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7/25/2019 El ABS.docx

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El ABS es el nombre dado a una familia de termoplsticos. El acrnimoderiva de los tres monmeros utilizados para producirlo:acrilonitrilo,butadieno y estireno.

Las primeras formulaciones se fabricaban a travs de la mezcla mecnicade, o los inredientes secos, o la mezcla del late! de un cauc"o basado enbutadieno y la resina del copol#mero acrilonitrilo$estireno %SA&'.

Aun(ue este producto ten#a buenas propiedades comparado con otrosmateriales disponibles en a(uellos a)os, ten#a varias de*ciencias entre las(ue se puede contar una mala capacidad para ser procesado as# comotambin una falta de "omoeneidad.

+oliacrilonitrilo

+olibutadieno

+oliestireno

+ara meorar sus propiedades se fueron incorporando modi*caciones en elproceso. El ms e!itoso de estos consisti en la polimerizacin delacrilonitrilo-estireno en presencia del cauc"o. El cauc"o en un principioten#a un alto contenido en acriolonitrilo y fueron reemplazados por otros conbao contenido como el polibutadieno, el cauc"o natural, el cauc"o estirenobutadieno y elastmeros acr#licos.

En la actualidad el ABS se produce, preponderantemente, por medio de lapolimerizacin del estireno y el acrilonitrilo en presencia de polibutadieno,(uedando como producto una estructura de polibutadieno, conteniendocadenas de SA& %estireno acrilonitrilo' inertados en l.

Estructura del ABS

La estructura del ABS es una mezcla de un copol#mero v#treo %estireno -acrilonitrilo' y un compuesto elstico principalmente el pol#mero debutadieno. La estructura con la fase elastmera del polibutadieno %forma deburbuas' inmersa en una dura y r#ida matriz SA&.


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El ABS es un plstico ms fuerte, por eemplo, (ue el poliestireno debido alos rupos nitrilo. Estos son muy polares, as# (ue se atraen mutuamentepermitiendo (ue las caras opuestas de los rupos nitrilo puedanestabilizarse. Esta fuerte atraccin sostiene *rmemente las cadenas de ABS,"aciendo el material ms fuerte. ambin el polibutadieno, con suapariencia de cauc"o, "ace al ABS ms resistente (ue el poliestireno.

Propiedades

Los materiales de ABS tienen importantes propiedades en inenier#a, comobuena resistencia mecnica y al impacto combinado con facilidad para elprocesado.

La resistencia al impacto de los plsticos ABS se ve incrementada alaumentar el porcentae de contenido en butadieno pero disminuyenentonces las propiedades de resistencia a la tensin y disminuye latemperatura de deformacin por calor.

El amplio rano de propiedades (ue e!"ibe el ABS es debido a laspropiedades (ue presentan cada uno de sus componentes.

El acrilonitrilo proporciona:

/esistencia trmica

/esistencia (u#mica

/esistencia a la fatia

0ureza y riidez

El butadieno proporciona:

0uctilidad a baa temperatura


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/esistencia al impacto

/esistencia a la fusin

El estireno proporciona:

1acilidad de procesado %2uidez' Brillo

0ureza y riidez

E!cepto en pel#culas deladas, es opaco y puede ser de color oscuro o mar*ly se puede pimentar en la mayor#a de los colores, obtenindose parteslustrosas de acabado *no.

La mayor#a de los plsticos ABS son no t!icos e incoloros.

+ueden ser e!truidos, moldeados por inyeccin, soplado y prensado.

3eneralmente los rados de bao impacto son los (ue ms fcil se procesan.Los de alto impacto son ms di*cultosos por(ue al tener un mayorcontenido en cauc"o los "ace ms viscosos.

A pesar de (ue no son altamente in2amables, mantienen la combustin.4ay alunos tipos autoe!tinuibles para cuando se re(uiere al5n productoincombustible, otra solucin consiste en aplicar al5n retardante de llama.

0entro de una variedad de termoplsticos el ABS es importante por susbalanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedadesmuy importantes como ser la resistencia a la tensin y la resistencia alimpacto en un mismo material, adems de ser un material liviano.

/esistencia ala abrasin

Alta

+ermeabilidad odos los rados son considerados impermeables alaua, pero lieramente permeables al vapor.

