La resina de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) tiene propiedades equilibradas como alta resistencia, tenacidad y versatilidad. En este art\u00edculo se analizan sus propiedades fundamentales, clasificaciones, caracter\u00edsticas de rendimiento y t\u00e9cnicas de procesamiento.<\/p>\n\n\n\n
La resina ABS es un copol\u00edmero ternario compuesto de acrilonitrilo (A), butadieno (B) y estireno (S), junto con sus variantes modificadas. Los pl\u00e1sticos fabricados con resina ABS se denominan com\u00fanmente pl\u00e1sticos ABS. Este material combina la rigidez, resistencia qu\u00edmica y resistencia al calor del poliacrilonitrilo; la procesabilidad y est\u00e9tica del poliestireno; y la resistencia al impacto y el rendimiento a bajas temperaturas del polibutadieno.<\/p>\n\n\n\n
La resina ABS suele presentarse en forma de gr\u00e1nulos o polvo de color amarillo p\u00e1lido. No es t\u00f3xica, es inodora, ligera (con una densidad de 1,04-1,07 g\/cm\u00b3) y ofrece una excelente resistencia al impacto, un buen comportamiento a bajas temperaturas y resistencia qu\u00edmica. Tambi\u00e9n presume de estabilidad dimensional, alto brillo superficial y facilidad de recubrimiento y coloraci\u00f3n. Sin embargo, el ABS tiene algunas limitaciones: es inflamable, tiene una temperatura de deflexi\u00f3n t\u00e9rmica relativamente baja y presenta poca resistencia a la intemperie.<\/p>\n\n\n\n
La resina ABS puede adaptarse a una amplia gama de composiciones y estructuras para satisfacer necesidades espec\u00edficas de rendimiento.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Propiedades mec\u00e1nicas<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resistencia a la tracci\u00f3n del ABS var\u00eda significativamente seg\u00fan el grado, oscilando normalmente entre 33 y 52 MPa. El ABS es famoso por su excepcional resistencia al impacto. Los grados de ABS de alto impacto pueden alcanzar una resistencia al impacto Izod entallada de aproximadamente 400 J\/m a temperatura ambiente, conservando valores superiores a 120 J\/m incluso a -40\u00b0C. Esto se debe a la estructura bif\u00e1sica del ABS: una fase continua de resina con una fase dispersa de resina. Esto se debe a la estructura bif\u00e1sica del ABS: una fase de resina continua con part\u00edculas de caucho dispersas. Estas part\u00edculas de caucho absorben la energ\u00eda del impacto, impidiendo la propagaci\u00f3n de grietas y mejorando la tenacidad.<\/p>\n\n\n\n La resistencia al impacto depende de factores como el contenido de caucho, el grado de injerto y el tama\u00f1o de las part\u00edculas. Un mayor contenido de caucho (normalmente 25 - 40% en masa) aumenta significativamente la resistencia al impacto, pero un exceso de caucho puede reducir otras propiedades mec\u00e1nicas, como la resistencia a la tracci\u00f3n y el m\u00f3dulo el\u00e1stico.<\/p>\n\n\n\n El ABS tambi\u00e9n presenta una excelente resistencia a la fluencia. Por ejemplo, las muestras de tubos de ABS sometidas a 7,2 MPa a temperatura ambiente muestran cambios dimensionales insignificantes incluso despu\u00e9s de dos a\u00f1os y medio. Aunque no es adecuado como material autolubricante, la buena estabilidad dimensional del ABS lo hace viable para cojinetes de carga media por su decente resistencia al desgaste.<\/p>\n\n\n\n Propiedades el\u00e9ctricas<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina ABS ofrece un aislamiento el\u00e9ctrico fiable en una amplia gama de frecuencias, con una influencia m\u00ednima de la temperatura o la humedad. Sus propiedades el\u00e9ctricas se resumen en la Tabla.