Die Kunststoffindustrie hat in den letzten Jahrzehnten ein erhebliches Wachstum erlebt. Die Richtung des Wachstums kann sich von Jahr zu Jahr in Richtung eines bestimmten Kunststofftyps verschieben. Doch der allgemeine Effekt ist die zunehmende Vielfalt an Kunststoffen. Designer und Hersteller von Kunststoffprodukten haben heute eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten bei der Materialauswahl. Nylon und ABS sind zwei sehr häufig verwendete Kunststoffe bei der Herstellung von Kunststoffprodukten. Sie sind besonders attraktiv für Spritzgießer, da sie einige besondere Vorteile bieten. Mehrere Nylonprodukte könnten genauso gut aus ABS hergestellt werden und umgekehrt. Es gibt jedoch auch Produkte, bei denen sich einer der Kunststoffe als besser erweisen könnte als der andere. Wenn Sie also im Bereich des Spritzgusses tätig sind, müssen Sie möglicherweise irgendwann zwischen ihnen wählen. Es ist wertvoll, die Unterschiede zwischen bestimmten Kunststoffen zu kennen. In diesem Artikel werde ich Ihnen die grundlegenden Unterschiede zwischen Nylon und ABS und insbesondere deren Auswirkungen im Spritzguss erklären.
ABS bietet Ihnen alle Eigenschaften, die Sie bei technischen Kunststoffen benötigen. Erhitzen Sie ihn einfach nicht zu sehr.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein technischer Kunststoff mit beeindruckenden Eigenschaften, vor allem wenn man bedenkt, dass er kostengünstig ist. In Sachen Festigkeit und Abriebbeständigkeit kann ABS durchaus mit Nylon mithalten. Die einzige Einschränkung bei ABS ist, dass es bei viel niedrigerer Temperatur schmilzt als die meisten technischen Kunststoffe. Begrenzen Sie den Einsatz auf Raumtemperatur und beobachten Sie, wie ABS seine Leistung erbringt! Werfen Sie einfach einen Blick auf die Eigenschaften in der Tabelle unten. Für einen kostengünstigen Kunststoff bietet er eine Schlagfestigkeit von technischen Kunststoffen und gute Kratzfestigkeit. Denken Sie an Lego-Teile und Rubik’s Cube. Sie finden ABS in elektronischen Kunststoffteilen wie Gehäusen für Adapter und Steckdosen. Sie finden ABS auch in Desktop- und Laptop-Tastaturen. Betrachtet man den Wärmeeintrag, der für das Spritzgießen von Kunststoffen mit höherem Schmelzpunkt erforderlich ist, so ist der niedrige Schmelzpunkt von ABS ein Vorteil beim Spritzgießen. Sie benötigen weniger Energie und somit weniger Kraftstoff, um den Kunststoff auf die für das Spritzgießen erforderliche Viskosität zu erhitzen. Wenn das von Ihnen hergestellte Produkt nur bei Raumtemperatur verwendet wird, ist ABS eine gute Wahl. Daher finden Sie ABS in kostengünstigen Konsumprodukten, die jedoch gute Leistung erbringen müssen. Ihre Abriebfestigkeit trägt ebenfalls zu ihrer Nützlichkeit in solchen Produkten bei.
| Eigenschaften | ABS | Nylon |
|---|---|---|
| Schlagfestigkeit | Gut | Gut |
| Kratzfestigkeit | Gut | Gut |
| Temperaturbeständigkeit | Niedrig | Hoch |
| Zugfestigkeit | Mittel | Hoch |
| Schmelztemperatur | Niedrig | Hoch |
| Preis | Günstig | Höher |
NYLON, der hitzebeständige Kunststoff, der auch temperatursensibel ist
Nylon hat eine interessante Geschichte. Es wurde 1935 von Wallace Carothers, einem amerikanischen Wissenschaftler, der im Dupont-Labor arbeitete, entdeckt. Zur Zeit des Zweiten Weltkriegs kam es zu Versorgungsengpässen bei Produkten wie Gummi und Seide, da sie aus natürlichen Ressourcen gewonnen wurden. Es bestand Bedarf an einem Ersatzstoff, der im Labor synthetisiert werden konnte. Zwischen der ersten Laborsynthese und der industriellen Produktion vergingen einige Jahre. Die Chemie ist immer noch dieselbe, aber die Herstellungsprozesse für Nylon haben sich im Laufe der Jahre verbessert. Nylon, auch als Polyamid bekannt, gibt es in verschiedenen Arten. Nylon 66 und Nylon 6 werden am häufigsten in Handels- und Ingenieuranwendungen verwendet. Diese werden auch als PA 66 und PA 6 bezeichnet.
