Непрозрачные: УПМ, АСА и т.д.. Обзор
Добавлено: 22 окт 2014, 14:53
Начнем с ударопрочного полистирола, хотя среди ударопрочных стирольных пластиков он является тупиковой ветвью эволюции, из него не развилось никаких жизнеспособных модификаций.
УПСа в общем мы кратко коснулись в теме про полистирол и, на мой взгляд, довольно с него. Единственное, стоит упомянуть о двух марках, которые могут конкурировать с АБС при желании переработчиков сэкономить. Это литьевая марка с высоким глянцем - Styrolution PS 454 и фреоностойкая экструзионная Styrolutuion PS ESCRimo, менее широко известная в своей корейской ипостаси как Styrolution PS 2710. Фреоностойкий (или, если смотреть шире - стойкий к растрескиванию) экструзионный HIPS придумали как относительно дешевую альтернативу для внутренних шкафов холодильников. Споры о том, что лучше для этого применения, АБС или ПС не закончились до сих пор, разные производители холодильного оборудования применяют и тот и другой материал. Он так же ограниченно применяется в упаковке, т.к. его стойкость к жирам заметно лучше, чем у стандартных марок. PS 454 - марка, сочетающая высокий (для ПС) удар и глянец. Когда возникает новый классический русский вопрос "Зачем платить больше?" у людей, которым АБС дороговат, а обычный ПС - страшноват, иногда эта марка является хорошим компромисом между ценой и свойствами.
Строго говоря, у компаний, вошедших в Styrolution были разработки на базе ударопрочного ПС. Обычный для ПС бутадиеновый каучук был заменен на EPDM для повышенной стойкости к УФ. Материал так же обладал более "сатиновой" поверхностью за счет размеров частиц каучука. Но потом возникли трудности с сырьем и было решено закрыть этот продукт (Styrosun), тем более что он не был в числе самых популярных.
При рассмотрении непрозрачных стирольных пластиков в качестве печки, от которой будем плясать, выберем АБС общего назначения, т.к. прочие непрозрачные стирольные пластики можно рассматривать как модификации стандартного АБС.
Почему же довольно часто выбирают АБС при наличии более интересных по цене ПП и полистирола.
За что же мы любим АБС? Например:
- Жесткость (2300 МПа)
- Теплостойкость (Вика В50 95С)
- Низкая усадка и стабильность размеров (0,5-0,7%)
- Легкость переработки (достаточный ПТР, простая сушка)
- Качество покрытий (поверхностное натяжение 35-42 дин)
- Контролируемое качество поверхности (глянец/матовость)
- Относительно высокая ударная вязкость (Шарпи с надр. при 23 С 25кДж/м3)
В общем-то уже неплохо. Но иногда хотелось бы большего, например стойкости к ударным нагрузкам, стойкости к ультрафиолету, теплостойкости, а лучше все вместе и подешевле. Подешевле точно не получится, а что на счет остального - посмотрим основные способы модификации, применяемые Styrolution.
Все рассматриваемые стирольные пластики (УПС мы рассмотрели выше) основаны на САН матрице. В отличие от прозрачных пластиков, главные танцы с бубнами тут касаются не матрицы, а каучуковой фазы, которая может быть не только бутадиеновой, но и EPDM. Конечно, бутильный каучук дешевле и эффективнее по части повышения ударной вязкости, но содержащиеся в нем двойные связи С=С с радостью разрушаются под действием света, тепла и агрессивной внешней среды. Поэтому УПС, АБС и другие полимеры, содержащие бутильный каучук мы никак не можем рекомендовать для изделий, которые работают долго в условиях сильной освещенности или для которых критично изменение цвета. Вместо АБС там работает АСА. Прежде всего это касается автопрома, но помимо этого есть интересные применения в области отделочных материалов (соэкструзия с ПВХ), бытовой технике и электрике.
Раньше у Styrolution была марка АБС с повышенной УФ-стойкостью, но за счет большого количества вводимого УФ-абсорбера она стоила дороже, чем АСА, поэтому решено было перестать ее производить. Ниже - графики, иллюстрирующие сравнительное изменение свойств АБС и АСА.
Как мы видим, даже композиции ПК/АБС, имеющие изначально заметно более высокие свойства по сопротивлению удару, через 500 часов работы под действием солнечного света теряют все преимущество. Это надо учитывать при выборе материалов для изделий с гарантийным сроком, т.к. разбираться с рекламациями может оказаться дороже.
Решение проблем теплостойкости может идти двумя путями: через частичную замену САН матрицы на более теплостойкую (АМСАН, см. главу о прозрачных) или через смешение с более теплостойкими полимерами (ПА, ПК).