<\/em><\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Propiedades t\u00e9rmicas<\/strong><\/p>\n\n\n\n La temperatura de deformaci\u00f3n por calor (HDT) del ABS bajo una carga de 1,82 MPa es de aproximadamente 93\u00b0C, pero puede aumentar entre 6 y 10\u00b0C con el recocido. Debido a su estructura amorfa, el ABS presenta una respuesta tensi\u00f3n-temperatura estable, con un aumento de la HDT de s\u00f3lo 4-8\u00b0C cuando la carga desciende a 0,45 MPa. Los grados de ABS resistentes al calor pueden alcanzar una HDT de unos 115\u00b0C. La temperatura de fragilidad del ABS es de -7 \u00b0C, pero conserva una resistencia considerable a -40 \u00b0C. Los productos de ABS suelen utilizarse en una gama de temperaturas de -40\u00b0C a 100\u00b0C.<\/p>\n\n\n\n El coeficiente lineal de dilataci\u00f3n t\u00e9rmica del ABS oscila entre 6,4\u00d710-\u2075\/\u00b0C y 11,0\u00d710-\u2075\/\u00b0C, un valor relativamente bajo entre los termopl\u00e1sticos. Sin embargo, el ABS tiene menor estabilidad t\u00e9rmica que otros pl\u00e1sticos t\u00e9cnicos, se descompone a 260\u00b0C y libera compuestos vol\u00e1tiles t\u00f3xicos. Tambi\u00e9n es inflamable y carece de propiedades autoextinguibles.<\/p>\n\n\n\n Propiedades qu\u00edmicas<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina ABS demuestra una buena resistencia qu\u00edmica, en gran parte debido a sus grupos nitrilo, que la hacen resistente a \u00e1cidos diluidos, \u00e1lcalis y sales. Sin embargo, se disuelve en cetonas, aldeh\u00eddos, \u00e9steres e hidrocarburos clorados. Aunque es insoluble en la mayor\u00eda de alcoholes como el etanol, el ABS se ablanda en metanol al cabo de varias horas. El contacto prolongado con disolventes de hidrocarburos puede provocar hinchaz\u00f3n. Bajo tensi\u00f3n, el ABS es susceptible al agrietamiento por tensi\u00f3n de productos qu\u00edmicos como el \u00e1cido ac\u00e9tico y los aceites vegetales. Tabla 1-4<\/em> (placeholder: insert chemical resistance table here) detalla los cambios de masa y aspecto tras una exposici\u00f3n prolongada a diversos productos qu\u00edmicos.<\/p>\n\n\n\n A pesar de sus numerosas ventajas, el ABS presenta limitaciones como pl\u00e1stico de ingenier\u00eda, entre las que destacan su resistencia insuficiente, su baja temperatura de deflexi\u00f3n t\u00e9rmica, su escasa resistencia a la intemperie, su falta de propiedades autoextinguibles y su opacidad. Para solucionar estos problemas, se han desarrollado diversas variantes modificadas del ABS, como el ABS reforzado, el ABS ign\u00edfugo, el ABS transparente y las resinas ASA, ACS y MBS.<\/p>\n\n\n\n ABS reforzado<\/strong><\/p>\n\n\n\n La adici\u00f3n de 20 - 40% (en masa) de fibra de vidrio mejora significativamente la resistencia a la tracci\u00f3n, la resistencia a la flexi\u00f3n y el m\u00f3dulo del ABS, al tiempo que aumenta el HDT y reduce el coeficiente de expansi\u00f3n t\u00e9rmica para mejorar la estabilidad dimensional. Sin embargo, la resistencia al impacto disminuye con un mayor contenido de fibra de vidrio. Tabla 2-1<\/em> (marcador de posici\u00f3n: insertar aqu\u00ed tabla de propiedades del ABS reforzado) resume el rendimiento del ABS reforzado con fibra de vidrio.<\/p>\n\n\n\n ABS ign\u00edfugo<\/strong><\/p>\n\n\n\n El ABS es intr\u00ednsecamente inflamable, pero puede fabricarse ABS ign\u00edfugo incorporando retardantes de llama org\u00e1nicos de bajo peso molecular y sinergistas. Esta variante es ideal para aplicaciones electr\u00f3nicas y el\u00e9ctricas que requieren resistencia a la llama y buena resistencia mec\u00e1nica, como carcasas de televisores y radomos.<\/p>\n\n\n\n ABS transparente<\/strong><\/p>\n\n\n\n El ABS est\u00e1ndar es opaco, pero el ABS transparente puede conseguirse incorporando metacrilato de metilo a los componentes de acrilonitrilo, butadieno y estireno mediante copolimerizaci\u00f3n por injerto. El ABS transparente ofrece una gran transparencia, una excelente resistencia a los disolventes y una gran resistencia al impacto.