Die Zahlen hinter dem Nylon beziehen sich auf die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Amid- und der Carboxylseite der Wiederholeinheit. Wenn es nur eine strukturelle Einheit gibt, die die Wiederholeinheit bildet, wird lediglich eine Zahl für das Nylon verwendet. Zum Beispiel besteht Nylon 6 aus einem Monomer mit sechs Kohlenstoffatomen mit einem Amin-Ende und einem Carbonsäure-Ende. Nylon 6,6 besteht aus zwei strukturellen Einheiten. Eine hat Amin-Gruppen an beiden Enden, während die andere Carbonsäure-Gruppen an beiden Enden hat. Es gibt auch andere Arten von Nylon wie Nylon 6, 8 und Nylon 6, 10.
Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit kann man Nylon als das hochtemperaturbeständigere ABS bezeichnen. Es kann fast alles, was ABS kann, und das sogar bei etwas höheren Temperaturen. Nylon ist ebenfalls ein technischer Kunststoff, liegt jedoch am oberen Ende der technischen Kunststoffe. Seine mechanische Festigkeit ist nahezu vergleichbar mit einigen Hochleistungskunststoffen. Sie finden Nylon in Anwendungen wie Sicherheitsgurten und Kofferschnallen. Nylon wird auch für Nylonstrümpfe, eines seiner frühen und immer noch existierenden Anwendungsgebiete, verwendet. Aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit eignet es sich hervorragend zur Herstellung starker Fasern und Seile. Seine chemische und Verschleißfestigkeit macht es ideal für Bekleidung wie Taucheranzüge. Im oberen Anwendungsbereich wird Nylon in Zahnrädern, Lagern und anderen mechanischen Teilen eingesetzt. Aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit, seiner glatten Oberfläche und seiner Abriebfestigkeit eignet es sich hervorragend für solche Anwendungen. Zum Beispiel gleiten die Zahnräder mühelos in und aus den Lagern, ohne sich abzunutzen. Sie setzen auch keine winzigen Nylonstücke frei, die Maschinen beeinträchtigen könnten. Nylon dient als Ersatz für Metalle mit geringer Festigkeit aufgrund seiner Festigkeit sowie seiner Hitze- und Chemikalienbeständigkeit.
Nylon kann hohen Temperaturen standhalten. Dies bedeutet natürlich, dass es zum Spritzgießen eine hohe Heizleistung benötigt. Zudem hat es eine niedrige Glasübergangstemperatur. Daher müssen Sie die Temperatur beim Verarbeiten genau überwachen (und damit meine ich eine genaue Temperaturregelung/Strategie – es macht keinen Sinn, die Temperatur genau zu beobachten, wenn sie dann darüber hinausschießt). Kunststoffe allgemein zeigen beim Erhitzen einen Temperaturanstieg, bis sie ihre Glasübergangstemperatur erreichen. Hierbei geht es um den Übergang von einem festen in einen flüssigen Zustand. Das Besondere an Kunststoffen ist, dass sie einen Zustand zwischen hartem Feststoff und Flüssigkeit haben. Hierbei handelt es sich um einen zähflüssigen teigähnlichen Zustand, der es ihnen ermöglicht, in verschiedene Formen gebracht zu werden. Beim Abkühlen werden sie wieder hart und starr. Das Spritzgießen von Thermoplasten basiert auf dieser Eigenschaft von Kunststoffen. Das Spritzgießen erfolgt im Allgemeinen, wenn der Kunststoff in diesem zähen Zustand ist. Wenn man zu nahe an den flüssigen Zustand kommt, besteht die Gefahr, die Degradationstemperatur zu überschreiten. Im Gegensatz zu Verbindungen wie Metall und Wasser existiert Kunststoff nicht im gasförmigen Zustand. Blickt man auf