abs(procesos)
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1-FORMULA QUÍMICA.
Componentes del ABS.
Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques químicos y estabilidad a alta temperatura así como dureza, propiedades muy apreciadas en ciertas aplicaciones como son equipos pesados o aparatos electrónicos.
Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos.
El bloque de estireno aporta resistencia mecánica y rigidez.
Esta mezcla de propiedades, llamada, por los ingenieros químicos, sinergia, indica que el producto final contiene mejores propiedades que la suma de ellos. El ABS es un ejemplo claro del diseño de materiales en ingeniería química, que busca lograr compuestos de materiales ya existentes en oposición a desarrollar materiales completamente nuevos.
2. QUE TIPO DE POLIMERO ES (SI ES UNA RESINA TERMOPLASTICA, TERMOESTABLE O ELASTOMERO)
es un plástico muy resistente al impacto (golpes) muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos. Es un termoplástico amorfo.
Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo que los plásticos comunes, como son las polioleofinas (polietileno, polipropileno).
3. EN QUE CLASIFICACION ESTÁ (SEGÚN SU ORIGEN, SEGÚN SU FORMA, SEGÚN SU COMPOSICION)
4. PROCESOS DE OBTENCIÓN:
4.1 MATERIA PRIMA.
4.2 REACCIÓN QUÍMICA: CLASIFICACION DE LAS REACCIONES DE POLIMERIZACION (SEGÚN EL TIPO DE POLIMERIZACION Y SEGÚN EL PROCESO DE POLIMERIZACION)
El acrilonitrilo es producido en cantidades comerciales casi exclusivamente por un método desarrollado en fase vapor en el que se produce la oxidación del propileno y amoníaco con catalizadores.
C3H6 + NH3 + 3/2O2 catalizador C3H3N + 3H2O
El proceso comercial utiliza un reactor de lecho fluido en el cual el propileno el amoníaco y el aire se ponen en contacto con un catalizador sólido a una temperatura de 400 a 510 °C y una presión entre 0.5 y 2 atmósferas. Es un proceso de una sola pasada y por cada 1.1 Kg. de propileno se obtiene 1 Kg. de acrilonitrilo.
El efluente caliente que sale del reactor es dirigido a una torre de absorción en contracorriente donde se separa una solución de acrilonitrilo de gases N2, CO, CO2 e Hidrocarburos que no reaccionaron. Los gases se hacen pasar por un incinerador para quemar el CO y los HC.
La solución que contiene acrilonitrilo es pasado a una columna de recuperación donde se obtiene una corriente de acrilolinitrilo crudo que contiene también HCN. Del fondo de la columna se obtiene un efluente que en una segunda columna de recuperación se obtiene acetonitrilo y agua. En una última columna se separa el acrilonitrilo de impurezas.
Como residuos del proceso se obtiene HCN el cual es usado principalmente en la manufactura de metil metacrilato y acetonitrilo el cual puede ser tratado para obtener un producto industrial utilizado como solvente.
4.3 DIAGRAMA DE FLUJO
4.4 PROCESO.
4.5 CATALIZADORES
5. ¿EN CUAL DE ESTAS POLIMERIZACIÓN SE DESTACA EL POLIMERO A ESTUDIAR: EN MASA, SOLUCIÓN, SUSPENSIÓN, EMULSIÓN?
6. PROPIEDADES: TERMICAS, MECANICAS, REOLOGICAS, QUIMICAS, DE BARRERAS Y OPTICAS.
Los materiales de ABS tienen importantes propiedades en ingeniería, como buena resistencia mecánica y al impacto combinado con facilidad para el procesado.
La resistencia al impacto de los plásticos ABS se ve incrementada al aumentar el porcentaje de contenido en butadieno pero disminuyen entonces las propiedades de resistencia a la tensión y disminuye la temperatura de deformación por calor.
El amplio rango de propiedades que exhibe el ABS es debido a las propiedades que presentan cada uno de sus componentes.
El acrilonitrilo proporciona:
Resistencia térmica Resistencia química Resistencia a la fatiga Dureza y rigidez
El butadieno proporciona:
Ductilidad a baja temperatura Resistencia al impacto Resistencia a la fusión
El estireno proporciona:
Facilidad de procesado (fluidez) Brillo Dureza y rigidez
Excepto en películas delgadas, es opaco y puede ser de color oscuro o marfil y se puede pigmentar en la mayoría de los colores, obteniéndose partes lustrosas de acabado fino.
La mayoría de los plásticos ABS son no tóxicos e incoloros.
Pueden ser extruidos, moldeados por inyección, soplado y prensado. Generalmente los grados de bajo impacto son los que más fácil se procesan. Los de alto impacto son más dificultosos porque al tener un mayor contenido en caucho los hace más viscosos.
