Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиолефины. Акрилонитрилы. Часть 1

Акрилонитрил-бутадиеновый каучук – это сополимер с 20-50% содержанием акрилонитрила, который является маслостойкой резиной общего назначения, которую также называют нитрильным каучуком (NBR). Его устойчивость к маслам, топливу и растворителям превосходит полихлоропрен (CR). Тепловое старение довольно хорошее, а сопротивление истиранию высокое, стоимость умеренная. Устойчивость к озону и атмосферным воздействиям у акрилонитрил-бутадиенового каучука не очень хорошая, а гибкость при низких температурах довольно ограничена в некоторых классах. Области применения NBR включают топливные и масляные трубки и шланги, уплотнения, конвейерные ленты, а также печатные валики. В трубопроводных системах NBR используется в качестве материала для уплотнений фитингов и трубопроводной арматуры.

Один из самых популярных акрилонитрилов — акрилонитрил-бутадиен-стирол или ABS (АБС). Он представляет собой аморфный терполимер, состоящий из акрилонитрила, бутадиена и стирола. Эти материалы обрабатываются большинством методов, включая литье под давлением, экструдирование и термоформование. Они обеспечивают жесткий, твердый, не хрупкий пластик с хорошими химическими, электрическими и погодными характеристиками, низким водопоглощением и устойчивостью к циклам горячей и холодной воды, хорошей стабильностью размеров, высокой стойкостью к истиранию, а некоторые марки легко гальванизируются. АБС часто рассматривается как модифицированный полистирол, поскольку его свойства напоминают полистирол, за исключением того, что его ударная вязкость намного выше. АБС используется там, где требуются хороший внешний вид и прочность, а также разумная жесткость и температура размягчения. Доступно очень широкое разнообразие коммерческих продуктов, различающихся не только по составу, но и по морфологии, из-за различных процедур, используемых при получении сополимера.

ABS обычно содержит около 20% каучука, около 25% акрилонитрила и около 55% стирола, имеет значение Tg около +105 °С, модуль упругости при растяжении 2,5 ГПа и ударную вязкость около 4 Дж при испытании по Izod. Однако из-за множества возможных вариантов его диапазон свойств очень широк. Например, Super ABS может иметь ударную вязкость по Izod с надрезом до 8 Дж. Также некоторые или все компоненты из одного сомономера могут быть заменены. Метилметакрилат может заменить акрилонитрил, как в MBS и MABS, с улучшением прозрачности, или насыщенный каучук может заменить полибутадиен, как в ASA и ACS, с улучшением стойкости к окислению. Обширное применение (например, корпуса электронных инструментов, телефоны, спортивное снаряжение, автомобильные решетки, мебель и т. д.) делает этот материал одним из самых востребованных. Он является электропогружаемым, хорошо подходит в качестве конструкционной пены и доступен в виде тонированного прозрачного материала. Другие области применения включают крышки грузовиков, оборудование для спа-салонов, отделка автофургонов и внутренних и внешних автомобильных панелей, бытовые приборы, покрытия для холодильников, столешниц. Кроме того, ABS незаменим в трубопроводных системах для транспортировки охлаждённых сред (у Georg Fischer это линейка Cool-Fit).

Далее рассмотрим прозрачный акрилонитрил-бутадиен-стирол. Когда показатели преломления эластомера меняются путем включения метилмтакрилата, возможно получение прозрачных продуктов. Прогресс в разработке продукта достигается за счет дальнейшего сопоставления свойств со стандартным ABS, а также за счет увеличения светопропускания до 88%. Еще одним преимуществом является улучшение текучести продуктов в расплавленном состоянии. Пример применения: изделия для медицинской упаковки. Другие области применения включают подачу бумаги для копировальных машин, часовые кристаллы, прозрачные строительные блоки для игрушечных конструкторов, прозрачные лотки для морозильных камер и упаковку для косметики.

Акрилонитрил-хлорированный полиэтилен-стирольный сополимер или ACS представляет собой терполимер, полученный сополимеризацией акрилонитрила и стирола в присутствии хлорированного полиэтилена. Свойства аналогичны АБС, за исключением того, что они более устойчивы к хрупкости из-за окислительной деградации и имеют лучшую огнестойкость — этот материал обладает очень высокой огнестойкостью. ACS классифицируется как UL 94 V-0 (образец толщиной 1/16 дюйма). ACS по своей природе противостоит электростатическому осаждению пыли, поэтому нет необходимости добавлять антистатики в рецептуру. Температура прогиба материала под нагрузкой составляет от +78 °С до +90 °С (от +172 °F до +194 °F). Изделия из ACS могут быть приклеены друг к другу, подвергнуты горячей штамповке и покраске.

Ещё один материал — акрилонитрил-этилен / пропилен-стирольный сополимер или AES. AES представляет собой терполимер, полученный путем прививки сополимера стирол-акрилонитрила к каучуку этилен-пропилену или этилен-пропилен-диеновому мономеру. Его свойства аналогичны характеристикам ABS, но с улучшенной атмосферостойкостью. Также рассмотрим группу акрилонитрил-этилен-стирольных полимеров. Это аморфные, непрозрачные полимеры, полученные суспензионной, эмульсионной или непрерывной полимеризацией. Свойства аналогичны АБС с добавлением атмосферостойкости или защиты от ультрафиолетового излучения для наружного использования. Эти материалы обычно коэкструдированы поверх АБС. Как правило, из них изготавливают наружные детали для автомобилей и автофургонов, крышки для грузовиков, ступени для бассейнов, наружные указатели, каркасы и т. д.