепи в структуре поликарбоната позволяют ему поглощать значительно больше энергии, чем материалы с полукристаллической структурой, поэтому он более ударопрочный.

Аморфная структура ПК делает его прозрачным, поскольку свет может проходить через промежутки между его полимерными цепями, поэтому он подходит для приложений, где прозрачность является ключевым требованием.

Структура поликарбоната также приводит к его высокой температуре стеклования, что делает его хорошим материалом для использования в высокотемпературных средах.

ПК можно обрабатывать методами формовки металла, такими как гибка листогибочным прессом, литьем под давлением, экструдированием, 3D-печатью (FDM), и обработано.

Однако поликарбонат требует высоких температур и специального оборудования для экструзии с использованием 3D-принтеров из-за его высокой температуры стеклования.

ПК используется для изготовления прототипов, поскольку он легко обрабатывается при комнатной температуре с использованием методов обработки листового металла.

Общие области применения ПК включают пуленепробиваемые окна, медицинские устройства, защитное оборудование (визоры, очки и экраны), электронику и приложения, требующие прозрачности и устойчивости к разрушению.

Доступны различные марки поликарбоната, от низкой до высокой ударной вязкости, гибкости и прочности, с добавками, повышающими ударную вязкость, пластичность, химическую стойкость и термостойкость. Специальные покрытия могут быть добавлены для уменьшения царапин и повышения химической стойкости.

Что такое АБС пластик?

ABS представляет собой термопластичный полимер с такими преимуществами, как долговечность, жесткость и стабильность размеров. АБС получают полимеризацией акрилонитрила и стирола в присутствии полибутадиена.

Пропорции каждого мономера можно регулировать для получения различных сортов АБС, каждый из которых обеспечивает различные механические свойства. Например:

  1. Большее количество акрилонитрила приводит к образованию более полярных связей между нитрильными цепями, что увеличивает прочность.
  2. Большее количество стирола обеспечивает повышенную жесткость и блестящую поверхность.
  3. Большее количество акрилонитрила приводит к повышению сопротивления усталости, химической стойкости и характеристик при высоких температурах, что измеряется его температурой деформации при нагревании.

ABS можно комбинировать с различными материалами для улучшения определенных свойств.

Например, ПК и АБС можно комбинировать в различных соотношениях для образования термопластичных смесей, обладающих сочетанием механических свойств составляющих их компонентов.

Смеси ПК-АБС обеспечивают повышенную пластичность, технологичность и устойчивость к царапинам за счет АБС, термостойкость и ударную вязкость за счет ПК, сохраняя при этом высокую прочность и ударопрочность обоих материалов.

ABS представляет собой прочный и жесткий пластик с высококачественной устойчивой к царапинам поверхностью. Он также стабилен по размерам в широком диапазоне температур, гарантируя, что он не деформируется.

АБС-пластик виды, свойства

Его высокая жесткость и прочность делают его устойчивым к деформации как при растягивающих, так и при сжимающих нагрузках.

Жесткость АБС можно увеличить за счет добавления стекловолокна. ABS также может иметь другие виды отделки поверхности, включая матовую и глянцевую. ABS также можно окрашивать с использованием различных пигментов.

Наиболее распространенными производственными технологиями, используемыми с ABS, являются литье под давлением и 3D-печать FDM (моделирование методом наплавления).

ABS хорошо подходит для 3D-печати, потому что его можно экструдировать при относительно низких температурах, поэтому для этого процесса не требуется специализированного оборудования, рассчитанного на высокие температуры.

ABS может использоваться для широкого спектра применений благодаря своим полезным свойствам. ABS устойчив к деформации в широком диапазоне температур, с которыми сталкиваются автомобили.

Эта размерная стабильность делает его очень полезным для автомобильных деталей, таких как приборные панели и рулевые колеса.

ABS также используется в приложениях, где важна устойчивость к царапинам и визуальная привлекательность, например: выключатели света, офисное оборудование и детские игрушки.

Поликарбонат против АБС: применение и использование

Поликарбонат и АБС подходят для изготовления широкого спектра изделий. И иногда может быть трудно решить, какой пластик лучше всего подходит для конкретного случая использования. Ниже перечислено где можно использовать поликарбонат или АБС:

  1. Медицинское оборудование и приборы
  2. Багаж
  3. Трубы и трубки

Примеры исключительного использования и применения поликарбонатов:

  1. Альтернатива стеклу: ПК используется в качестве альтернативы стеклу из-за его высокой прозрачности и ударопрочности.
  2. Строительный материал: высокая термостойкость поликарбоната делает его пригодным для использования в строительстве, как правило, в качестве изоляционного слоя. Поликарбонату также можно легко придать форму декоративных панелей и арок.
  3. Контейнеры для пищевых продуктов: ПК имеет высокую температуру стеклования и может сохранять свою форму при контакте с горячей пищей. Его прозрачность позволяет видеть продукты во время хранения.