+ropiedadesrelativas a la

friccin

&o los deradan los aceites son recomendables paracoinetes sometidos a caras y velocidades moderadas

Estabilidaddimensional

Es una de las caracter#sticas ms sobresalientes, lo (uepermite emplearla en partes de tolerancia dimensionalcerrada. La baa capacidad de absorcin de la resina y suresistencia a los 2uidos fr#os, contribuyen a su estabilidaddimensional

+imentacin La mayor#a de estas resinas, estn disponibles en coloresestndar sobre pedido, se pueden pimentar aun(ue

re(uieren e(uipo especial.


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1acilidad deunin

Se unen fcilmente entre s# y con materiales plsticos deotros rupos mediante cementos y ad"esivos

6ap. de

absorcin

Baa

+ropiedadesambientales

La e!posicin prolonada al sol produce una capadelada (uebradiza, causando un cambio de color yreduciendo el brillo de la super*cie y la resistencia a la2e!in. La pimentacin en nero provee mayorresistencia a la intemperie

/esistencia(u#mica

3eneralmente buena aun(ue depende del rado de laresina, de la concentracin (u#mica, temperatura yesfuerzos sobre las partes. En eneral no son afectadaspor el aua, sales inornicas, lcalis y por muc"oscidos. Son solubles en steres, acetona, alde"#dos y enalunos "idrocarburos clorados

1ormado Se adaptan bien a las operaciones secundarias deformado. 6uando se calientan, los per*les e!truidos, sepueden doblar y estampar.

1acilidad dema(uinado

Sus caracter#sticas son similares a las de los metales noferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar ytro(uelar

Acabadossuper*ciales

+ueden ser acabados mediante metalizado al vac#o yelectro plateado

/esistencia ala fatia

Se presenta para caras c#clicas o permanentes mayoresa 7.8 9 mm

/ecocida Se mantiene ;< 6 arriba de la emp. de distorsindurante a = ".

Propiedades Cuantitativas


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USOS Y APLICACIONES DEL ABS

Propiedades

MtodoASTM

Unidad rados de ABS

Altoi!pac

to

I!pacto

!edio

Ba"oI!pac

to

#esistente al

calor

Mecnicas a 23C

#esistenciaal i!pacto$prue%aI&od

0;=> ? @ m 8;$>=7

;$8;

7;$;

7;$7

#esistenciaa latensi'n

0>C 9. @mm

, -=,

=,$=,D =,$;, =,$;,

elon(aci'n 0>C ;$87 7$;7 ;$7 ;$7

M'dulo detensi'n

0>C 8$=

=$;;

=$>;

=$>;

Dure&a 08C; 4/6%/ocFGell'

CC$D7 D;$7; 7;$7

7;$7

Pesoespec)*co

08D ,7$,7=

,7=$,7;

,7;$,78

,7=$,7>

Trmicas

Coe*cientedee+pansi'ntr!ica

0>D> H 7;cm@ cmI ,;$D,

Distorsi'npor calor

0>=C $7 D>$7= 7$


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En el punto donde se "abla del mercado del ABS se e!pondrn datoscuantitativos de los usos del ABS, pero podemos decir (ue se aplica paradiferentes productos, entre los cuales se puede nombrar:

Pie&as de auto!'viles ,ta%leros$ para(olpes$ etc-.

El ABS se caracteriza por ser un material muy fuerte y liviano, losu*cientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricacin de piezaspara automviles. El empleo de plsticos como ABS "ace ms livianos a losautos %un paraolpes "ec"o con este material puede sostenerse con unasola mano', lo (ue promueve una menor utilizacin de combustible y porende menor contaminacin.

Se utiliza tanto en el interior como en el e!terior.

Se puede nombrar el panel de instrumento, consolas, cobertores de puertas

y otras partes decorativas del interior.

Aplicaciones del e!terior del automvil pueden ser la parrilla del radiador,cuna de faros, aloamiento del espeo.

Ja en DC; los autos en K!ico ten#an 9. de ABS c@u.

ubos, accesorios, particularmente en las tuber#as de drenae, desae,ventilacin de los edi*cios y untas.

Electrodo!sticos

/ecubrimiento interior y e!terior de las puertas de las "eladeras, 6arcasa de

aparatos elctricos como taladros, televisores, radios, aspiradoras,m(uinas de coser y secadores de pelo, etc...

M/0uinas de o*cina$ carcasas de ordenadores 1 tel2onos-

+roductos atractivos con eleante dise)o y ran calidad crean unasensacin de confort en la o*cina y en el "oar. El ABS puede creare!citantes y variadas combinaciones de colores. ambin puede sercromado, estampado o metalizado. 0ependiende el molde utilizado, lassuper*cies pueden ser opacas, brillantes o satinadas.

