Acrilonitril-butadiè-estirè (ABS)

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Les senyals que apareixen entre 3000 - 2840 cm^-1 corresponen als stretchings del C-H sp³(senyals que corresponen a 2922 cm^-1 i 2857cm^-1).

A 2243 cm^-1 surt el stretching del grup ciano de la molècula de acrilonitril, mentre que la banda a 2106cm^-1correspon a CN^-.

Pel que fa el grup fenil, apareixen bandes de combinació dèbils des de 2000 a 1650cm^-1, amb una prou intensa a 1746cm^-1. Les bandes de vibració de deformació, amb vibració al pla apareixen a 1063, 1017, i 967cm^-1.

A 1444cm^-1 surt la vibració de deformació del CH₂en el grup CH₂C=C. En canvi el pic corresponent a 1647cm^-1 pertany al stretching del grup C=C.

El stretching del grup =CH surt a 3020cm^-1, i la vibració de deformació en el pla surt a 1363cm^-1. La vibració de deformació fora del pla surt a 909cm^-1, encara que entre 1005 i 675cm^-1

Calorimetria:

Descripció:

Les mesures de DSC s'han realitzat un cop esborrada la memòria tèrmica. En la calorimetria es pot observar l'intèrval de temperatura de transició vítria de l'ABS, que va des de 88.79 ºC fins a 133.89 ºC.

Propietats generals

Densitat:

1.01 - 1.21 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

1.59 - 1.74 €/kg

Observacions:

ABS és el nom d'una família de termoplàstics formada per: acrilonitril, butadiè i estirè. L'acrilonitril li dóna tenacitat, el butadiè resistència a l'impacte i baixa retenció i l'estirè lluentor superficial, rigidesa i fàcil processat. Les propietats depenen molt del contingut de butadiè.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

1.1 - 2.9 GPa

Coeficient de Poisson:

0.391 - 0.422

Resistència mecànica a compressió:

31 - 86.2 MPa

Resistència mecànica a flexió(MPa):

47.8 - 76 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

27.6 - 55.2 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.19 - 4.29 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	σ _o	σ _m	Allargament (%)
Recuita
Normalitzat
Reveniment T1
RevenimentT2
Reveniment T3
Reveniment T4

Duresa:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	5.6 - 15.3 HV

Observacions:

Té bona resistència mecànica i rigidesa fins i tot a baixes temperatures. Alta resistència a l'impacte normal i amb proveta entallada. Amb fibres de vidre poden augmentar la resistència a la tracció i el mòdul d'elasticitat, però fa que perdin resistència a l'impacte.

Imatges:

Descripció:

Propietats de l'ABS en funció del contingut de cautxú (Adaptat de Smith).

Propietats elèctriques

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.8 - 3.2

Observacions:

Bon aïllant elèctric. Elevada resistència superficial i transversal amb càrregues electrostàtiques molt reduïdes.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

87.9 - 118 ºC

Temperatura de fusió:

200 - 245 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	9e-5 - 11e-5 1/K

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.188 - 0.335 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.39e3 - 1.92e3 J/kg.K

Observacions:

Bona estabilitat a la calor. Crema generant un fum dens, sense gotejar.

Propietats magnètiques

Camp coercitiu:

-	-
-

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.53 - 1.54

Observacions:

Es tracta d'un material opac. Té una resistència a la radiació UV baixa.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

61.9 - 76.9 ºC

Mecanització:

Es pot barrenar, fressar, tornejar, asserrar i troquelar.

Soldabilitat:

Molt alta, amb altres materials plàstics. Es pot realitzar amb gas calent, amb elements calents, per fricció i per ultrasons. Es poden soldar amb PMMA o per HF aquells que tinguin pèrdues dielèctriques altes.

Formabilitat:

Té elevada formabilitat.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Baixa; es degrada en presència de concentracions altes d'àcids inorgànics.

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis, tant forts com febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Degradació en dissolvents orgànics: metanol, gasolina, cetona i dissolvents halogenats i aromàtics.

Absorció d’aigua:

0.3 - 0.7 % en 24 hores.

Resistència a l’oxigen:

Té una resistènica molt baixa front l'oxidació a 500ºC.

Observacions:

Té una resistència mitjana a ala radiació UV de la llum solar. Es tracta d'un material inflamable. Té molt bona resistència tant a l'aigua dolça com salada.

Obtenció

Observacions:

El ABS comercial es pot obtenir per tres processos diferents: mitjançant una emulsió, massa, o una barreja de suspensió-massa. No obstant, les propietats físiques de l'ABS varien en funció de la manufactura i de la composició. Generalment s'utilitza el procés d'emulsió per fer materials amb elevada resistència a l'impacte, mentres que el procés de massa s'utilitza per a aquells materials que requereixin menys resistència a l'impacte. El procés de massa presenta dos ventatges sobre els altres dos processos; la primera és que el tractament d'aigües residuals és mínima i hi ha estalvi d'energia al evitar una etapa de separació i una d'assecat de la reïna. Per altra banda crea ABS menys pigmentat, de manera que redueix la concentració de colorants necessaris.

El procés de polimerització en massa-suspensió consisteix en una reacció en massa per produïr una barreja en la que hi ha material parcialment transformat en polímer i monòmers; quan la conversió de monòmers arriba a un 15-30%, s'introdueix un agent de suspensió a la fracció que no ha reaccionat, i es continua amb la reacció. S'obté ABS amb morfologia i propietats semblants a les que s'obtenen amb el procés de polimerització en massa, però amb una viscositat inferior.