das Molekulargewicht selbst des einfachsten Kunststoffs, wird deutlich warum. Kunststoffe sind viel zu schwer, um einen gasförmigen Zustand einzunehmen. Obwohl der weiche gummiartige Zustand für alle Kunststoffe allgemein gilt, variiert das Profil. Einige Kunststoffe haben einen breiten Glasübergangsbereich, d.h. sie nehmen über einen weiten Temperaturbereich Wärme auf. Sie werden weniger zähflüssig, je mehr Wärme zugeführt wird, bis sie zum endgültigen flüssigen Zustand werden. Einige Kunststoffe verhalten sich fast wie Kerzenwachs. Sobald sie ihre Glasübergangstemperatur erreichen, ist das Schmelzen in Flüssigkeit nicht mehr weit entfernt. Sie werden viskos, jedoch über einen kürzeren Temperaturbereich, bevor sie flüssig werden. Dies bedeutet, dass die Degradationstemperatur nicht allzu weit entfernt ist. Die Degradation erfolgt, wenn die Flüssigkeit so heiß wird, dass sie sieden sollte. Kunststoffe haben jedoch keinen Siedepunkt (den Punkt, an dem Flüssigkeiten gasförmig werden). Dies bedeutet, dass Sie nur einen kurzen Bereich haben, in dem die Schmelztemperatur liegt. Daher bezeichnen wir Nylon als Kunststoff mit hoher Schmelztemperatur, der jedoch temperaturempfindlich ist. Es kann hohe Temperaturen während der Anwendung aushalten, aber beim Verarbeiten müssen Sie einen engen Bereich der Schmelztemperatur einhalten.
Vergleich von ABS und Nylon
Werfen wir nun beide Kunststoffe gegenüber und sehen, wie sie sich unterscheiden. In der folgenden Tabelle sind verschiedene Eigenschaften beider Kunststoffe aufgeführt.
| Eigenschaften | ABS | Nylon |
|---|---|---|
| Festigkeit | Hoch | Hoch |
| Flexibilität | Gering | Gering |
| Hitzebeständigkeit | Niedrig | Hoch |
| Schlagfestigkeit | Hoch | Mittel |
| Preis | Günstig | Höher |
Wir sehen, dass beide Kunststoffe beeindruckende Eigenschaften haben. Es ist also nicht so, dass einer besser ist als der andere. Es geht vielmehr darum, welcher am besten für Ihren Zweck geeignet ist. Es macht keinen Sinn, die zusätzlichen Kosten für das Erhitzen beim Spritzgießen von Nylon zu tragen, wenn Sie nur die mechanische Festigkeit von ABS benötigen. Die Zugfestigkeit von Nylon verleiht ihm eine ausgezeichnete Fasereigenschaft und macht es zu einem guten Kunststoff für die Formgebung komplexer Teile. ABS hat eine deutlich höhere Schlagfestigkeit als Nylon. Der Graph im Bild unten vergleicht die Schlagfestigkeiten einiger gängiger Kunststoffe.
Es gibt also viele Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen ABS und Nylon. Welchen Kunststoff Sie wählen, hängt weitgehend von Ihrem Produkt und Ihrer Maschinerie ab. Sie könnten sich sogar für einige schnelle Prototypen mit ABS entscheiden und dann die Festigkeit des Materials mit CNC-gefrästem Nylon testen. Es gibt natürlich Anwendungen, bei denen Sie entweder Material ohne Probleme verwenden können. Die Hauptbegrenzung dabei wäre die Arbeitstemperatur.
Unsere Branchenerfahrung mit ABS und Nylon
Cavity Mold bietet Spritzguss- und Werkzeugbau-Dienstleistungen an. Wir haben Unternehmen bei der Herstellung von Teilen aus verschiedenen Kunststoffarten wie ABS und Nylon unterstützt. Profitieren Sie von unserer Erfahrung in der Kunststoffspritzguss- und Werkzeugbau-Branche. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihr Spritzgussprojekt zu besprechen.
