ABS - Acrylnitril-Butadien-Styrol

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein zaehes, steifes und langlebiges amorphes thermoplastisches Polymer, das weitverbreitet im Spritzguss, 3D-Druck und in der Extrusion eingesetzt wird. Als Terpolymer kombiniert ABS drei verschiedene Monomere — Acrylnitril fuer Waerme- und Chemikalienbestaendigkeit, Butadien fuer Schlagfestigkeit und Styrol fuer Oberflaechenglanz und Verarbeitbarkeit — und erzeugt so ein Material mit einer aussergewoehnlichen Balance mechanischer Eigenschaften.

Der globale ABS-Markt wurde 2024 auf etwa 28 Milliarden US-Dollar geschaetzt und wird voraussichtlich bis 2030 mit einer jaehrlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,3% wachsen, angetrieben durch die steigende Nachfrage in den Bereichen Automobil, Elektronik und 3D-Druck. Die weltweite Produktion uebersteigt jaehrlich 12 Millionen Tonnen, wobei der asiatisch-pazifische Raum laut Branchendaten von ICIS ueber 60% des Verbrauchs ausmacht.

ABS entspricht den ASTM D4673-Spezifikationen fuer Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Form- und Extrusionsmaterialien. Ausgewaehlte Sorten sind fuer den Lebensmittelkontakt gemaess FDA 21 CFR-Vorschriften zugelassen, und flammhemmende Sorten erfuellen die UL 94 V-0-Klassifizierung fuer Elektronik- und Geraeteanwendungen.

Wichtige Eigenschaften von ABS umfassen:

• Hohe Schlagfestigkeit, selbst bei Temperaturen bis -20°C, dank der in der starren Styrol-Acrylnitril (SAN)-Matrix verteilten Butadien-Kautschukphase.
• Hervorragende Dimensionsstabilitaet mit geringer Schwindung beim Formen, wodurch praezise und gleichmaessige Teile entstehen.
• Gute Waermebestaendigkeit mit typischen Waermeformbestaendigkeitstemperaturen von 85°C bis 110°C je nach Sorte.
• Eine hochglaenzende, glatte Oberflaechenguete, die sich fuer Lackierung, Galvanisierung und Texturierung eignet. ABS ist das bevorzugte Substrat fuer dekorative Verchromung.
• Gute Bestaendigkeit gegenueber waessrigen Saeuren, Laugen, konzentrierter Salz- und Phosphorsaeure sowie den meisten Alkoholen.
• Einfache Verarbeitung durch Spritzguss, Extrusion, Tiefziehen und Blasformen mit breiten Verarbeitungsfenstern.
• Hervorragende Kompatibilitaet mit anderen Polymeren, die ABS/PC-, ABS/PA- und ABS/PBT-Blends fuer verbesserte Leistung ermoeglicht.

Zusammensetzung und Monomerfunktionen

ABS wird durch Emulsions- oder Massepolymerisation hergestellt, wobei drei Monomere in sorgfaeltig kontrollierten Verhaeltnissen kombiniert werden:

• Acrylnitril (15–35%): Traegt zur thermischen Stabilitaet, Chemikalienbestaendigkeit und Oberflaechenhaerte bei. Ein hoeherer Acrylnitrilanteil verbessert die Waermebestaendigkeit und Zugfestigkeit.
• Butadien (5–30%): Bildet eine dispergierte Kautschukphase, die Schlagenergie absorbiert. Ein hoeherer Butadienanteil erhoeht die Zaehigkeit, verringert jedoch die Steifigkeit und den Oberflaechenglanz.
• Styrol (40–60%): Sorgt fuer Verarbeitbarkeit, Oberflaechenglanz und Steifigkeit. Die kontinuierliche Styrol-Acrylnitril-Phase verleiht ABS seine strukturelle Integritaet.

Durch die Anpassung des Verhaeltnisses dieser drei Monomere stellen Hersteller Sorten her, die fuer spezifische Leistungsanforderungen optimiert sind — von hochglaenzenden Geraetegehaeusen bis hin zu hochschlagfesten Automobilbauteilen.

Verfuegbare Sorten

Universal-ABS bietet eine ausgewogene Kombination aus Schlagfestigkeit, Steifigkeit und Oberflaechenqualitaet fuer ein breites Spektrum an Spritzguss- und Extrusionsanwendungen. Es ist die am haeufigsten verwendete Sorte fuer Konsumgueter, Haushaltswaren und allgemeine Industriekomponenten.

Hochschlagfestes ABS enthaelt einen erhoehten Butadienanteil fuer ueberlegene Zaehigkeit und Schlagfestigkeit. Diese Sorten werden in Automobilbauteilen, Schutzausruestungen und Anwendungen eingesetzt, die mechanischer Beanspruchung oder niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind.

Waermebestaendiges ABS wird mit hoeherem Acrylnitrilanteil formuliert, um die Waermeformbestaendigkeitstemperatur ueber 100°C zu erhoehen. Diese Sorten dienen fuer Automobil-Innenverkleidungen, Geraetegehaeuse und elektrische Bauteile, die erhoehten Betriebstemperaturen standhalten muessen.

Galvanik-ABS ist speziell fuer die dekorative Metallbeschichtung (Chrom, Nickel) entwickelt. Die kontrollierte Kautschukpartikelmorphologie bietet hervorragende Haftung fuer stromlose und elektrolytische Galvanisierungsverfahren. Es wird umfassend in Automobilzierleisten, Badezimmerarmaturen und dekorativer Beschlagware eingesetzt.

Flammhemmendes ABS enthaelt halogenierte oder halogenfreie Flammschutzmittelsysteme zur Erreichung der UL 94 V-0- oder V-2-Einstufung. Diese Sorten sind unverzichtbar fuer Elektronikgehaeuse, elektrische Schaltkastengehaeuse und Anwendungen, die Brandschutznormen erfordern.

Extrusions- und Tiefzieh-ABS Sorten sind fuer die Plattenextrusion und anschliessendes Tiefziehen optimiert und erzeugen Kofferschalen, Kuehlschrankauskleidungen, Automobil-Innenraumpaneele und grossformatige Gehaeuse.

Verarbeitung

ABS wird mit konventionellen thermoplastischen Verfahren verarbeitet. Spritzguss ist die gaengigste Methode mit empfohlenen Schmelztemperaturen von 220–260°C und Werkzeugtemperaturen von 40–80°C. Das Material weist gute Fliesseigenschaften auf, die die Herstellung duennwandiger und komplexer Geometrien ermoeglichen. ABS kann auch durch Extrusion, Tiefziehen, Blasformen und 3D-Druck (FDM/FFF-Technologie) verarbeitet werden, was es zu einem der vielseitigsten technischen Thermoplaste macht.

ABS eignet sich fuer Nachbearbeitungsverfahren einschliesslich Lackierung, Heisspraegen, Ultraschallschweissen, Loesungsmittelkleben und Galvanisierung — was Herstellern die Flexibilitaet bietet, nahezu jede gewuenschte Oberflaechenveredelung oder Montagemethode zu realisieren.