ورق ABS و کاربردهای آن

آکریلونیتریل بوتادیِن استایرِن (به انگلیسی: Acrylonitrile butadiene styrene ) (به اختصار: ABS) با فرمول شیمیایی (C8H8)x·(C4H6)y·(C3H3N)z که به اختصار ای‌بی‌اس خوانده می‌شود، نوعی پلیمر گرمانرم است که از پلیمریزاسیون استایرن و اکریلونیتریل در حضور پلی بوتادین به دست می‌آید و دارای ساختاری آمورف می‌باشد.

پلیمر ABS در ایران در دو پتروشیمی تبریز و گلپایگان تولید میشود . پتروشیمی تبریز با گرید ABS SD 0150 و پتروشیمی گلپایگان با گریدهای ABS N50، ABS 1041، ABS 10417، ….. در حال تولید هستند.

چرا از ABS در ساخت ورق استفاده می‌شود

به دلایل خواص خوب مکانیکی، مقاومت شیمیایی و فرآیند پذیری آسان، ورق های ABS به طور گسترده در فرایندهای قالب گیری، تزریقی، اکستروژن و وکیوم فرمینگ استفاده می‌شود.

از این ورق ها در ساخت محصولات ترموفرمینگ از قبیل کابین داخلی یخچال و درهای سرویس بهداشتی، یونیت‌های دندان پزشکی، قطعات خودرو و موتورسیکلت و هزاران مورد دیگر استفاده می‌شود.

یکی از مهم‌ترین مزایای این ماده، روان بودن آنها برای قالب‌های تزریقی است که بسیار مناسب است. همچنین این ماده در زمان سوختن گاز خنثی‌ای را تولید می‌کند و به همین دلیل آن را برای استفاده در صنعت ساختمان و لوازم خانگی مناسب می‌کند.

یکی از متداول‌ترین کاربردهای ورق ABS در صنعت ساختمان سازی است. این ماده پلیمری به عنوان روکش برای ساخت درب ضد آب کاربرد دارد.

(برای ساختن چنین درب هایی از ورق هایی با ابعاد 92*212 سانتی متر و ضخامت 2.1 میلی متر استفاده می‌شود که در هنگام تولید آن، غلطکی بر روی ان قرار می‌گیرد و مدل طرح چرمی و یا طرح چوب را بوجود می‌آورد.

با ریختن رنگ در ترکیب این پلیمر در هنگام تولید ورق ABS، امکان ایجاد رنگ‌هایی همچون آبی، سفید، کرم و قرمز وجود دارد. با گذشت زمان برای افزایش تنوع رنگ، یک لایه روکش PVC  روی ABS اضافه شد که با نام ABS-PVC معرفی شد. در حال حاضر تنوع اینگونه ورق‌ها در حال افزایش است.

کاربردهای ورق ABS در صنایع مختلف

ورق های ABS به علت داشتن ویژگی‌های مطلوب در صنایع مختلفی همچون برودتی، حمل و نقل، لوازم بهداشتی، صنایع خودرو سازی، ساختمان و … استفاده می‌شود.

صنایع برودتی : از رزین‌های ABS می‌توان ورق‌های بزرگی که قابلیت شکل‌دهی به روش ترموفرینگ را دارند  ساخت. هم‌چنین در اندازه‌های کوچکتر در ساخت ورق‌های داخل یخچال، قطعات در یخچال و لایه‌های داخلی کابین از آنها استفاده می‌شود.

حمل و نقل : به دلیل اینکه ورق‌های ABS در درجه حرارت بالا پایدار هستند، در جاهایی که به کمک آب داغ عمل استریلیزاسیون انجام می‌شود، مثل جعبه‌های انتقال مواد یا سینی‌های مواد غذایی از آن استفاده می‌شود.

لوازم بهداشتی : از جمله کاربردهای ورق ای بی اس می‌توان به تولید انوع لوازم آرایشی و بهداشتی اشاره کرد. به علت خصوصیت ظاهری بسیار متناسب و شفاف بودن این ورق، مصرف آن در صنایع بهداشتی مانند انواع قاب آینه، سرویس بهداشتی و سایر تجهیزات بهداشتی مناسب است.

صنایع خودرو سازی : یکی از مصرف‌کنندگان ورق ABS تولید کنندگان قطعات پلیمری داخل اتومبیل هستند. البته در صنعت خودرو پلیمرهای زیادی در بخش های آن استفاده میشود و در برخی از موارد نیز برای بهبود خواص آن از کامپوزیت ها استفاده می‌کنند.

صنعت ساختمان : خرید ورق ABS در صنایع ساختمان سازی در قالب پارتیشن می‌تواند کاربرد داشته باشد که از برخی لحاظ چون انعطاف‌پذیری پایین و قیمت بالا با دیگر پلیمرها قابل مقایسه نیست.

