مواد اکریلونیتریل بوتادین استایرن

مواد اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)

کوپلیمرهای ABS مدرن به دلیل تعامل منحصر به فرد خواص، کاربرد گسترده ای در بسیاری از محصولات صنعتی و خانگی دارند. این ماده علاوه بر بسیار سخت و انعطاف پذیر بودن، از خواصی همچون مقاومت ضربه ای بالا، مقاومت شیمیایی خوب و غیر سمّی بودن نیز برخوردار است. مهندسان بسیاری این مواد را به دلیل همین خواص جایگزین مصالح قدیمی کرده اند. سیستم های پایپینگABS  جایگزین بسیاری از سیستم های پایپینگ ساخته شده از دیگر مواد می شوند. سیستم یوروپایپ شامل طیف وسیعی از لوله ها و اتصالات فشار منطبق است که با روش های مختلف من جمله جوشکاری سرد یا سیتم اتصال حلقه لاستیکی به یکدیگر متصل شده اند.

اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) خانواده ای از ترموپلاستیک های مهندسی را با طیف وسیعی از خواص عملکردی شناسایی می کند. سیستم کوپلیمری برای ایجاد تعادل بهینه از خواص مناسب برای کاربرد نهایی آلیاژ می شود. اکریلونیتریل مقاومت شیمیایی و استحکام را ایجاد می کند؛ بوتادین نیز مقاومت ضربه ای، چقرمگی و مقاومت سایشی آن را بهبود می بخشد؛ استایرن هم به شفافیت، سهولت در پردازش و استحکام محصول کمک می کند. فرمول بکار رفتۀ یوروپایپ همراه با تولید کنندگان پلیمر برای بهینه سازی عملکردی از لحاظ استحکام کششی، مقاومت شیمیایی، شکل پذیری، مقاومت در برابر هوازدگی، پایداری حرارتی، سمیّت کم، بدون آلودگی و سهولت پردازش از مواد خام تا محصول نهایی توسعه یافته است. ABS در دمای پیشنهادی 30-60 درجه سلسیوس سخت و قوی است. خواص مهم آن عبارتند از:

- مقاومت ضربه ای و شکل پذیری بالا که به منظور افزایش چقرمگی، با هم ترکیب می شوند.

- مقاومت شیمیایی خوب

- مقاومت سایشی

- اتصال جوش حلال با استحکام بالا که امکان مونتاژ و اصلاح سیستم کارآمد را فراهم می کند.

- روش های اتصال حلقه لاستیکی که امکان اجرای تکنیک های اتصال سیستم های سازگار را فراهم می کند.

- خواص غیر سمّی و غیر آلوده

- مقاومت بالا در برابر آب های زیرزمینی تهاجمی

- تحمل کرنش بالا برای کاربردهای اشتعال

- مقاومت خوب در برابر اشعه ماوراء بنفش

- تحمل بالا در برابر سرج- چکش آب

ABS یک ترموپلاستیک نسبتآ انعطاف پذیر است که در مقایسه با سایر ترموپلاستیک ها مانند UPVC، از مقاومت ضربه ای بسیار بالایی بویژه در دماهای پایین برخوردار است. بر همین اساس، ABS در مواردی با مقاومت ضربه ای بسیار بالا مانند ساخت کلاه ایمنی سایت کاربرد دارد. بعنوان بخشی از برنامه تضمین کیفیت یوروپایپ، طول نمونۀ لوله طبق استاندارد AS 3518 بطور معمول در دمای 0 درجه از لحاظ مقاومت ضربه ای تست می شود باتوجه به نمودار زیر، کاهش نسبی در مقاومت ضربه ای ABS در مقایسه با دیگر ترموپلاستیک های سیستم پایپینگ، بین دمای 20-0 درجه سلسیوس رخ می دهد.

جدول 1:

ABS قابلیت منحصر به فردی در حفظ سطوح بالایی از مقاومت ضربه ای در دمای زیر 0 درجه سلسیوس دارد و همچنین، در مقایسه با سایر ترموپلاستیک ها کاربرد گسترده تری در سیستم های پایپینگ دارد.