Теплостойкость полученной смеси полимеров равна средней с учетом долей применяемых полимеров. Практически максимальная теплостойкость материалов с применением АМСАН - 113 С, с АБС и ПА - выше.
Резюмируя сказанное, можно сделать вывод, что теплостойкий АБС/АСА, модифицированный АМСАН применяется там, где принципиальна поливаемость и адгезия покрытий (например корпуса задних фонарей автомобилей - для АБС, решетки радиатора - для АСА). ПК-модифицированные марки применяются там, где необходима стойкость к удару, особенно на морозе. Как правило это детали, к которым предъявляется менее высокие требования по качеству поверхности/адгезии покрытий. Применение АБС и АСА, модифицированных ПА из-за цены не очень широко (в основном - все тот же автопром). Основной мотив применения - высокий удар в сочетании с качеством поверхности позволяет исключить дорогостоящую окраску. Да и ПТР под 60 (для ненаплненной марки) часто бывает нелишним.
Небольшого повышения теплостойкости можно добиться и подбором каучука.
Итоги можно представить в виде такой картинки (данные очень усредненные):
УПСа в общем мы кратко коснулись в теме про полистирол и, на мой взгляд, довольно с него. Единственное, стоит упомянуть о двух марках, которые могут конкурировать с АБС при желании переработчиков сэкономить. Это литьевая марка с высоким глянцем - Styrolution PS 454 и фреоностойкая экструзионная Styrolutuion PS ESCRimo, менее широко известная в своей корейской ипостаси как Styrolution PS 2710. Фреоностойкий (или, если смотреть шире - стойкий к растрескиванию) экструзионный HIPS придумали как относительно дешевую альтернативу для внутренних шкафов холодильников. Споры о том, что лучше для этого применения, АБС или ПС не закончились до сих пор, разные производители холодильного оборудования применяют и тот и другой материал. Он так же ограниченно применяется в упаковке, т.к. его стойкость к жирам заметно лучше, чем у стандартных марок. PS 454 - марка, сочетающая высокий (для ПС) удар и глянец. Когда возникает новый классический русский вопрос "Зачем платить больше?" у людей, которым АБС дороговат, а обычный ПС - страшноват, иногда эта марка является хорошим компромисом между ценой и свойствами.
- свойства PS454
При рассмотрении непрозрачных стирольных пластиков в качестве печки, от которой будем плясать, выберем АБС общего назначения, т.к. прочие непрозрачные стирольные пластики можно рассматривать как модификации стандартного АБС.
Почему же довольно часто выбирают АБС при наличии более интересных по цене ПП и полистирола.
За что же мы любим АБС? Например:
- Жесткость (2300 МПа)
- Теплостойкость (Вика В50 95С)
- Низкая усадка и стабильность размеров (0,5-0,7%)
- Легкость переработки (достаточный ПТР, простая сушка)
- Качество покрытий (поверхностное натяжение 35-42 дин)
- Контролируемое качество поверхности (глянец/матовость)
- Относительно высокая ударная вязкость (Шарпи с надр. при 23 С 25кДж/м3)
В общем-то уже неплохо. Но иногда хотелось бы большего, например стойкости к ударным нагрузкам, стойкости к ультрафиолету, теплостойкости, а лучше все вместе и подешевле. Подешевле точно не получится, а что на счет остального - посмотрим основные способы модификации, применяемые Styrolution.
- Модификации и выбор непрозрачных стирольных пластиков.
- Результаты натурных тестов по климатическому старению АБС и АСА
Решение проблем теплостойкости может идти двумя путями: через частичную замену САН матрицы на более теплостойкую (АМСАН, см. главу о прозрачных) или через смешение с более теплостойкими полимерами (ПА, ПК).
- Способы модификации теплостойкости АБС и АСА.
Резюмируя сказанное, можно сделать вывод, что теплостойкий АБС/АСА, модифицированный АМСАН применяется там, где принципиальна поливаемость и адгезия покрытий (например корпуса задних фонарей автомобилей - для АБС, решетки радиатора - для АСА). ПК-модифицированные марки применяются там, где необходима стойкость к удару, особенно на морозе. Как правило это детали, к которым предъявляется менее высокие требования по качеству поверхности/адгезии покрытий. Применение АБС и АСА, модифицированных ПА из-за цены не очень широко (в основном - все тот же автопром). Основной мотив применения - высокий удар в сочетании с качеством поверхности позволяет исключить дорогостоящую окраску. Да и ПТР под 60 (для ненаплненной марки) часто бывает нелишним.
Небольшого повышения теплостойкости можно добиться и подбором каучука.
Итоги можно представить в виде такой картинки (данные очень усредненные):
- Сравнительные данные непрозрчных стирольных пластиков.
