Chất liệu ABS là gì?

ABS là loại nhựa tổng hợp xuất hiện muộn hơn so với Acrylic, được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1948 và phát triển thành sản phẩm thương mại bởi Công ty Borg - Warner vào năm 1954.

ABS là tên viết tắt của Acrylonitrile Butadiene Styrene, hợp chất hữu cơ có công thức hóa học tổng quát là (C8H8)x(C4H6)y (C3H3N)z, được cấu tạo từ 3 đơn phân là:

• Acrylonitrile: Chiếm tỉ lệ từ 15 - 35%, có nhóm Nitrile phân cực nên giữ vai trò là vị trí kết nối các phân tử với nhau thành chuỗi polymer, tạo tính bền nhiệt
• Butadiene: Chiếm tỉ lệ từ 5 - 30%, là dẫn xuất hóa dầu có mạch C4 trong cấu trúc, bản chất là cao su không phải nhựa nên giữ vai trò gia tăng độ cứng cơ học mà vẫn đảm bảo tính dẻo dai
• Styrene: Chiếm tỉ lệ từ 40 - 60%, giữ vai trò ổn định, chống thấm và tạo độ bóng bề mặt

Nhựa ABS là một trong những loại nhựa an toàn với trẻ em, lành tính được sử dụng khá rộng rãi. Tuy nhiên chất liệu này có những ưu điểm gì nổi bật và cần khắc phục những nhược điểm gì?

Ngoài liên kết chuỗi dài polymer, bản thân các phân tử Acrylonitrile và Styrene giữa các chuỗi khác nhau lại có khả năng liên kết cầu nối ngang tạo thành mạng lưới đan xen, từ đó gia tăng độ bền cơ học của ABS, cao hơn 38% trên 1 đơn vị bề mặt so với chất liệu nhựa PP (polystyrene). Đặc điểm này làm cho ABS ngoài khả năng chịu được va đập mạnh, còn có khả năng chống trầy xước bề mặt rất tốt, cao hơn hẳn so với sản phẩm Acrylic.

ABS có cấu trúc vô định hình nên thuộc nhóm vật liệu nhựa nhiệt dẻo, tại nhiệt độ nóng chảy (khoảng 230 độ C), ABS sẽ bị chảy nhão nhưng không biến tính, khi làm nguội ABS sẽ đông đặc và khôi phục lại trạng thái ban đầu. Tính chất này mang lại ưu điểm rất lớn cho ABS là khả năng tái sử dụng nhiều lần, được đánh giá là vật liệu thân thiện với môi trường.

ABS có tính cách điện, bền nhiệt, không phản ứng với các loại hóa chất thông thường nên rất bền với acid và kiềm, được cho là an toàn với sức khỏe con người khi ứng dụng để sản xuất các vật dụng làm bếp, ví dụ máy xay sinh tố.

ABS có kết cấu nhẹ, chi phí sản xuất thấp, phù hợp với mọi loại keo dán, dễ nhuộm màu và tạo hình bằng các thao tác khoan, gọt, cắt ... nên rất thích hợp trong thi công trang trí nội ngoại thất.

Bên cạnh ưu điểm, ABS cũng có một số nhược điểm như sau:

• Mặc dù có khả năng chịu nhiệt cao, nhưng ABS không có khả năng chống cháy, khi tiếp xúc với lửa, ABS sẽ cháy khét tạo khói đen và biến tính không thể phục hồi.
• ABS khi biến tính do bị đốt cháy sẽ giải phóng CO (carbon monoxide) và HCN (hydrogen cyanide) là 2 chất có khả năng gây ô nhiễm môi trường, gây hại cho sức khỏe con người. 
• So với Acrylic, ABS có độ bền dưới tác động của điều kiện thời tiết không cao, nhanh chóng bị lão hóa bởi tia tử ngoại, vì vậy không thích hợp để sản xuất sản phẩm ngoại thất
• Mặc dù được đánh giá là an toàn, nhưng với một số nước Châu Âu, ABS được khuyến cáo hạn chế sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Với nhiều ưu điểm khá đặc biệt, vậy nhựa ABS hiện nay đang được ứng dụng vào các ngành công nghiệp như thế nào?

Nhựa ABS là 1 trong 2 loại nhựa (còn có nhựa PP) được phép sử dụng để chế tạo đồ chơi cho trẻ em. Những đồ chơi được sản xuất từ nhựa ABS sẽ an toàn cho các bé, không có mùi nhựa khó chịu, bền hơn, không bị loang màu và giá thành cũng sẽ đắt hơn. Bạn nên để ý đến điều này khi mua đồ chơi cho trẻ.

Với tính chất cách điện ưu việt, vì thế nhựa ABS được dùng làm vỏ các thiết bị, làm một số phụ kiện, làm thiết bị cách điện như vỏ ổ điện, bảng điện,…

Với khả năng chịu nhiệt và không biến dạng, có thể chịu lực tốt dù ở nhiệt độ thấp chính vì thế chúng được làm vỏ cho các thiết bị nhiệt lạnh…

Làm một số chi tiết máy của xe hơi, xe máy...

Với độ bền cơ học cao, độ cứng cao vậy nên nhựa ABS có thể làm thùng chứa, bao bì đặc biệt, mũ bảo hiểm... 

Nhựa ABS là một vật liệu cứng, không dễ bị trầy xước, không dễ bị biến dạng vì thế chúng được áp dụng vào sản xuất ống dẫn nước, ống gen…

Một số sản phẩm được ép phun như: phím máy tính, vỏ điện thoại, cánh cửa...

Ngoài ra, chúng còn được dùng để tạo nên các sản phẩm nhẹ, cứng như vỏ hộp, dụng cụ âm nhạc, ống,…

Thông thường decal nhựa trong in ấn được làm bằng nhựa PP. Tuy nhiên ít ai biết nhựa ABS lại được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ in 3D, do đó mà chúng còn được sản xuất để in decal nhựa 3D trang trí xe ô tô, xe máy,...với nhiều mẫu mã rất đa dạng và được giới trẻ yêu thích. 

ABS tuy cứng nhưng giòn và dễ vỡ, dễ bị nóng chảy ở nhiệt độ trên 100oC. Trong khi đó PP bền và dai hơn, không bị gãy vỡ và không bị oxy hoá nên có thể dùng để làm đồ dùng tiếp xúc với thực phẩm. Giá cả của sản phẩm từ nhựa PP chắc chắn cũng sẽ cao hơn sản phẩm cùng loại làm từ ABS. Chén dĩa nhựa, máy xông tinh dầu …là các vật dụng tiếp xúc với vật chất có tính oxy hoá cao như thực phẩm, tinh dầu … thì tuyệt đối không nên làm từ nhựa ABS, mà nên chọn từ nhựa PP. PEVA là vật liệu nhựa mới thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khoẻ, chống thấm tốt, nên được chọn cho các sản phẩm nhựa ngoài trời, nhựa trong phòng tắm cho gia đình.