ABS یک مادۀ نسبتآ انعطاف پذیر است که حالت شکست آن همانند مس نرم است؛ شکست را میتوان ناشی از اعوجاج نسوز و پارگی دانست که ماهیت موضعی آن میزان کاهش محتویات لوله را به حداقل می رساند. در مقابل، انتشار کرک و تجزیه مواد خطرناک با شکست بریتل همراه است. همانطور که در نمودار بالا نشان داده شد، همه ترموپلاستیک ها با سرعت بیشتری نسبت به فلزات منبسط می شوند. کاهش مدول خمشی ABS نسبت به فولاد، باعث کاهش بار و فشار ناشی از کرنش های حرارتی می شود؛ ضریب خطی انبساط حرارتی ABS،m/m10⁻⁵×10.1 است. علاوه براین، ABS فاقد تثبیت کننده های فلزات سنگین مانند سرب است که اغلب در پردازش سایر مواد ترموپلاستیک استفاده می شود. بنابراین، این احتمال وجود ندارد که مواد فلزات سنگین سمی از مواد لوله ABS به داخل سیال منتقل شده توسط لوله شسته شود. ABS یوروپایپ با استاندارد AS 4020 مطابقت دارد و سالهاست که همراه با آب آشامیدنی، آب مقطر در مصارف پزشکی، مایع دیالیز کلیه و بسیاری از غذاها و آشامیدنی ها بطور کاملآ ایمن استفاده شده است. همچنین، از آن بدون هیچ گونه آلودگی در آب آشامیدنی، آبجو، نوشابه، کارامل، شراب، سس، شکلات، کرم کاستارد و سایر محصولات مشابه استفاده می شود. توصیه می شود که تولید کنندگان مواد غذایی و نوشیدنی قبل از عرضه به بازار، طعم و مزۀ محصول خود را آزمایش کنند. سفتی و سختی ABS به عنوان یک ترموپلاستیک سفت و سخت در محدوده دمایی 30-60 درجه سلسیوس طبقه بندی می شود و با افزایش دما، سفتی لوله کاهش می یابد. سیستم های پایپینگ ABS برای نصب بیرونی در شرایط سخت و بدون حفاظت سطحی مناسب هستند. با قرار گرفتن ABS در معرض هوا، سطح آنها تجزیه شده و از بین می رود. این تخریب که فقط در سطح اتفاق می افتد، منجر به کاهش براقیت سطح و تغییر رنگ سطح به خاکستری روشن می شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید اثربخشی کمتری بر خواص فیزیکی سیستم های ABS دارد. به دلیل مدول خمشی نسبتآ بالای ABS، تنش های ایجاد شده در یک قسمت در حین سرویس منجر به کرنش های جزئی تر می شود؛ با این حال، احتمال کرکینگ تنش محیطی سطح را به حداقل می رساند. این مقاومت در برابر شکست با مقاومت ضربه ای بالای بالقوۀ ABS بویژه در دمای پایین، و توانایی پلیمر برای مقاومت حرارتی طولانی مدت با تغییر اندک در خواص فیزیکی بهبود می یابد.

سیستم های پایپینگ ABS مدتهاست که با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است که مقاومت سایشی را میتوان بهترین خواص آن در این زمینه دانست. دوغاب در صنایع معدنی، مواد غذایی، تولید برق و حتی فاضلاب نمونه های معمولی هستند که در آنها از لوله های فولادی و ضدزنگ استفاده شده است. مقاومت شیمیایی ABS در کنار مقاومت ضربه ای، آن را به گزینه ای عالی برای چنین محیط های خورنده و فرسایشی تبدیل می کند؛ این شرایط است که منجر به کاهش عمر سیستم لوله های فلزی می شود. فاز بوتادین لاستیکی در ABS از مقاومت سایشی بالایی در سیستم های پایپینگ برخوردار است. در سیستم های جریان گرانشی، زبری کم سطح در دراز مدت امکان استفاده از شیب های نسبتآ تند را فراهم می کند؛ شیب کمتر می تواند به معنای کاهش ارتفاع ساختمان باشد که تأثیر زیادی بر میزان هزینه ها دارد. علاوه براین، شیب های پایین تر سرعت انتقال را هم کاهش می دهند که آن هم باعث کاهش فرسودگی لوله ها می شود. تأثیر ترکیب مواد شیمیایی بر اجزای ABS بایستی در ارتباط با سایر عواملی که چرخه حیات سیستم را بطور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر قرار می دهند من جمله دما، فشار داخلی، تنش های خمشی، بارهای سیکلی و غیره ارزیابی شود که این کار بر عهدۀ مهندسین طراح است که نوع مواد و قرار گرفتن در چنین شرایطی را بایستی ارزیابی کنند. یوروپایپ داده های خاصی از کاربردهای شیمیایی صنعتی ABS ارائه داده است که در اینجا نمیتوان آنها را بیان کرد. تحت هیچ شرایطی نباید فرض کرد که میتوان از مخلوط مواد شیمیایی منحصر به فرد با ABS یا هر محصول دیگری بطور ایمن استفاده کرد؛ عدم وجود لیبل بر روی محصول نشان می دهد که این ماده مورد آزمایش قرار نگرفته است. مگر اینکه گفته شود تمام غلظت ها 100 درصد یا محلول آبی اشباع هستند که دمای این محلول ها 20 درجه سلسیوس است.