Imatges:

Descripció:

Obtenció de l'ABS per polimerització en emulsió. Consta de dos etapes; primer es produeix un làtex de cautxú i després es polimeritza amb l'estiré i l' acrilonitril, creant un làtex d' ABS. Posteriorment aquest làtex és processat per aïllar la reïna d'ABS.

El làtex de cautxú pot ser polibutadiè o un copolímer de 1,3-butadié amb acrilonitril o estirè.

La reacció dura entre 12 i 24 hores.

Imatges:

Descripció:

Obtenció de l'ABS per polimerització en massa. Per realitzar aquest procés es connecten en sèrie dos o més reactors en continu. En aquest cas un monòmer condueix la polimerització; és habitual utilitzar una solució polimeritzada de polibutadiè lineal o un copolímer d'estirè com a cautxú, encara que en alguns processos s'utilitza una emulsió polimeritzada d'ABS amb un elevat contingut de cautxú.

El reactor conté una barreja de monòmers i del copolímer SAN (estirè-acrilonitril); si s'utilitza un cautxú lineal com a alimentació, aquest es torna insoluble formant partícules discretes. De manera que passem d'una fase contínua de cautxú a una fase contínua de copolímer SAN amb partícules discretes de cautxú en la seva matriu.

La barreja dels monòmers d'acrilonitril i estirè en presència de polibutadiè és polimeritzada a través d'un canvi de fase fins a assolir un 30% de la conversió. Posteriorment és bombejat fins al polimeritzador en massa, on la conversió es produeix fins a un 50-80%. Els polimeritzadors en massa operen contínuament a 120-180ºC; la calor de polimerització és remoguda per evaporació. Els vapors són condensats, reciclats i reconduïts al reactor, on alimenten la corrent de monòmers. Després de la reacció el polímer és bombejat a un evaporador on els monòmers que encara no han reaccionat són remoguts per aspiració i reciclats.

El producte final és reïna ABS i és posteriorment pel·letitzada.

Conformació

Observacions:

Es pot conformar per extrusió, amb emmotllat per injecció, per bufat i premsat. Abans d'injectar o extruïr és recomenable secar el producte durant 2 hores a 80-90ºC en una estufa. L'injecció no dóna gaires complicacions, però s'ha de realitzar a temperatures de massa entre 200-240ºC a una pressió de 800 a 1800 bars. Tampoc presenta problemes per ser extruït o termoconformat. En el termoconformat cal que la superfície de les planxes estigui ben seca ja que si no es formarien bombolles; no obstant mantenen l'escalfor i es deformen bé. Els plàstics amb base d'estirè són els més utilitzats per a termoconformar.

Addicionalment es poden realitzar procediments especials, com un conformat en fred, un acabat metal.litzat o decoratiu o realitzar un marcat amb làser.

Pel que fa al color, el poliesitrè és transparent, mentre que en copolímer d'ABS té un to marronós.

Imatges:

Descripció:

El ABS es fon fàcilment al forn, de manera que és apte per a ser manipulat i conformat segons les necessitats requerides.

Reciclatge

Observacions:

L'ABS és un material reciclable. Aquelles peces que estiguin fabricades amb ABS han d'estar etiquetades d'acord amb la norma ISO 11469.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per a l'ABS, que s'engloba en el de plàstics en general. En el cas específic de l'ABS els fabricants recomanen tres alternatives de reciclatge depenent de l'origen del residu: si són peces que van ser moldejades soles i no contenen cap substància nociva poden ser mecànicament reciclades després de ser utilitzades. En canvi si les peces contenen substàncies perilloses pot fer-se: o bé un reciclat termoquímic o bé una recuperació d'energia per combustió amb un posterior tractament dels gasos de combustió.

Aplicacions

Observacions:

Entre altres aplicacions, l'ABS s'utilitza com a carcassa de televisors, vídeos, càmares fotogràfiques, telèfons, calculadores, rellotges, làmpades, màquines d'oficina; per crear peces automobilístiques com peces de carrosseria, peces cromades, caixa per a la batería, recolzabraços, pilots de senyalització, boques difusores d'aire calent; en estris per la llar, com panys de porta, aixetes de bany, dutxa i cuina, màquines d'afaitar, carcasses de aspiradores, accessoris de màquines de cuina i de mobles, cadires, raspalls de dents elèctrics, maletes, talons, material sanitari com colzes i canonades, cascos de motoristes, contenidors, instruments d'esport...

Ja que el ABS és relativament econòmic i aporta una resistència a l'impacte superior al PVC, s'utilitza per realitzar barrejes i aleacions de polímers, anomenadesblends, donant nous plàstics com ara el blend d'ABS i PVC (Ronfaloy de DSM), ABS amb PC (Bayblend T de Bayer) o ABS amb PA (Triax de Monsanto). També es fan blends d'ABS amb elastòmers de poliuretà o amb polisulfones.

Imatges:

Descripció:

L'ABS s'utlititza per fabricar ulleres de seguretat i ninos, tant de Playmobil com de Lego.

Imatges:

Descripció:

Els rentaulls estan fets d'ABS.

Imatges:

Descripció:

L'ABS serveix també per a fabricar dutxes d'emergència.

Español

CMEmaterials - Extruït

Acrilonitril-butadiè-estirè (ABS)

Pestanyes verticals