Otros Usos

Entre otros, el ABS se puede utilizar para

6ontenedores pe(ue)os

0ispositivos elctricos y electrnicos

Mnteriores de aviones

+aneles de instrumentos

+rototipos

En la industria farmaceutica para revestimiento de reas estriles

#ECICLADO DEL ABS


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Consideraciones a!%ientales

A nivel mundial la mayor parte de los materiales usados no son recuperadosal *nal de su vida 5til, los plsticos tampoco, salvo casos muy espec#*cos.Esto es debido a su ran variedad y su "eteroeneidad, unto a su relativaNuventudO respecto a los materiales convencionales y su eneralmente baocosto unitario.

En las 5ltimas dcadas se "a e!pandido el conocimiento de las enormesposibilidades (ue ofrece la reutilizacin o el reciclado de los materialesplsticos.

6uando utilizamos productos reciclados disminuye la contaminacin eneneral y el consumo de ener#a. Esto implica la utilizacin de menoscombustibles fsiles, (ue a su vez, enerar#a menos 6P (ue no contribuir#aal cambio climtico.

En un documento Mnformativo de Aplicacin ecnolica llamado N/ecyclin

and 0esin $ /ecommendations for 0esin and +roductionO de la EmpresaBayer, se encuentra lo siuiente:

NKientras el obetivo eneralmente debe ser alcanzar la mayor vida deservicio posible del producto, los desarrollos innovadores como Nlosaparatos elctricos ecolicosO puede sini*car (ue el reemplazo delproducto ms rpido tiene ms sentido del nulo econmico y ecolico.

Qn desembolso menor unido con una forma atractiva de re$uso, o unadisposicin *nal econmica, "oy constituye un factor importante endesarrollo de producto %costo @ e*ciencia'.

6ada componente debe tener una disposicin propia y esta debe estarespeci*cada, en funcin de su nivel de contaminacin y la calidad delproducto residual.

Producto reciclado: re$uso del componente, en el mismo estado en (ue seencuentra.

Reciclado mecnico: moliendo y reelaborando en una nueva forma.

Reciclado Qumico: deslose en los componentes (u#micos bsicos y re$usanen procesos de la produccin (u#micos.

Recuperacin de energa: utilizacin del calor de los plsticos para laproduccin de ener#a.

Tratamiento trmico: la reduccin de volumen y (uita de los contaminantesa descarar.O

Uso costo3e*ciente de la %asura de pl/sticos en 2unci'n de lacalidad de producto 1 la conta!inaci'n


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El r*co muestra como el tratamiento de reciclado realizado est liado a

la calidad del producto obtenido y a la contaminacin (ue produce. +oreemplo, el re$uso del mismo producto nos da un material de muy buenacalidad respecto al oriinal y una contaminacin baa, en cambio, comocontraparte se encuentra el tratamiento trmico, donde es muy pobre lacalidad obtenida en el producto y dea una alta contaminacin.

6omo se vio en el cuadro, las tecnolo#as actuales para el reciclado de losmateriales plsticos pueden resumirse en:

/eciclado mecnico

/eciclado (u#mico

/eciclado termo(u#mico

/ecuperacin de ener#a

El reciclado mecnico se "ace desde los or#enes de la industria plsticadonde se usan los descartes de su produccin. 0esde el productor demateria prima (ue reutilizaba o vend#a los pol#meros fuera deespeci*caciones, "asta el moldeador (ue mol#a y reusaba piezas malmoldeadas, re*les, etc., constituidas por material limpio, conocido, (uelueo mezclaba con material viren, para seuir moldeando. Este recicladomecnico es el (ue lora el m!imo valor para el producto, (ue volv#a a lal#nea o a los compuestos. En ste proceso, la limpieza es fundamental,debindose evitar contacto con rasas, aceites, ad"esivos, tintas, etc.

El reciclado (u#mico se aplica solamente a los materiales termoplsticoslorados por poli$condensacin. Se basa en aprovec"ar la reversibilidad dela reaccin, reobtenindose los monmeros iniciales.

El reciclado termo(u#mico puede trabaar con mezclas de plstico,eliminndose las selecciones, pero es la (ue ms desvaloriza el desec"o.

Las opciones de este sistema son la pirlisis, "idroenacin y asi*cacin.

La pirlisis se realiza a ;77$D77 < 6, sin presin y sin o!#eno.


