El ABS es el nombre dado a una familia de termoplásticos. El acrónimo deriva de los tres monómeros utilizados para producirlo: acrilonitrilo, butadieno y estireno.
Las primeras formulaciones se fabricaban a través de la mezcla mecánica de, o los ingredientes secos, o la mezcla del latex de un caucho basado en butadieno y la resina del copolímero acrilonitrilo-estireno (SAN).
Aunque este producto tenía buenas propiedades comparado con otros materiales disponibles en aquellos años, tenía varias deficiencias entre las que se puede contar una mala capacidad para ser procesado así como también una falta de homogeneidad.
| Poliacrilonitrilo |  |
| Polibutadieno |  |
| Poliestireno |  |
Para mejorar sus propiedades se fueron incorporando modificaciones en el proceso. El más exitoso de estos consistió en la polimerización del acrilonitrilo–estireno en presencia del caucho. El caucho en un principio tenía un alto contenido en acriolonitrilo y fueron reemplazados por otros con bajo contenido como el polibutadieno, el caucho natural, el caucho estireno butadieno y elastómeros acrílicos.
En la actualidad el ABS se produce, preponderantemente, por medio de la polimerización del estireno y el acrilonitrilo en presencia de polibutadieno, quedando como producto una estructura de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN (estireno acrilonitrilo) injertados en él.
Estructura del ABS
La estructura del ABS es una mezcla de un copolímero vítreo (estireno – acrilonitrilo) y un compuesto elástico principalmente el polímero de butadieno. La estructura con la fase elastómera del polibutadieno (forma de burbujas) inmersa en una dura y rígida matriz SAN.
El ABS es un plástico más fuerte, por ejemplo, que el poliestireno debido a los grupos nitrilo. Estos son muy polares, así que se atraen mutuamente permitiendo que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte. También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.
Propiedades
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 |
| Permeabilidad | Todos 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 |
| Pigmentación | La mayoría de estas resinas, están disponibles en colores estándar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial. |
| Facilidad de unión | Se 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 |
| Formado | Se 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
| Propiedades |
Método ASTM |
Unidad |
Grados de ABS |
|||
| Alto impacto |
Impacto medio |
Bajo Impacto |
Resistente al
calor |
|||
| Mecánicas a 23°C |
||||||
| Resistencia 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 | D785 | HRC (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 | |
| Térmicas |
||||||
| Coeficiente de expansión térmica | D696 | X 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 |