<\/p>\n\n\n\n Resina ASA<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina ASA (acrilonitrilo-estireno-acrilato) es un copol\u00edmero ternario fabricado por injerto de acrilonitrilo y estireno en caucho acr\u00edlico. Tambi\u00e9n conocida como resina AAS, la ASA destaca por su resistencia a la intemperie, al impacto, a la temperatura y a los productos qu\u00edmicos. Se utiliza ampliamente en componentes de automoci\u00f3n como paneles de carrocer\u00eda, dep\u00f3sitos de combustible, rejillas de radiador y cubiertas de faros traseros. La tabla <\/em>enumera las prestaciones de la resina ASA.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Resina ACS<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina ACS (acrilonitrilo-polietileno-estireno clorado) es un copol\u00edmero ternario formado por injerto de acrilonitrilo y estireno en polietileno hidrogenado. Ofrece una excelente resistencia a la intemperie y retardancia de la llama. En la tabla se detallan las prestaciones de la resina ACS.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Resina MBS<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina MBS (metacrilato de metilo-butadieno-estireno) es un copol\u00edmero de injerto de metacrilato de metilo, butadieno y estireno. Sustituyendo el acrilonitrilo por metacrilato de metilo se obtiene un material transparente con una transmitancia luminosa de hasta 90%. El MBS conserva una buena resistencia al impacto y tenacidad a -40\u00b0C, junto con resistencia a los \u00e1cidos inorg\u00e1nicos, \u00e1lcalis, sales y aceites, aunque es menos resistente a las cetonas, hidrocarburos arom\u00e1ticos, hidrocarburos alif\u00e1ticos e hidrocarburos clorados. La tabla <\/em>resume el rendimiento de la resina MBS de Shanghai Pen Chemical Factory.<\/p>\n\n\n\n Propiedades de flujo<\/strong><\/p>\n\n\n\n La resina ABS tiene un \u00edndice de fluidez (MFR) que suele oscilar entre 0,02 y 1 g\/min (200\u00b0C, 5 kg), con algunos grados fuera de este rango. Un MFR m\u00e1s alto indica una mejor fluidez. El ABS con un MFR inferior a 0,1 g\/min es adecuado para la extrusi\u00f3n, mientras que un MFR superior a 0,1 g\/min es ideal para el moldeo por inyecci\u00f3n. Como fluido pseudopl\u00e1stico, el ABS presenta un comportamiento de cizallamiento-adelgazamiento, lo que permite ajustar la viscosidad mediante la velocidad de cizallamiento. Para obtener un producto de calidad constante, trabaje con \u00edndices de cizallamiento en los que la viscosidad sea menos sensible a las fluctuaciones. El ABS tiene una viscosidad de fusi\u00f3n moderada, menos fluida que la poliamida pero m\u00e1s que el policarbonato, con una velocidad de enfriamiento y solidificaci\u00f3n relativamente r\u00e1pida.<\/p>\n\n\n\n Propiedades t\u00e9rmicas<\/strong><\/p>\n\n\n\n Como pol\u00edmero amorfo, el ABS carece de un punto de fusi\u00f3n definido, con una temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea (Tg) de unos 115\u00b0C. Las temperaturas de procesado deben superar esta temperatura, normalmente por debajo de 250\u00b0C, para evitar la descomposici\u00f3n, que se produce por encima de 260\u00b0C, liberando vol\u00e1tiles t\u00f3xicos. Las temperaturas de procesado recomendadas son:<\/p>\n\n\n\n El intervalo de temperaturas entre la temperatura de flujo y la de descomposici\u00f3n determina la facilidad de procesamiento. La temperatura de fusi\u00f3n relativamente baja del ABS (160-190\u00b0C) y su amplia ventana de procesamiento facilitan su transformaci\u00f3n. Sin embargo, las altas temperaturas de procesado requieren tiempos de permanencia m\u00e1s cortos para evitar reacciones qu\u00edmicas. La adici\u00f3n de estabilizadores t\u00e9rmicos puede ampliar la ventana de procesamiento y prolongar los tiempos de permanencia permitidos. Debido a su escasa estabilidad t\u00e9rmica, hay que minimizar el tiempo de permanencia y limpiar el barril de la m\u00e1quina despu\u00e9s del procesado.