LinkFang

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (Kurzzeichen ABS) ist ein synthetisches Terpolymer aus den drei unterschiedlichen Monomerarten Acrylnitril, 1,3-Butadien und Styrol und gehört zu den amorphen Thermoplasten. Die Mengenverhältnisse können dabei variieren von 15–35 % Acrylnitril, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol.

Herstellung

ABS wird großtechnisch durch Pfropfcopolymerisation hergestellt,^[4] es kann aber auch durch Blenden (Vermischen) der fertigen Polymere erfolgen. Bei den durch Pfropfcopolymerisation hergestellten ABS unterscheidet man das Emulsions- und In-Masse-Verfahren:

Emulsionsverfahren

Die Rohstoffe werden nach und nach der Polymerisation hinzugefügt. Dadurch entstehen Kondensate, welche entgast werden müssen. Die Butadienpartikel werden durch den Prozess zerkleinert und ergeben somit den für ABS typischen gelben Farbton.

In-Masse-Verfahren

Alle Rohstoffe werden gemeinsam durch alle Stufen der Polymerisation geführt. Es entstehen kaum Kondensate und die Entgasung entfällt auf ein Minimum. Die Butadienpartikel bleiben groß. Dadurch ist das ABS heller (besser für Selbsteinfärbung) und es enthält weniger Fremdstoffe (geringere Emissionen). Durch die größeren Butadienpartikel ist In-Masse-ABS bei geringerem Butadiengehalt schlagzäher.

Eigenschaften

ABS ist in Rohform ein farbloser bis grauer Feststoff. Es kann mit Methylethylketon (MEK) und Dichlormethan (Methylenchlorid) geklebt werden.

Weitere Eigenschaften sind:

• Reißdehnung (DIN 53455): 15 bis 30 %
• linearer Ausdehnungskoeffizient: 60–110 K⁻¹ · 10⁻⁶
• spez. Wärmekapazität: 1,3 kJ · kg⁻¹ · K⁻¹
• Dauergebrauchstemperatur: max. 85 bis 100 °C
• elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV · mm⁻¹
• Beständigkeit gegen Öle und Fette
• temperaturbeständig
• Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Alterung^[5]

Verwendung

Haushalts- und Konsumprodukte dominieren die weltweite Nachfrage nach Acrylnitril-Butadien-Styrol.^[6] Deutlich mehr als 50 % der ABS-Produktion in Westeuropa wird von der Automobil- und Elektroindustrie verwendet. ABS eignet sich gut zum Beschichten mit Metallen (Galvanisieren) und Polymeren. Dies macht es zum Beispiel möglich, eine verchromte Oberfläche auf einem Kunststoffteil zu erhalten. Beispiele für den Einsatz von ABS sind thermogeformte Teile aus Platten und Folien, Automobil- und Elektronikteile, Motorradhelme, Spielzeug (zum Beispiel Lego-Bausteine), Gehäuse von Elektrogeräten und Computern, Kantenbänder (Umleimer) in der Möbelindustrie, Konsumgüter mit erhöhten Ansprüchen an die Schlagzähigkeit, Musikinstrumente (zum Beispiel Klarinetten- und Saxophon-Mundstücke, Ukulelen-Korpusse oder Randeinfassungen von Gitarren) und die Seitenwangen von in Sandwichbauweise hergestellten Skiern und Snowboards. In 3D-Druckern wird ebenfalls ABS verwendet.

Verarbeitung

ABS schmilzt in einem Temperaturbereich von 220–250 °C (Hochtemperatur-ABS-Blends noch höher) und kann im flüssigen Zustand im Spritzgussverfahren oder per Extruder geformt werden. Als eine spezielle Form letzterer Methode ist ABS auch ein üblicher Werkstoff für sogenannte 3D-Drucker. Standard-ABS erweichen um 95–110 °C (siehe Vicat-Erweichungstemperatur). Es eignet sich nach Vorbehandlung hervorragend zum Galvanisieren, Lackieren und Bedrucken. Warmgas-, Heizelement-, Rotationsreibschweißen sowie Ultraschall- und Hochfrequenzschweißen sind möglich.^[5]

Recycling

Bei sauberer Trennung kann ABS problemlos wieder eingeschmolzen und wiederverwendet werden. Zur Sortierung stehen maschinelle Verfahren zur Verfügung, die es aus üblichen Abfallmischungen zu einem Reinheitsgrad von über 99 % separieren können.^[7]

Normen

• DIN EN ISO 2580-1 Kunststoffe – Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Formmassen – Teil 1: Bezeichnungssystem und Basis für Spezifikationen (ISO 2580-1:2002). Deutsche Fassung EN ISO 2580-1:2002.
• DIN EN ISO 2580-2 Kunststoffe – Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Formmassen – Teil 2: Herstellung von Probekörpern und Bestimmung von Eigenschaften (ISO 2580-2:2003). Deutsche Fassung EN ISO 2580-2:2003.

Handelsnamen

Ähnliche Kunststoffe

• Styrol-Acrylnitril (SAN)
• Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA)

Quellen

1. ↑ Mettler-Toledo, Applikationssammlung Thermische Analyse Thermoplaste, 1996.
2. ↑ ^{2,0 2,1} Datenblatt ABS  bei unicgroup.com (PDF; 157 kB), abgerufen am 11. Juni 2013.
3. ↑ ^{3,0 3,1} Datenblatt Poly(acrylonitrile-co-butadiene-co-styrene), acrylonitrile ~40 wt. %, powder  bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 27. Dezember 2012 (PDF ).
4. ↑ Karlheinz Biederbick: Kunststoffe, 4. Auflage, Vogel-Verlag, Würzburg, 1977, S. 87, ISBN 3-8023-0010-6.
5. ↑ ^{5,0 5,1} Christian Bonten: Kunststofftechnik Einführung und Grundlagen, Hanser Verlag, 2014
6. ↑ Marktstudie Technische Kunststoffe, Ceresana, Sep. 2013 .
7. ↑ Argonne National Laboratory: Process for Recovering Usable Plastics from Mixed Plastic Waste  (Memento vom 15. März 2012 im Internet Archive).