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La "idroenacin a 77$;77 < 6 a 7 - =7 Kpa y atmsfera de"idreno

La asi*cacin a D77 - =77 Kpa, o!#eno y aua.

Los primeros dos procesos entrean as, aceite y slidoR el 5ltimo,

"idreno y mon!ido de carbono. Si "ay cloro presente se remueve comocido clor"#drico (ue se neutraliza. El proceso de asi*cacin es el msusado dentro de los procesos termo(u#micos.

La recuperacin de la ener#a, por combustin en "ornos de los residuosplsticos, termina en ener#a trmica. Los ases de combustin si esnecesario deben ser tratados antes de ser liberados al ambiente.

+ara el caso espec#*co del ABS los fabricantes recomiendan alternativasdependiendo del orien del residuo:

Si son piezas (ue fueron moldeadas solas y no contienen al5n tipo de

sustancia nociva pueden ser mecnicamente recicladas despus de usadas.

Si las piezas contienen substancias pelirosas puede realizarse unreciclado termo(u#mico o una recuperacin de ener#a por combustin, conel posterior tratamiento de los ases de combustin.

Las partes (ue estn fabricadas del material ABS deben estar marcadas deacuerdo con la norma MSP =>D %0M& ;CC=7' :

OBTENCION DE ABS

4ay tres procesos comerciales para la manufactura del ABS: Emulsin

Kasa

Suspensin $ masa

Las propiedades f#sicas del plstico ABS var#a con el mtodo de manufacturapero var#a ms con la composicin. En eneral el proceso por emulsin seusa para "acer materiales de resistencias de alto impacto y el proceso demasa son preferidos para materiales con menos resistencia al impacto.

Proceso poli!eri&aci'n en E!ulsi'n


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El proceso de polimerizacin en emulsin involucra dos pasos. Se produceun lte! de cauc"o y lueo se polimeriza el estireno y el acrilonitrilo enpresencia del cauc"o para producir un lte! de ABS. Este lte! lueo esprocesado para aislar a la resina ABS.

El lte! de cauc"o es usualmente producido en reactores en batc". Elcauc"o puede ser polibutadieno o un copol#mero de ,-butadieno yacrilonitrilo o estireno. El lte! normalmente tiene un contenido entre un 7a un ;7 de pol#mero y el resto principalmente es aua.

Los reactores para obtener polibutadieno pueden ser de acero ino!idable ode acero vidriado. La velocidad de reaccin es limitada por la capacidad delencamisado de refrieracin para e!traer calor y la reaccin dura entre y= "rs.

En la *ura se representa un proceso para obtener ABS en el cual el lte! decauc"o se forma a partir de polibutadieno.

Lueo de producido el lte!, es sueto a una posterior polimerizacin enpresencia de los monmeros estireno y acrilonitrilo para producir el lte! deABS. Este puede ser producido en batc", semicontinua o en reactorescontinuos. La reaccin se realiza a ;;$8;< 6 a presin atmosfrica enreactores de acero ino!idable o acero vidriado.

El pol#mero ABS es recuperado a travs de la coaulacin del lte! ABS. Lacoaulacin es usualmente lorada por la adicin de un aente % 6a6l,&a6l, 4SP='al lte! (ue desestabiliza la emulsin. La coaulacin se "ace a

elevadas temperaturas %C7$77


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*ltracin o centrifuacin. La resina "5meda es secada para obtener una enbao contenido en "umedad.

El proceso de emulsin para "acer ABS se viene practicando desdeprincipios de los a)os ;7Ts. Sus ventaas son la capacidad de producir ABScon un amplio rano de composiciones. especialmente con mayorescontenidos en cauc"o (ue las (ue se puede lorar con otros mtodos. Lamezcla de los componentes y la transferencia del calor de reaccin en unapolimerizacin en emulsin es lorada con mayor facilidad debido a la baaviscosidad y las buenas propiedades trmicas del aua.

Los re(uerimientos de ener#a son eneralmente ms randes (ue paraotros procesos debido a la ener#a usada para la recuperacin del pol#mero.El proceso adems tiene un ran asto en tratamiento de auas residualesde proceso por la cantidad de aua usada.

Proceso poli!eri&aci'n en Masa

En el proceso de masa ABS la polimerizacin es conducida ms (ue en auaen un monmero. Este proceso usualmente consiste en una serie de dos oms reactores continuos en el cual el cauc"o usado en este proceso escom5nmente una solucin polimerizada de polibutadieno lineal % o uncopol#mero conteniendo estireno', aun(ue alunos procesos de masautilizan una emulsin polimerizada ABS con un alto contenido en cauc"o.

