ABS

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ABS ein moderner Kunststoff

• Volker Abetz, Makromolekulare Chemie II,
  Universität Bayreuth
• Walter Wagner, Didaktik der Chemie, Universität
  Bayreuth
• Martin Weber, BASF-AG

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Historische Entwicklung
1930
Beginn der großtechnischen PolystyrolProduktion
(BASF)
1936
Polystyrol-co- acrylnitril
1948
Schlagfestes Polystyrol (High impact polystyrene,
HIPS)

(DOW Chemical)
Acrylnitril
-
Butadien
-
Styrol (ABS)
-
Polymerisate

(US Rubber Company)
1967
Witterungsbeständige
Acrylnitril
-
Styrol
-
Acrylat (ASA)
-
Polymerisate
(BASF)
Transparente S/B-Blockpolymere (Phillips)
1970
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Übersicht Styrolpolymerisate
PS
transparent steif spröde
Acrylnitril
a-Methylstyrol
Butadien- kautschuk
Butadien- kautschuk
ABS
zäh opak spannungsrißbeständig wenig
witterungsbeständig
Ersatz von Butadien- durch Acrylat- kautschuk
Einbau von MMA
MBS, MABS
zäh transparent
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Vergleich Schlagfestenicht schlagfeste
Styrolpolymerisate
Spannung
s
SAN
PS
HIPS
ABS
e
Dehnung
PS und PS/AN
HIPS und
ABS
steif spröde
steif zäh
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Einfluß der Morphologie auf die Eigenschaften
Kautschukphase
Kautschukgehalt Kautschukpartikelgröße
Zähigkeit Oberfächenglanz Steifigkeit Fließfähigke
it Wärmeformbeständigkeit
Matrix
Molekulargewicht Comonomergehalt Schmiermittelgeha
lt
Steifigkeit Wärmeformbeständigkeit Fließfähigkeit
061/000.559
6
Einfluß der Kautschukpartikelgröße auf die
mechanischen Eigenschaften
Spannung N/mm2
Spannung N/mm2
Spannung N/mm2
60
60
60
40
40
40
20
20
20
Bruchenergie
Bruchenergie
Bruchenergie
0
0
0
10
20
10
20
0
10
20
0
0
Dehnung
Dehnung
Dehnung
Steifigkeit
Einfluß auf
Zähigkeit
( Fläche unter der Kurve)
Reißdehnung
( Abbruch der Kurve bei Dehnung)

061/000.560
7
Bruchmechanismen in thermoplastischen Werkstoffen
Crazing
Shear yielding
Polystyrol, Poly(SAN)
Polyamid, Polypropylen, PMMA, PVC
Kautschukteilchen
Scherband
Zugspannung
tritt auf bei amorphen, relativ unpolaren
Matrices
tritt auf bei polaren Matrices
tritt auf bei teilkristallinen Thermoplasten
wird durch relativ große Teilchen initiiert
wird durch kleine Teilchen initiiert
Es gibt Übergänge zwischen beiden Mechanismen
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Acrylnitril - Butadien - Styrolcopolymere (ABS)
ABS
Lösungs
-

ABS
Emulsions
-

ABS
Herstellung analog zum HIPS
-
V
erfahren,
Herstellung der "W
eichkomponente"
jedoch V
erwendung von
Acrylnitril als
(dispergierte Kautschukteilchen)
Comonomer
Herstellung der "Hartkomponente"
(Poly(styrol
-
co
-
acrylnitril)) durch
kontinuierliche Lösungspolymerisation
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Lösungspolymerisation
Polybutadien
Styrol, Acrylnitril
Poly(styrol-co-acrylnitril)
10
Micellen
11
Emulsionspolymerisation
12
Einfluß von Comonomeren auf die Eigenschaften
Chemikalienresistenz
Wärmeformbeständigkeit
(CCl
)

C

4
Polystyrol

100
PolyS
-
-
MS
a

128
(60/40)
PolyS
-
AN

100
(65/35)
Poly
-
MS
-
AN
a

1
15
(70/30)
polare Comonomere
gute Chemikalienresistenz (Spannungsrißbeständ
igkeit)
sperrige Substituenten
hohe Glastemeperatur
, d.h. Wärmeformbeständigkeit
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Multiaxiale Zähigkeit bei Wärmelagerung (80C)
Multiaxiale Zähigkeit
A
Nm
S50
40
30
ASA
ABS mit Acrylat Butadien-Kautschuk
20
10
ABS
0
Lagerzeit mon
0
2
4
6
10
8
Witterungsbeständiger Acrylat-Kautschuk im ASA
wesentlich geringerer Zähigkeitsabfall bei
Wärmelagerung als Butadien-Kautschuk
ASA ist insbesondere für Außenanwendungen
entwickelt worden
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Kautschuktypen zur Modifizierung von SAN
15
Bordgeschirr aus Styrol/Acrylnitril Copolymer
061/000.557
16
Telefongehäuse und Instrumententafel aus ABS
061/000.593
17
Surfbretter und Freizeitmöbel aus
witterungsbeständigem ASA
061/000.592
18
Zusammenfassung
Einflußfaktoren
Eigenschaften