A pesar de que no son altamente inflamables, mantienen la combustión. Hay algunos tipos autoextinguibles para cuando se requiere algún producto incombustible, otra solución consiste en aplicar algún retardante de llama.
Dentro de una variedad de termoplásticos el ABS es importante por sus balanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedades muy importantes como ser la resistencia a la tensión y la resistencia al impacto en un mismo material, además de ser un material liviano.
Resistencia a la abrasión
Alta
PermeabilidadTodos los grados son considerados impermeables al agua, pero ligeramente permeables al vapor.
Propiedades relativas a la fricción
No los degradan los aceites son recomendables para cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas
Estabilidad dimensional
Es una de las características más sobresalientes, lo que permite emplearla en partes de tolerancia dimensional cerrada. La baja capacidad de absorción de la resina y su resistencia a los fluidos fríos, contribuyen a su estabilidad dimensional
PigmentaciónLa mayoría de estas resinas, están disponibles en colores estándar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.
Facilidad de uniónSe unen fácilmente entre sí y con materiales plásticos de otros grupos mediante cementos y adhesivos
Cap. de absorción Baja
Propiedades ambientales
La exposición prolongada al sol produce una capa delgada quebradiza, causando un cambio de color y reduciendo el brillo de la superficie y la resistencia a la flexión. La pigmentación en negro provee mayor resistencia a la intemperie
Resistencia química
Generalmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentración química, temperatura y esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas por el agua, sales inorgánicas, álcalis y por muchos ácidos. Son solubles en ésteres, acetona, aldehídos y en algunos hidrocarburos clorados
FormadoSe adaptan bien a las operaciones secundarias de formado. Cuando se calientan, los perfiles extruidos, se pueden doblar y estampar.
Facilidad de maquinado
Sus características son similares a las de los metales no ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar y troquelar
Acabados superficiales
Pueden ser acabados mediante metalizado al vacío y electro plateado
Resistencia a la fatiga
Se presenta para cargas cíclicas o permanentes mayores a 0.7 Kg mm2
Recocida Se mantiene 5° C arriba de la Temp. de distorsión durante 2 a 4 h.
Propiedades Cuantitativas
PropiedadesMétodo ASTM
UnidadGrados de ABS
Alto impacto
Impacto medio
Bajo Impacto
Resistente al calor
Mecánicas a 23°CResistencia al impacto, prueba Izod
D2546 J / m 375-640 215-375 105-215 105-320
Resistencia a la tensión
D638 Kg. / mm2 3,3 – 4,2 4,2-4,9 4,2-5,3 4,2-5,3
elongación D638 % 15-70 10-50 5-30 5-20
Módulo de tensión D638 173-214 214-255 214-265 214-265
Dureza D785HRC (Rockwell)
88-90 95-105 105-110 105-110
Peso específico D792 1,02-1,04 1,04-1,05 1,05-1,07 1,04-1,06
TérmicasCoeficiente de expansión térmica
D696X 105 cm / cm* °C
9,5 –11,0 7,0-8,8 7,0-8,2 6,5-9,3
Distorsión por calor D648°C a 18,4 Kg /cm2 93-99 96-102 96-104 102-112
8.- CUALES SON LOS METODOS EMPLEADOS PARA TRANSFORMAR EL POLIMERO EN PRODUCTO TERMINADO: MOLDEO POR INYECCION, MOLDEO POR SOPLADO, TERMOFORMADO, EXTRUSION.
8.1 ADITIVOS UTILIZADOS
9.USOS Y APLICACIONES
Se utiliza comúnmente en aplicaciones:
Automotrices: Partes cromadas, partes internas en las vestiduras e interiores y partes externas pintadas en color carrocería. Para partes no pintadas se usa el ASA.
Jugueteras: Bloques de LEGO y Airsoft. Electrónicas: Como carcasas de televisores, radios, ordenadores, ratones,
impresoras. Oficina: En grapadoras, carpetas pesadas.
Se pueden usar en aleaciones con otros plásticos. Así por ejemplo, el ABS con el PVC da un plástico de alta resistencia a la llama que le permite encontrar amplio uso en la construcción de televisores. También se le puede añadir PTFE para reducir su coeficiente de fricción, o compuestos halogenados para aumentar su resistencia al fuego.
10.CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN Y CONSUMO EN VENEZUELA Y EL MUNDO
11. AVANCES TECNOLÓGICOS (ARTÍCULO CIENTÍFICO DESDE 2008 HASTA LA ACTUALIDAD)
POR EJEMPLO: IMPACTO AMBIENTAL, RECICLAJE, TECNOLOGÍA BIODEGRADABLE, ENTRE OTROS.
Las opciones de este sistema son la pirólisis, hidrogenación y gasificación.