برای دیگر مصارف ورق پلیمری ABS می‌توان به تولید انواع ماکت‌های صنعتی، وسایل اسباب بازی و تابلوهای تبلیغاتی اشاره کرد. به طور کلی در حدود 90 درصد از این ورق ها در صنایع برودتی مانند انواع یخچال ها که تا کنون هیچ جایگزینی برای آنها پیدا نشده است، استفاده می‌شود.

استفاده از ورق ABS در تولید به روش وکیوم فرمینگ

Vacuum Forming یکی از فرآیندهای مهم در صنعت است که از آن برای ساخت لوازم و قطعات پلاستیکی مختلفی می‌توان استفاده کرد.

طی این فرآیند پلاستیک مورد گرما واقع شده و سپس به حالت نرم و منعطفی می‌رسد. پس از آن با قرار گرفتن روی یک قالب، به شکل آن در آمده و آماده می‌شود.

زمانی که ورق پلاستیکی روی قالب قرار می‌گیرد، با استفاده از وکیوم هوای بین ورق و قالب تخلیه شده و ورق حالت خود را به خوبی حفظ می‌نماید. فرآیند وکیوم فرمینگ یا شکل دهی خلا، برای پروژه‌هایی با حجم کوچک تا بزرگ قابل استفاده بوده و بسیار مقرون به صرفه است.

این فرآیند با هزینه پایین نمونه سازی و ابزار آلات مورد نیاز در مقایسه با سایر روش‌های تولید، به عنوان یک روش مناسب شناخته شده است. ورق‌هایی که قابلیت شکل پذیری دارند و میتوانند توسط Vacuum Forming به شکل مورد نظر برسند، شامل موارد زیر می‌باشند:

ورق ABS

ورق PVC

ورق PET

ورق کریستال

ورق هایمپک

و غیره

ورق ABS از جمله موادی است که به دلیل داشتن ظاهری براق و سایر خواص، گزینه مناسبی برای استفاده در فرآیندهای وکیوم فرمینگ و ترموفرمینگ است. برای همین بسیاری از تولید کنندگان این ماده را به برخی از مواد ترجیح می‌دهند. با این حال همانطور که اشاره کردیم، ای بی اس نیز دارای کاستی و محدودیت‌هایی است که باید مورد توجه قرار بگیرد.

روش تولید وکیوم فرمینگ

دستگاه‌های وکیوم فرمینگ که از آنها میتوان برای شکل دهی ورقات مختلفی استفاده کرد، شامل انواع ساده و پیچیده می‌باشند. دستگاه‌های ساده از یک هیتر و ورق گیر به همراه بخش قالب بند برخوردار هستند.

به این صورت که در این دستگاه‌ها یک هیتر یا منبع گرمایی وجود دارد که از آن برای اعمال حرارت به ورق پلاستیکی ABS یا هر ورق دیگری استفاده می‌شود. نحوه کار این دستگاه‌ها نیز به این صورت است که در ابتدا در بخش ورق گیر، ورق پلاستیکی ABS را قرار می‌دهند.

سپس از طریق هیتر یا همان منبع گرمایی به ورق گرما اعمال می‌شود تا به حالت منعطف برسد. پس از آن نیز ورق با قالب تماس پیدا کرده و به وسیله پمپ خلا هوای موجود در بین قالب و ورق تخلیه می‌گردد. این باعث می‌شود تا ورق ABS به خوبی روی قالب قرار گرفته و فرم مورد نظر را پیدا کند.

حال در دستگاه‌های پیچیده، عملیات وکیوم فرمینگ به شکل نیمه اتومات یا اتوماتیک صورت می‌گیرد. نحوه کار این دستگاه‌ها به این شکل است که نیمی از کارها به وسیله اپراتور و تجهیزات به خصوصی صورت می‌گیرد. بسیاری از لوازم پلاستیکی مخصوصا ظروف پلاستیکی یکبار مصرف با استفاده از این دستگاه‌ها تولید می‌شوند.

در زیر به شرح مراحل انجام وکیوم فرمینگ اشاره می‌پردازیم:

در ابتدا ورق پلاستیکی اکسترود شده، با اعمال حرارت به شکل نرم و انعطاف پذیر در می‌آید.

پس از آن ورق نرم شده روی قالب حفره‌دار قرار می‌گیرد. قالب وکیوم فرمینگ میتواند در انواع گوناگون و از جنس‌های مختلفی باشد.

پس از آن به وسیله پمپ خلا مکش صورت گرفته و ورق بر روی قالب قرار می‌گیرد. این مرحله باعث می‌شود تا هوای بین قالب و ورق به خوبی تخلیه شود و پلاستیک شکل قالب را به خود بگیرد.

پلاستیک در تماس با سطح قالب که سرد است، به حالت سفت و سخت در می‌آید. پس از آن قطعه از قالب خارج شده و بخش‌های اضافی آن به وسیله ابزارهای مخصوص بریده می‌شود و محصول را برای عرضه به بازار آماده می‌کنند.

منبع: پانیذا پلیمر