<\/p>\n\n\n\n Caracter\u00edsticas de secado<\/strong><\/p>\n\n\n\n Los grupos ciano polares del ABS provocan una mayor absorci\u00f3n de agua (0,3%-0,8%, menos de 1%) en comparaci\u00f3n con el poliestireno, pero menos que la poliamida. El presecado es esencial antes del procesado para reducir el contenido de humedad por debajo de 0,1%. Se debe secar a aproximadamente 80\u00b0C durante 2-4 horas, utilizando m\u00e9todos como el secado por aire circulante (70-80\u00b0C, 4+ horas) o el secado en estufa convencional (80-100\u00b0C, 2 horas, espesor de la capa de gr\u00e1nulos <50 mm).<\/p>\n\n\n\nTipos<\/td> Ventaja<\/td> Desventaja<\/td> Aplicaci\u00f3n<\/td><\/tr> ABS de uso general<\/td> Buenas propiedades mec\u00e1nicas, rentable<\/td> Poca resistencia al calor y a la intemperie<\/td> Electrodom\u00e9sticos, juguetes, material de oficina, etc.<\/td><\/tr> ABS de alto impacto<\/td> Muy alta resistencia al impacto, mayor tenacidad<\/td> Mayor coste, mayor dificultad de procesamiento<\/td> Piezas de autom\u00f3vil, cascos de seguridad, equipamiento deportivo, etc.<\/td><\/tr> ABS de alto caudal<\/td> Gran fluidez, llena f\u00e1cilmente moldes complejos<\/td> Posible reducci\u00f3n de la resistencia mec\u00e1nica<\/td> Piezas de precisi\u00f3n, productos de paredes finas, estructuras de dispositivos electr\u00f3nicos, etc.<\/td><\/tr> ABS ign\u00edfugo<\/td> Mayor resistencia a las llamas, mayor seguridad<\/td> Mayor coste, puede afectar a algunas propiedades mec\u00e1nicas<\/td> El aumento del coste puede afectar a algunas propiedades mec\u00e1nicas<\/td><\/tr> ABS chapado<\/td> Alto acabado superficial, apto para metalizado<\/td> Coste m\u00e1s elevado, requisitos de transformaci\u00f3n espec\u00edficos<\/td> Piezas met\u00e1licas decorativas, revestimientos interiores y exteriores de autom\u00f3viles, paneles decorativos para electr\u00f3nica, etc.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Propiedad<\/td> 60 Hz<\/td> 10\u00b3Hz<\/td> 10\u2079Hz<\/td><\/tr> P\u00e9rdida diel\u00e9ctrica (23\u00b0C)<\/td> 3.73 – 4.01<\/td> 2.75 – 2.96<\/td> 2.44 – 2.85<\/td><\/tr> Factor de p\u00e9rdida diel\u00e9ctrica (23\u00b0C)<\/td> 0.004 – 0.007<\/td> 0.006 – 0.008<\/td> 0.008 – 0.010<\/td><\/tr> Resistividad volum\u00e9trica (\u03a9-cm)<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td> (1.05 - 3.60) \u00d7 10\u00b9\u2076<\/td><\/tr> Resistividad superficial (s)<\/td> 66 – 82<\/td> 66 – 82<\/td> 66 – 82<\/td><\/tr> Tensi\u00f3n de ruptura (kV\/mm)<\/td> 14 – 15<\/td> 14 – 15<\/td> 14-15<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Tipos de resinas ABS modificadas<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Densidad (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.07<\/td><\/tr> Resistencia a la tracci\u00f3n (MPa)<\/td> 52<\/td><\/tr> M\u00f3dulo el\u00e1stico (GPa)<\/td> 2.6<\/td><\/tr> Elongaci\u00f3n(%)<\/td> 15<\/td><\/tr> Resistencia a la flexi\u00f3n (MPa)<\/td> 85<\/td><\/tr> Temperatura de desviaci\u00f3n del calor\/\u2103<\/td> 88<\/td><\/tr> Dureza(R)<\/td> 85<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Densidad (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.07<\/td><\/tr> Resistencia a la tracci\u00f3n (MPa)<\/td> 32<\/td><\/tr> Elongaci\u00f3n(%)<\/td> 40<\/td><\/tr> Temperatura de deflexi\u00f3n t\u00e9rmica \/\u2103<\/td> 86<\/td><\/tr> \u00cdndice de contracci\u00f3n de moldeo (%)<\/td> 0.4<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Densidad (g\/cm\u00b3)<\/td> 1.10-1.14<\/td><\/tr> Resistencia a la tracci\u00f3n (MPa)<\/td> 40<\/td><\/tr> Resistencia a la flexi\u00f3n (MPa)<\/td> 40<\/td><\/tr> Temperatura de desviaci\u00f3n del calor\/\u2103<\/td> 75-80<\/td><\/tr> \u00cdndice de contracci\u00f3n de moldeo (%)<\/td> 0.4-0.6<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Propiedades de transformaci\u00f3n y tecnolog\u00eda de los pl\u00e1sticos ABS<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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