Směsi polykarbonátu s ABS polymery

4.12.2.5 Směsi polykarbonátu s ABS polymery

Ing. Miloš Sova, CSc.

Samotný polykarbonát (PC) se vyznačuje velmi dobrými užitnými vlastnostmi. V porovnání s jinými termoplasty vyniká zejména houževnatostí (nejvyšší ze všech plastů), tuhostí, krípovou odolností. Mimo to jeho mechanické vlastnosti jsou jen nepatrně teplotně závislé v širokém rozmezí teplot, z čehož vyplývají jeho velmi dobré termické charakteristiky. Kromě vynikajících mechanických vlastností jsou u tohoto plastu ceněny také jeho vynikající optické vlastnosti. Přes své nesporné kvality však PC vykazuje i určitá slabá místa. Jeho praktické aplikační uplatnění nejvíce omezuje poměrně výrazný sklon ke korozi za napětí a poměrně nízká chemická odolnost. Technologicky nejjednodušší způsob eliminace slabých míst v souboru užitných vlastností tohoto oblíbeného konstrukčního termoplastu je jeho směšování s jinými termoplasty. Výsledný modifikační efekt spočívá ve stabilní vícefázové struktuře směsi.

ABS polymery jsou samy o sobě dvoufázovým systémem, kde v křehké a tuhé termoplastické matrici kopolymeru styrén-akrylonitril (SAN) je jemně dispergována elastomerní fáze butadién-akrylonitrilového kaučuku (NBR). Jemná a stabilní disperze kaučukové fáze je výsledkem výrobního postupu, kde je na částice butadién-styrénového kaučuku v latexu roubován styrén-akrylonitrilový kopolymer. ABS polymer tedy obsahuje jak silně polární akrylonitrilové skupiny, tak i aromatické polystyrénové struktury. V PC jsou polární karbonové skupiny -O-CO-O- v řetězcích pravidelně střídány benzenovými jádry. Chemická afinita PC a ABS je natolik vysoká, že jejich směsi se vyznačují jemnou a stabilní fázovou strukturou i bez použití kompatibilizátorů. Fázová struktura směsí PC/ABS je poněkud složitější, než by se u dvousložkové polymerní směsi dalo předpokládat. V polykarbonátové matrici je dispergován ABS polymer, který uvnitř dispergovaných styrén-akrylonitrilových (SAN) částic obsahuje elastomerní butadién-akrylonitrilové (NBR) inkluze. Fázová struktura je schematicky znázorněna na obrázku.

Nemísitelnost v kombinaci s dobrou chemickou afinitou složek směsí PC/ABS je hlavní příčinou stabilní fázové struktury s optimální velikostí částic dispergovaného ABS, a tedy i užitných vlastností finálního materiálu. Směsi PC/ABS se vyznačují v porovnání se samotným PC vysokou odolností vůči korozi za napětí a vyšší chemickou odolností při zachování či zvýšení tuhosti a houževnatosti směsného materiálu (díky spojité fázi polykarbonátové matrice). Významným faktorem podporujícím aplikační rozšíření směsí PC/ABS je jejich příznivá cena.

V ještě nižší cenové kategorii jsou směsi s vysokým podílem ABS (směsi ABS/PC, které obsahují nejméně 40 % ABS). Pro udržení užitných vlastností blízkých směsím PC/ABS (o koncentraci ABS nižší než cca 40 %) je nezbytná fázová struktura typu vzájemně se pronikajících sítí, kde obě termoplastické fáze směsi, tj. PC a styrén-akrylonitrilová (SAN) matrice ABS, jsou kontinuální.

Obdobně jako u jiných konstrukčních plastů je těžištěm spotřeby materiálů na bázi PC/ABS výroba tepelně, mechanicky a elektricky namáhaných dílců spotřební a kancelářské elektroniky (zejména díly tiskáren a kopírek). Vlastnosti těchto polymerních směsí skvěle splňují vysoké nároky na materiál interiérů automobilových karoserií. Bezpečnostní nároky na velkoplošné dílce interiérů nových automobilů vyžadují materiály, které odolávají značnému mechanickému i tepelnému zatížení, a přitom vykazují i příznivé požárně-technické charakteristiky. Příkladem takové aplikace jsou sendvičové přístrojové desky, včetně variant nesoucích integrovaný airbag. Automobilové aplikace speciálních termoplastů se v poslední době jeví jako velmi perspektivní. Dynamika růstu spotřeby těchto materiálů se v automobilovém průmyslu pro nejbližší budoucnost odhaduje na cca 7 % ročně.

Obchodní názvy nejrozšířenějších materiálů založených na směsích PC s ABS a jejich výrobci jsou uvedeny v následující tabulce.

Obchodní názvy materiálů založených na směsích PC s ABS:

Typické vlastnosti směsí PC/ABS jsou uvedeny v následujících tabulkách.

Vybrané fyzikální vlastnosti…