Si un cauc"o lineal es usado como alimentacin para el proceso de masa, elcauc"o se vuelve insoluble en la mezcla de monmeros y el copol#mero SA&%estireno$acrilonitrilo' (ue se forma en los reactoresR este cauc"o (ue nosolubiliza forma part#culas discretas de cauc"o. Esto se llama inversin de

fase por(ue se parte de una fase continua de cauc"o para pasar a una fasecontinua de SA& con part#culas discretas de cauc"o inmersas en la matrizSA&. El inerto del SA& en las part#culas de cauc"o ocurre como en elproceso de emulsin. #picamente el proceso masa produce part#culas msrandes %7.; a ; mm' (ue a(uellas basadas en el proceso en emulsin %7.a mm' y contiene oclusiones ms randes de pol#mero SA&.

El recipiente de reaccin incluye iniciadores de polimerizacin, aentes decadena y otros aditivos. 0iluyentes son a veces usados para reducir laviscosidad de la mezcla de monmero y pol#mero facilitando el proceso de laconversin.

La mezcla de monmeros de acrilonitrilo y estireno en presencia delpolibutadieno es polimerizada a travs de un cambio de fase "astaapro!imadamente un 7 de conversin bao su*ciente condiciones decorte para prevenir el entrecruzamiento del cauc"o.


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El arabe prepolimerizado es bombeado a un polimerizador en masa dondela conversin es llevada "asta un ;7 u C7. Los polimerizadores en masason operados continuamente a 7$C7< 6 con tiempo de residencia de -; ". El calor de polimerizacin es removido por evaporacin, transferenciade calor a travs de las paredes del reactor y calentamiento del monmero(ue va a ser carado. Los vapores son condensados, reciclados y alimentanla corriente de monmeros (ue son carados. 0espus de la reaccin elpol#mero es bombeado a un evaporador donde los monmeros (ue noreaccionaron son removidos bao aspiracin a temperaturas de ;7< 6.

&ormalmente cerca del ;$7 de la corriente de alimentacin es removidapor no reaccionar y reciclada. El producto resultante es resina ABS y eslueo pelletizada.

El proceso de masa ABS fue oriinalmente adaptado del proceso paraobtener poliestireno. Este proceso tiene dos ventaas in"erentes sobre lapolimerizacin por suspensin y por emulsin. Qna es (ue el aua residualde tratamiento es m#nima y otra es el a"orro de ener#a por evitar la etapade separacin y secado de la resina del aua de proceso. Ptra ventaa es(ue produce ABS poco pimentado, incluso alo traslucido, lo (ue reduce laconcentracin de colorantes necesarios. 3eneralmente es ms e*ciente amodi*caciones por impacto (ue el realizado por emulsin, sin embaro, la

cantidad de cauc"o (ue se puede incorporar est limitada por limitacionesdel proceso respecto a la viscosidad. El brillo super*cial es menor debido a(ue las part#culas de cauc"o son mayores.

Proceso poli!eri&aci'n en Masa 4 Suspensi'n

El proceso de suspensin utiliza una reaccin en masa para producir unamezcla en la (ue "ay material parcialmente convertido en pol#mero ymonmeros y lueo emplea una tcnica de reaccin en suspensin paracompletar la polimerizacin. Este es un proceso de tipo batc". La reaccinen masa es iual (ue la (ue se describi para el proceso en masa. Se usa un

cauc"o lineal, y las part#culas de cauc"o (ue se forman durante la inversinde fase son similares. 6uando la conversin del de los monmeros esapro!imadamente de un ; a un 7, la mezcla de pol#meros y monmeros


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(ue no reaccionaron son suspendidos en aua con la introduccin de unaente de suspensin. La reaccin es continuada "asta (ue un ran radode conversin de monmeros es alcanzado. Los monmeros (ue noreaccionaron son separados antes de (ue el arabe se centrifuue y se(ue.

La morfolo#a y propiedades de la suspensin son similares a a(uellas (uese obtienen el proceso de polimerizacin en masa pero con las ventaas dela tcnica en emulsin respecto a la baa viscosidad y la capacidad del auade remover el calor.

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http://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/obtencionhttp://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/reciclado-abshttp://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/aplicacioneshttp://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/reciclado-abshttp://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/aplicacioneshttp://www.textoscientificos.com/polimeros/abs/obtencion

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