La pirólisis se realiza a 500-900 ° C, sin presión y sin oxígeno. La hidrogenación a 300-500 ° C a 10 – 40 Mpa y atmósfera de hidrógeno La gasificación a 900 – 1400 °C con 0-6 Mpa, oxígeno y agua.
Los primeros dos procesos entregan gas, aceite y sólido; el último, hidrógeno y monóxido de carbono. Si hay cloro presente se remueve como ácido clorhídrico que se neutraliza. El proceso de gasificación es el más usado dentro de los procesos termoquímicos.
La recuperación de la energía, por combustión en hornos de los residuos plásticos, termina en energía térmica. Los gases de combustión si es necesario deben ser tratados antes de ser liberados al ambiente.
Para el caso específico del ABS los fabricantes recomiendan 3 alternativas dependiendo del origen del residuo:
• Si son piezas que fueron moldeadas solas y no contienen algún tipo de sustancia nociva pueden ser mecánicamente recicladas después de usadas.
• Si las piezas contienen substancias peligrosas puede realizarse un reciclado termoquímico o una recuperación de energía por combustión, con el posterior tratamiento de los gases de combustión.
Las partes que están fabricadas del material ABS deben estar marcadas de acuerdo con la norma ISO 11469 (DIN 58840) :
12.CONCLUSIONES
13.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Acrilonitrilo butadieno estireno
Fuente: De Wikipedia, la enciclopedia libre.
El Acrilonitrilo Butadieno Estireno o ABS es un plástico muy resistente al impacto (golpes) muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos. Es un termoplástico amorfo.
Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo que los plásticos comunes, como son las polioleofinas (polietileno, polipropileno).
Estructura química
Componentes del ABS.
Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques químicos y estabilidad a alta temperatura así como dureza, propiedades muy apreciadas en ciertas aplicaciones como son equipos pesados o aparatos electrónicos.
Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos.
El bloque de estireno aporta resistencia mecánica y rigidez.
Esta mezcla de propiedades, llamada, por los ingenieros químicos, sinergia, indica que el producto final contiene mejores propiedades que la suma de ellos. El ABS es un ejemplo claro del diseño de materiales en ingeniería química, que busca lograr compuestos de materiales ya existentes en oposición a desarrollar materiales completamente nuevos.
Características del ABS
El rasgo más importante del ABS es su gran tenacidad, incluso a baja temperatura (sigue siendo tenaz a -40 °C). Además es duro y rígido; resistencia química aceptable; baja absorción de agua, por lo tanto buena estabilidad dimensional; alta resistencia a la abrasión; se recubre con una capa metálica con facilidad.
El ABS se puede, en una de sus variantes, cromar por electrólisis dándole distintos baños de metal a los cuales es receptivo.
Aplicaciones y usos
Se utiliza comúnmente en aplicaciones:
Automotrices: Partes cromadas, partes internas en las vestiduras e interiores y partes externas pintadas en color carrocería. Para partes no pintadas se usa el ASA.
Jugueteras: Bloques de LEGO y Airsoft. Electrónicas: Como carcasas de televisores, radios, ordenadores, ratones,
impresoras. Oficina: En grapadoras, carpetas pesadas.
Se pueden usar en aleaciones con otros plásticos. Así por ejemplo, el ABS con el PVC da un plástico de alta resistencia a la llama que le permite encontrar amplio uso en la construcción de televisores. También se le puede añadir PTFE para reducir su coeficiente de fricción, o compuestos halogenados para aumentar su resistencia al fuego.
En los últimos 3 años su uso ha disminuido en América Latina y en Norteamérica debido principalmente a la mejora en las propiedades del Poliestireno de alto impacto o HIPS que además ha disminuido en precio, ventajas que el ABS no incrementó.
Los principales productores de ABS en América y Europa son BASF (bajo en nombre comercial de Terluran), Lanxess, actualmente INEOS ABS y GE-plastics, actualmente SABIC. A nivel mundial el primer productor es CHIMEI de Taiwan, y el segundo LG Chem de Korea.
Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS): Descripción, propiedades y aplicaciones
Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Plásticos, Polímeros |
Descripción
El acrilonitrilo butadieno estireno o ABS es un termoplástico duro, resistente al calor y a los impactos. Es un copolímero obtenido de la polimerización del estireno y acrilonitrilo en la presencia del polibutadieno, resultado de la combinación de los tres monómeros, originando un plástico que se presenta en una gran variedad de grados dependiendo de las proporciones utilizadas de cada uno.
Básicamente, el estireno contribuye a la facilidad de las características del proceso, el acrilonitrilo imparte la resistencia química e incrementa la dureza superficial, y el butadieno contribuye a la fuerza de impacto y dureza total. Las porciones pueden variar del 15-35% de acrilonitrilo, 5-30% de butadieno y 40-60% de estireno.
El resultado es una larga cadena de polibutadieno entrecruzada con cadenas más cortas de poli(estireno-co-acrilonitrilo). Los grupos nitrilo de las cadenas vecinas, siendo polares, atacan cada uno de las bandas de las cadenas juntas haciendo el ABS más fuerte que el poliestireno puro.
El ABS se originó por la necesidad de mejorar algunas propiedades del poliestireno de alto impacto. Su fórmula química es:
Para obtenerlo, originalmente se mezclaban emulsiones de dos polímeros, SAN y polibutadieno. La mezcla era coagulada para obtener el ABS.
Como ya se había comentado, se prefiere polimerizar estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. De esa manera, una parte del estireno y del acrilonitrilo se copolimerizan formando SAN y otra porción se injerta sobre las moléculas de polibutadieno.
Propiedades generales
La incorporación del acrilonitrilo, estireno y butadieno, da ciertas características al material, que son listadas a continuación:
Acrilonitrilo:
Resistencia química Resistencia a la fatiga Dureza y rigidez Resistencia a la fusión
Butadieno:
Ductilidad a baja temperatura Resistencia al impacto Resistencia a la fusión
Estireno:
Facilidad de procesado (fluidez) Brillo Dureza y rigidez
Dentro de sus propiedades físicas se encuentran:
Fuerza tensil: 40-50 Mpa Fuerza al impacto ( Notched Impact Strength) : 10-20 Kj/m 2 Coeficiente de expansión térmica: 70-90 x10 -6 Temperatura de uso máximo ( Max Cont Use Temp) : 80-95 °C Densidad: 1.0-1.05 g/cm 3
Alguna de la resistencia a químicos se enlista a continuación
Ácido diluido: muy bueno Álcali diluido: muy bueno Aceites y grasas: muy bueno Hidrocarburos alifáticos: moderado Hidrocarburos aromáticos: pobre Hidrocarburos halogenados: pobre Alcoholes: pobre (variable)
Aplicaciones
Debido a que las propiedades del ABS son suficientemente buenas para diversas aplicaciones, entre las que se encuentran:
Carcasas de electrodomésticos y de teléfonos Maletas Cascos deportivos Cubiertas internas de las puertas de refrigeradores Carcasas de computadoras Fabricación de tubería sanitaria como sustituto del PVC Por su característica de ser cromable se utiliza ampliamente en la industria
automotriz Se pueden usar en aleaciones con otros plásticos, por ejemplo, el ABS con
el PVC nos da un plástico de alta resistencia a la flama que le permite encontrar amplio uso en la construcción de televisores.
Historia
En 1843 Ferdinand Redtenbacher (1809-1895) estudio el óxido de acrinoleína con un óxido de plata acuoso y ácido acrílico isolatado. Posteriormente, Friedrich Beilstein (1838-1883) produjo ácido acrílico mediante la destilación de ácidos hidroacrílicos en 1862. La investigación continuó con los esfuerzos de Edward Frankland (1825-1899), Duppon, Schneider, Richard Erlenmeyer (1825-1909), Engelhorn, Carpary y Tollens y quien compensó los esfuerzos fue el químico francés Charles Maureu (1803-1929) quien descubrió el acrilonitrilo en 1893. Él demostró que era un nitrilo del ácido acrílico.
Durante la Primera Guerra Mundial, el acrilonitrilo fue propuesto a trabajar en la manufactura del caucho sintético. Con la restauración del comercio después de la Guerra, el abastecimiento del caucho natural se incremento y lo hizo un sintético menos ventajoso, algunas compañías comenzaron a investigar otras aplicaciones del acrilonitrilo. La fibra sintética industrial fue una de las primeras opciones investigadas. Los desarrollos en las fibras de acrilonitrilo fueron obstaculizados hasta que los solventes apropiados fueron descubiertos, lo que permitió a las fibras ser formadas por hilado en seco o mojado.
En 1942, DuPont introdujo las fibras de poliacrilonitrilo bajo el nombre de Orlon, iniciando su producción a principios de 1950. El primer uso del copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), fue en la fabricación de equipaje ocurrido en 1948, patentándolo en el mismo año. En 1996, el ABS fue usado por primera vez en el exterior de las superficies de los helicópteros.
La dureza del copolímero de acrilonitrilo estireno lo hizo conveniente para muchos usos, sus limitaciones condujeron a la introducción de un caucho (butadieno) como un tercer monómero y a partir de aquí nació la gama de materiales popularmente designados como plásticos ABS.
Estos llegaron estar disponibles a partir de 1950 y la variabilidad de estos copolímeros y la facilidad del proceso ha permitido al ABS llegar a ser el polímero más popular de la ingeniería.