Примеры исключительного использования и применения ДПВ:

  1. Автомобильные интерьеры: АБС-пластик подходит для автомобильных интерьеров, поскольку он имеет хорошее качество поверхности и устойчив к царапинам.
  2. Детские игрушки: АБС-пластик естественным образом устойчив к ультрафиолетовому излучению, что увеличивает срок службы игрушек для активного отдыха. Чистый АБС-пластик естественно белого цвета и поэтому является отличным носителем для широкого спектра пигментов.
  3. Корпуса для электронных устройств: Корпуса электронных устройств часто изготавливаются из АБС-пластика из-за его хорошей устойчивости к ультрафиолетовому излучению, что гарантирует, что механические характеристики корпуса не ухудшатся после длительного воздействия ультрафиолетового излучения.

Поликарбонат против АБС: физические свойства

В таблице 1 ниже показаны свойства поликарбоната и АБС-пластика:

Свойства Поликарбонат АБС

Прочность на растяжение (МПа)

58,6-154

31-50

Температура теплового прогиба (°C)

132

97

Впитывание воды (%)

0,2

1,8

Твердость (по Роквеллу)

72-126

68-118

УФ-стойкость

Да, после добавления УФ-стабилизатора, химического вещества, поглощающего УФ-излучение, в полимерную смесь перед формованием/экструзией или путем равномерного покрытия поверхности детали

Да

Удлинение (%)

60

48

Модуль Юнга — жесткость (ГПа)

1,79-6

(в среднем 2,37)

0,778-6,1

(в среднем 2,15)

Свариваемость

Высокий

Низкий

Поликарбонат обладает большей прочностью на растяжение, более высокой температурой деформации и гибкостью, чем АБС. ABS, с другой стороны, имеет более высокую естественную устойчивость к ультрафиолетовому излучению и жесткость по сравнению с поликарбонатом.

Поликарбонат против АБС: возможность вторичной переработки и экологичность

Поликарбонат и АБС полностью пригодны для вторичной переработки. Их можно нагревать до температуры выше точки их плавления с образованием жидких термопластов.

Оба они также могут быть немедленно отлиты под давлением в новую желаемую форму или использованы для формирования гранул для последующего использования.

ПК и АБС могут подвергаться многократной переработке без ухудшения свойств материала, что делает их идеальным выбором для устойчивого производства.

ПК также можно разложить химическим путем с использованием катализатора на основе цинка. Чистый BPA можно выделить с помощью циклов перекристаллизации воды и сушки с получением экологически чистых отходов, включая диметилкарбонат.

Выделенный BPA затем может подвергнуться реакции с гидроксидом натрия и фосгеном с образованием ПК, который можно термоформовать в гранулы или новые детали.

Однако как ABS, так и PC имеют идентификационный код смолы (RIC) 7, а это означает, что предприятия по переработке не могут быть широко доступны во всех частях мира.

Поликарбонат против АБС: стоимость

Поликарбонат стоит примерно на 50% дороже, чем АБС, при этом оба материала являются относительно недорогими.

Стандартные гранулы поликарбоната стоят около 1,52 доллара за килограмм.

Катушка АБС, используемая для потребительской 3D-печати, обычно стоит около 20 долларов за килограмм, а стандартные гранулы АБС стоят около 0,90 доллара за килограмм.

Смеси ПК-АБС дешевле, чем использование одного ПК, поскольку добавление АБС снижает стоимость материала на килограмм.

Альтернативные материалы поликарбонату и АБС

Возможные заменители доступны как для поликарбоната (ПК), так и для АБС. Это:

  1. Полиметилметакрилат (ПММА) : ПММА, акрил или Perspex® могут быть подходящей альтернативой ПК для листовых материалов благодаря своей оптической прозрачности. ПММА является хорошей альтернативой, когда предполагаемое применение не требует высокой ударопрочности или ударной вязкости. ПММА более хрупок, чем ПК, и поэтому с большей вероятностью растрескивается в процессе эксплуатации.
  2. Акрилонитрил-стирол-акрилат (ASA): ASA обладает свойствами, аналогичными ABS, такими как высокая ударная вязкость и хорошие характеристики в диапазоне температур. Для некоторых наружных автомобильных применений ASA может быть предпочтительнее, так как он лучше работает в неблагоприятных погодных условиях и условиях окружающей среды, чем ABS, из-за его более высокой устойчивости к ультрафиолетовому излучению и, в зависимости от используемого сорта ASA, более низкого водопоглощения.

В этой статье были представлены поликарбонат и АБС, объяснено, что они собой представляют, и обсуждены различные области применения каждого материала.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

два × один =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: