Polibutadieno (PB) INTRODUCCION El polibutadieno (PB) es un caucho sinttico, es un polmero formado a partir del proceso de polimerizacin del monmero 1,3-butadieno. Tiene una alta resistencia al desgaste y se utiliza especialmente en la fabricacin de neumticos, que consume alrededor del 70% del polibutadieno producido. Otro 25% se utiliza como un aditivo para mejorar la resistencia mecnica de los plsticos como el poliestireno y el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). Tambin se utiliza para la fabricacin de pelotas de golf, varios objetos elsticos y para recubrir o encapsular conjuntos electrnicos, ofreciendo resistencia elctrica extremadamente alta. Exhibe una recuperacin del 80% despus de la tensin es aplicada, un valor slo superado por la elastina (protena de los vertebrados que confiere elasticidad a los tejidos) y la resilina (protena elstica presente en algunos insectos).

HISTORIA El butadieno fue polimerizado por primera vez en 1910 por el qumico ruso Sergei Vasilievich Lebedev. Debido a sus descubrimientos, la Unin Sovitica se convirti en el primer pas en lograr una produccin industrial sustancial del material a finales de la dcada del 30. Al mismo tiempo, otros pases poderosos como Alemania y los Estados Unidos decidieron desarrollar el SBR como alternativa al caucho natural. A mediados de la dcada del 50 se avanz considerablemente en el campo de los catalizadores, que llevaron al desarrollo de una versin mejorada del polibutadieno. Los principales fabricantes de neumticos y algunos empresas petroqumicas comenzaron a construir plantas de polibutadieno en todos los continentes, el auge dur hasta que la crisis del petrleo de 1973. Desde entonces, la tasa de crecimiento de la produccin ha sido ms modesta, se centr principalmente en el Lejano Oriente. Otros nombres recomendados por IUPAC son: poli (buta-1,3-dieno) y poli (but-1-eno-1 ,4-diilo).

ESTRUCTURA QUMICA Y SNTESIS La estructura qumica simplificada del polibutadieno es la siguiente

El polibutadieno se obtiene a partir del 1,3-butadieno. El 1,3-butadieno es un dieno, es decir, un monmero que presenta dos dobles enlaces carbono-carbono en posicin 1 y 3.

Se obtiene por medio de una polimerizacin Ziegler-Natta.

Los monmeros dieno pueden unirse entre s de varias maneras. Por lo que el butadieno, puede constituir tres unidades repetitivas diferentes en una cadena polimrica, dando lugar a tres ismeros llamados cis, trans y vinilo. Las propiedades del polibutadieno son diferentes dependiendo de la proporcin de estos ismeros. Por ejemplo, el polibutadieno llamado "alto cis" tiene una alta elasticidad y es muy popular, mientras que el llamado "alto trans" es un plstico cristalino sin ninguna aplicacin til.

La unidad repetitiva de arriba se denomina "cis-1 ,4" porque los tomos de carbono del doble enlace carbono-carbono se encuentran unidos a la cadena principal del mismo lado del doble enlace, y porque el monmero est unido a la cadena a travs de los tomos de carbono 1 y 4. La segunda unidad repetitiva se llama "trans-1,4" porque los tomos de carbono del doble enlace carbono-carbono estn unidos a la cadena principal a lados opuestos del doble enlace, y una vez ms, el monmero est unido a la cadena por medio de los tomos de carbono 1 y 4. La tercera unidad repetitiva se llama "1,2" porque el monmero est unido a la cadena por medio de los tomos de carbono 1 y 2. Se llama "vinilo lateral" porque en lugar de ser parte de la cadena principal, el grupo vinilo, o sea el doble enlace carbono-carbono, cuelga fuera de la cadena como grupo lateral. NOTA: En latn cis significa "del mismo lado" y trans significa "del otro lado". Quizs usted los haya visto en nombres de lugares como Gallia cisalpina, que quiere decir "tierra de los Celtas de este lado de los Alpes", o Transilvania, "tierra del otro lado del bosque".

Tipos de polibutadieno Segn el catalizador utilizado en su produccin se pueden obtener diferentes tipos de polibutadieno, cada uno con unas propiedades especficas.

Composicin tpica de polibutadieno basado en el catalizador utilizadocis (%) trans (%) vinilo (%)

Neodimio 98 1 1

Cobalto 96 2 2

Nquel 96 3 1

Titanio 93 3 4

Litio 10 a 30 20 a 60 10 a 70

Polibutadieno alto cis Este tipo se caracteriza por tener una alta proporcin de unidades cis (tpicamente ms de 93%) y pocas unidades vinilo (menos de 4%). Se fabrica utilizando catalizadores Ziegler-Natta basados en metales de transicin. En funcin del metal utilizado, las propiedades varan ligeramente. El cobalto da molculas ramificadas que confieren una baja viscosidad al material y facilitan su uso. En contrapartida, la resistencia mecnica es relativamente baja. Con el neodimio se consiguen molculas casi lineales (y por tanto alta resistencia mecnica) y porcentajes de cis superiores al 98%. Tambin se obtiene una procesabilidad aceptable, gracias a una distribucin de pesos moleculares bastante amplia. Otros catalizadores menos utilizados son el nquel y el titanio

Polibutadieno bajo cis El sistema catalizador basado en un alquil-litio (por ejemplo butil-litio) produce un polibutadieno llamado "bajo-cis" que contiene un 40% de cis, 50% de trans y 10% de vinilo. Los grupos vinilo aumentan la temperatura de transicin vtrea (Tg). Por su alta Tg, el polibutadieno bajo-cis no se utiliza para la fabricacin de neumticos. Pero si se lo utiliza como aditivo de plsticos.

Polibutadieno alto vinilo En 1980 los investigadores de la empresa japonesa Zeon descubrieron que el polibutadieno con alto contenido en vinilo (ms del 70%), a pesar de tener una alta Tg, s poda utilizarse ventajosamente en combinacin con alto-cis para hacer neumticos. Este material se produce con alquil-litio como catalizador. Adems de Zeon tambin es producido por Firestone en los EE.UU. La tambin japonesa JSR comercializa un grado especial de polibutadieno con 90% de vinilo en configuracin sindiotctica que tiene las propiedades de un elastmero termoplstico (es elstico a temperatura ambiente pero fluye a alta temperatura, pudiendo ser procesado mediante inyeccin).

Polibutadieno alto trans Es posible producir polibutadieno con ms de 90% de unidades trans utilizando catalizadores similares a los del alto-cis: neodimio, lantano, nquel. Este material es un plstico cristalino (no elastmero) que funde a unos 80C. Antiguamente se utilizaba para la capa exterior de las pelotas de golf. Hoy en da no se usa industrialmente pero compaas como Ube estn investigando posibles aplicaciones.

Polibutadieno metaloceno El uso de catalizadores tipo metaloceno para polimerizar el butadieno est siendo explorado por investigadores japoneses. Sus ventajas parecen ser una mayor capacidad para controlar tanto la distribucin de masas moleculares como la proporcin de cis, trans y vinilo. Hasta el 2006 ningn fabricante ha lanzado grados de "polibutadieno metaloceno" comercialmente.

PROPIEDADES El polibutadieno es un caucho sinttico de alta resistencia. Debido a su resistencia excepcional, que puede ser utilizado para la fabricacin de pelotas de golf. La acumulacin de calor es menor en los productos basados en caucho de polibutadieno sometidos a flexin repetida durante el uso. Esta propiedad conduce a su uso en los flancos de los neumticos para automviles y camiones. En la banda de rodadura, el polibutadieno tiene un lugar importante, ya que provee alta resistencia al desgaste y menos resistencia a la rodadura que cualquier otro elastmero. Su principal inconveniente se presenta cuando el piso est mojado. Para eliminar este obstculo, el polibutadieno se puede mezclar y ser vulcanizado con otros tipos de caucho, tales como el caucho natural y caucho estireno-butadieno para optimizar las propiedades de bandas de rodadura de los neumticos y otras aplicaciones. La goma de polibutadieno puede ser utilizado en juntas de contenedores de agua debido a sus propiedades de baja absorcin de agua. Balas de goma y recubrimientos de pisos pueden ser producidos tambin por caucho de polibutadieno. El polibutadieno es, sin embargo, sensible a la oxidacin y al ozono debido a la reactividad de los dobles enlaces presentes en cada unidad de repeticin. Para protegerlo contra el agrietamiento y deterioro se le aaden normalmente antioxidantes.

PRODUCCIN La produccin anual de polibutadieno es de 2 millones de toneladas en 2003. Esto lo convierte en el segundo caucho sinttico, por detrs del caucho estireno-butadieno (SBR). Tradicionalmente los procesos de produccin del polibutadieno alto-cis y bajo-cis eran bastante diferentes y se realizaban en plantas separadas. ltimamente la tendencia es a producir en una sola planta el mximo nmero de tipos distintos de caucho, incluyendo polibutadieno bajo-cis, alto-cis (catalizado con neodimio) y SBR.

Proceso de produccin de alto-cis Etapas principales del proceso: Purificacin del butadieno y del disolvente. Antes de alimentar las materias primas al reactor es esencial eliminar de ellas ciertas impurezas que desactivan el catalizador. Esto se realiza mediante lechos de almina o mediante columnas de destilacin.

Reaccin. El butadieno, el disolvente y el catalizador se introducen en uno o varios reactores. El disolvente suele ser hexano, ciclohexano, benceno o tolueno y tiene dos funciones principales: reducir la viscosidad y aumentar la inercia trmica del sistema. Como en todas las polimerizaciones, se genera una cantidad importante de calor, que es evacuado de los reactores mediante un refrigerante. Los reactores suelen operar a entre 30 y 100C de temperatura y a, como mximo, 5 bar de presin.

Coagulacin. Se aade agua para detener la reaccin y a continuacin se evaporan el disolvente y el butadieno no reaccionado, quedando una pasta de polibutadieno y agua denominada slurry. Los vapores se condensan y se separan el agua de los hidrocarburos, los cuales son recirculados a la entrada del primer reactor.

Secado. Se separa el agua del slurry, quedando copos de polibutadieno.

Prensado. El polibutadieno se vende en forma de balas paralelepipdicas (slido conformados por seis paralelogramos, siendo iguales y paralelos cada dos opuestos entre s), que se obtienen apretando los copos en prensas.

Embalado. Cada bala es envuelta en una pelcula de plstico transparente, poliestireno si va a ser consumida en la produccin de poliestireno y polietileno en el resto de los casos. Las balas se empaquetan en cajas metlicas o en pals de madera de aproximadamente una tonelada de peso. Durante el proceso se aaden antioxidantes, esenciales para que el polibutadieno conserve sus propiedades, tanto durante su almacenamiento, como en el momento de su transformacin posterior. Otro aditivo que suele incorporarse es aceite mineral, que facilita el procesado del caucho sin disminuir sus propiedades mecnicas.

Proceso de produccin de bajo-cis El esquema general del proceso es similar al de las plantas de alto-cis excepto en la seccin de reaccin. El uso de un catalizador de alquil-litio resulta en una denominada polimerizacin viva, en la cual las molculas de polmero formadas tienen extremos activos sobre los que se puede intervenir a voluntad. Aadiendo el tipo adecuado de sustancia se puede as regular la distribucin de pesos moleculares, el grado de ramificacin de las molculas o el porcentaje de unidades vinilo. Tambin se pueden aadir, si se desea, grupos funcionales a las molculas. Otra particularidad del bajo-cis es que el catalizador es extremadamente sensible al agua, que tiene que ser eliminada hasta las trazas ms nfimas.

USOS Neumticos La fabricacin de neumticos consume en torno al 70% de la produccin mundial de polibutadieno, en su gran mayora alto-cis. En concreto, el polibutadieno se usa principalmente en las caras laterales del neumtico, adems de en las bandas de rodamiento. Ambas piezas se conforman mediante extrusin y calandrado. Sus principales materiales competidores en esta aplicacin son el caucho estireno-butadieno (SBR) y el caucho natural. El polibutadieno es ventajoso frente al SBR por su menor temperatura de transicin vtrea (Tg), que le confiere una alta resistencia a la abrasin y una baja resistencia al rodamiento. Se obtienen as neumticos de larga duracin y bajo consumo de combustible. Sin embargo, la baja Tg tambin provoca una baja capacidad de traccin en mojado, por lo cual el polibutadieno casi siempre tiene que utilizarse en combinacin con alguno de los otros dos elastmeros.

Neumticos

Seccin de neumtico

Modificacin de plsticos Alrededor del 25% de la produccin de polibutadieno se utiliza para mejorar las propiedades mecnicas del poliestireno y, en menor proporcin, del ABS. El aporte de entre un 4 y un 12% de polibutadieno hace que el poliestireno pase de ser un material frgil y quebradizo a otro dctil y resistente. El polibutadieno se disuelve en estireno y se aade a los reactores de polimerizacin, producindose la vulcanizacin del caucho debido al aumento de temperatura al que se somete al poliestireno para extraer el estireno no reaccionado. Al final se obtiene un producto compuesto de dos fases: una matriz continua de poliestireno y numerosas oclusiones de polibutadieno dispersas en ella.

Matriz de poliestireno con oclusiones de polibutadieno

La forma, estructura y tamao de las oclusiones determinan en gran parte las propiedades mecnicas del poliestireno y a su vez dependen en parte de las propiedades del polibutadieno, en particular de su viscosidad y de su proporcin de ismeros cis, trans y vinilo. Los requisitos de calidad para la modificacin de plsticos son mucho ms estrictos que los de los neumticos, en particular en cuanto al color y al contenido en geles, que tienen que ser lo ms bajos posibles. Tambin se tienen que cumplir largas listas de restricciones relativas a la salud humana porque una gran parte del poliestireno se emplea en contacto con alimentos. El polibutadieno copa la casi totalidad del mercado de la modificacin de plsticos, quedando slo pequeos nichos para otros cauchos de especialidad como el copolmero estireno-butadieno-estireno (SBS). Los tipos de polibutadieno ms usados en esta aplicacin son en primer lugar el bajo cis (probablemente porque los grupos vinilo favorecen el injerto de cadenas de poliestireno sobre las molculas de polibutadieno, lo cual mejora la resistencia mecnica del material) y en segundo lugar el alto cis producido con cobalto. Los otros tipos de catalizador de alto-cis se consideraban inadecuados hasta que en 2004 el fabricante Lanxess lanz grados de alto cis, con catalizador de neodimio, aptos para el poliestireno, cuya produccin se sigue desarrollando hoy da.

Pelotas de golf La mayora de las pelotas de golf actuales consisten en un ncleo elstico de polibutadieno rodeado de una capa de material duro y rgido. Se prefiere el polibutadieno a otros elastmeros por su alta resiliencia. El ncleo de la pelota se conforma mediante moldeo por compresin con reaccin qumica. El polibutadieno primero se mezcla enrgicamente con aditivos, se extruye, se calandra y se corta en trozos que se introducen en un molde. A continuacin el molde es sometido a alta presin y alta temperatura durante unos 30 minutos, tiempo suficiente para vulcanizar el material. En el vulcanizado de pelotas de golf se utilizan perxidos, que tienen el inconveniente de sobre-reticular las unidades vinilo. Por ello en esta aplicacin se emplea sobre todo polibutadieno neodimio, con 99% o ms de unidades cis y casi nada de vinilo. Otra ventaja del catalizador de neodimio es que produce molculas muy poco ramificadas, que confieren poca histresis al material, consiguindose as que casi toda la energa transmitida por el palo a la bola se convierta en movimiento y no en calor. La produccin de pelotas de golf en 1999 consumi unas 20.000 toneladas de polibutadieno.

Pelota de golf cortada

Otros Una gran variedad de objetos de caucho, desde cintas transportadoras hasta suelas de zapatos, se fabrican con algn tipo de polibutadieno. Al ser qumicamente muy similar al PE (polietileno), el polibutadieno es un excelente adhesivo para PE.

Correa trapezoidal estriada

Fuentes: Polybutadiene - International Institute of Synthetic Rubber Producers Styrene Butadiene Rubber / Butadiene Rubber - ChemSystems. Structure and Physical Properties of High-Vinyl Polybutadiene Rubbers and Their Blends -YOSHIOKA http://techcenter.lanxess.com http://pubs.acs.org http://www.chemie.de http://www.pslc.ws http://www.iisrp.com http://en.wikipedia.org http://www.eis.uva.es

ABS El ABS es el nombre dado a una familia de termoplsticos. Se le llama plstico de ingeniera, debido a que es un plstico cuya elaboracin y procesamiento es ms complejo que los plsticos comunes, como son las polioleofinas (polietileno, polipropileno). El acrnimo deriva de los tres monmeros utilizados para producirlo: acrilonitrilo, butadieno y estireno. Por estar constituido por tres monmeros diferentes se lo denomina terpolmero (copolmero compuesto de tres bloques).Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques qumicos y estabilidad a alta temperatura as como dureza.Los bloques de butadieno, que es un elastmero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fros, en los cuales otros plsticos se vuelven quebradizos.El bloque de estireno aporta resistencia mecnica y rigidez.Esta mezcla de propiedades, llamada sinergia, indica que el producto final contiene mejores propiedades que la suma de ellos.

Las primeras formulaciones se fabricaban a travs de la mezcla mecnica de, o los ingredientes secos, o la mezcla del ltex de un caucho basado en butadieno y la resina del copolmero acrilonitrilo-estireno (SAN).Aunque este producto tena buenas propiedades comparado con otros materiales disponibles en aquellos aos, tena varias deficiencias entre las que se puede contar una mala capacidad para ser procesado as como tambin una falta de homogeneidad.Para mejorar sus propiedades se fueron incorporando modificaciones en el proceso. El ms exitoso de estos consisti en la polimerizacin del acrilonitrilo-estireno en presencia del caucho. El caucho en un principio tena un alto contenido en acrilonitrilo y fueron reemplazados por otros con bajo contenido como el polibutadieno, el caucho natural, el caucho estireno butadieno y elastmeros acrlicos.En la actualidad el ABS se produce, preponderantemente, por medio de la polimerizacin del estireno y el acrilonitrilo en presencia de polibutadieno, quedando como producto una estructura de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN (estireno acrilonitrilo) injertados en l.

Componentes del ABS Poliacrilonitrilo

El acrilonitrilo es producido por un mtodo desarrollado en fase vapor en el que se produce la oxidacin del propileno y amonaco con catalizadores.catalizador 6C3H6 + 6NH3 + 9O2 6C3H3N + 18H2Opropileno amonaco oxgeno acrilonitrilo agua

El proceso comercial utiliza un reactor de lecho fluido en el cual el propileno, el amonaco y el aire se ponen en contacto con un catalizador slido a una temperatura de 400 a 510 C y una presin entre 0.5 y 2 atmsferas.

Polibutadieno

El butadieno es producido principalmente como un subproducto en el vapor del cracking de hidrocarburos para producir etileno.

Poliestireno

La manufactura del Estireno se realiza principalmente por el mtodo de la deshidrogenacin del etilbenceno. Este proceso es simple en concepto:

C6H5CH2CH3 C6H5CHCH2 + H2

La deshidrogenacin del etilbenceno a estireno toma lugar con un catalizador de xido de hierro y otro de xido de potasio, en un reactor de lecho fijo a una temperatura entre 550 680 C en presencia de vapor y a baja presin ( 0.41 Ata), dado que bajas presiones favorecen el avance de la reaccin.

Estructura del ABSLa estructura del ABS es una mezcla de un copolmero vtreo (estireno- acrilonitrilo) y un compuesto elstico principalmente el polmero de butadieno. La estructura con la fase elastmera del polibutadieno (forma de burbujas) inmersa en una dura y rgida matriz SAN.

El ABS es un plstico ms fuerte, por ejemplo, que el poliestireno debido a los grupos nitrilo. Estos son muy polares, as que se atraen mutuamente permitiendo que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse. Esta fuerte atraccin sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material ms fuerte. Tambin el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS ms resistente que el poliestireno.

Identificacin del ABSLas partes que estn fabricadas del material ABS deben estar marcadas de acuerdo con la norma ISO 11469 (DIN 58840):

PropiedadesLos materiales de ABS tienen importantes propiedades en ingeniera, como buena resistencia mecnica y al impacto combinado con facilidad para el procesado.La resistencia al impacto de los plsticos ABS se ve incrementada al aumentar el porcentaje de contenido en butadieno pero disminuyen entonces las propiedades de resistencia a la tensin y disminuye la temperatura de deformacin 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 trmica Resistencia qumica Resistencia a la fatiga Dureza y rigidez

El butadieno proporciona: Ductilidad a baja temperatura Resistencia al impacto Resistencia a la fusin

El estireno proporciona: Facilidad de procesado (fluidez) Brillo Dureza y rigidez

Excepto en pelculas delgadas, es opaco y puede ser de color oscuro o marfil y se puede pigmentar en la mayora de los colores, obtenindose partes lustrosas de acabado fino.La mayora de los plsticos ABS son no txicos e incoloros.Pueden ser extruidos, moldeados por inyeccin, soplado y prensado. Generalmente los grados de bajo impacto son los que ms fcil se procesan. Los de alto impacto son ms dificultosos porque al tener un mayor contenido en caucho los hace ms viscosos. A pesar de que no son altamente inflamables, mantienen la combustin. Hay algunos tipos autoextinguibles para cuando se requiere algn producto incombustible, otra solucin consiste en aplicar algn retardante de llama.Dentro de una variedad de termoplsticos el ABS es importante por sus balanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedades muy importantes como ser la resistencia a la tensin y la resistencia al impacto en un mismo material, adems de ser un material liviano.

Propiedades cualitativas:

Resistencia a la abrasinAlta

PermeabilidadTodos los grados son considerados impermeables al agua, pero ligeramente permeables al vapor.

Propiedades relativas a la friccinNo los degradan los aceites son recomendables para cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas

Estabilidad dimensionalEs una de las caractersticas ms sobresalientes, lo que permite emplearla en partes de tolerancia dimensional cerrada. La baja capacidad de absorcin de la resina y su resistencia a los fluidos fros, contribuyen a su estabilidad dimensional

PigmentacinLa mayora de estas resinas, estn disponibles en colores estndar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.

Facilidad de uninSe unen fcilmente entre s y con materiales plsticos de otros grupos mediante cementos y adhesivos

Cap. de absorcinBaja

Propiedades ambientalesLa exposicin 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 flexin. La pigmentacin en negro provee mayor resistencia a la intemperie

Resistencia qumicaGeneralmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentracin qumica, temperatura y esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas por el agua, sales inorgnicas, lcalis y por muchos cidos. Son solubles en steres, acetona, aldehdos 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 maquinadoSus caractersticas son similares a las de los metales no ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar y troquelar

Acabados superficialesPueden ser acabados mediante metalizado al vaco y electro plateado

Resistencia a la fatigaSe presenta para cargas cclicas o permanentes mayores a 0.7 Kg mm2

RecocidaSe mantiene 5 C arriba de la Temp. de distorsin durante 2 a 4 h.

Propiedades Cuantitativas:PropiedadesMtodo ASTMUnidadGrados de ABS

Alto impactoImpacto medioBajo ImpactoResistente al calor

Mecnicas a 23C

Resistencia al impacto, prueba IzodD2546J / m375-640215-375105-215105-320

Resistencia a la tensinD638Kg / mm23,3 - 4,24,2-4,94,2-5,34,2-5,3

elongacinD638%15-7010-505-305-20

Mdulo de tensinD638173-214214-255214-265214-265

DurezaD785HRC (Rockwell)88-9095-105105-110105-110

Peso especficoD7921,02-1,041,04-1,051,05-1,071,04-1,06

Trmicas

Coeficiente de expansin trmicaD696X 105 cm / cm* C9,5-11,07,0-8,87,0-8,26,5-9,3

Distorsin por calorD648C a 18,4 Kg /cm293-9996-10296-104102-112

OBTENCIONHay tres procesos comerciales para la manufactura del ABS:Emulsin Masa Suspensin - masa Las propiedades fsicas del plstico ABS vara con el mtodo de manufactura pero vara ms con la composicin. En general el proceso por emulsin se usa para hacer materiales de resistencias de alto impacto y el proceso de masa es preferido para materiales con menos resistencia al impacto.

Proceso polimerizacin en EmulsinEl proceso de polimerizacin en emulsin involucra dos pasos. Se produce un ltex de caucho y luego se polimeriza el estireno y el acrilonitrilo en presencia del caucho para producir un ltex de ABS. Este ltex luego es procesado para aislar a la resina ABS. El ltex de caucho es usualmente producido en reactores en batch. El caucho puede ser polibutadieno o un copolmero de 1,3butadieno y acrilonitrilo o estireno. El ltex normalmente tiene un contenido entre un 30 a un 50% de polmero y el resto principalmente es agua. Los reactores para obtener polibutadieno pueden ser de acero inoxidable o de acero vidriado. La velocidad de reaccin es limitada por la capacidad del encamisado de refrigeracin para extraer calor y la reaccin dura entre 12 y 24 horas.En la figura se representa un proceso para obtener ABS en el cual el ltex de caucho se forma a partir de polibutadieno.

Luego de producido el ltex, es sujeto a una posterior polimerizacin en presencia de los monmeros estireno y acrilonitrilo para producir el ltex de ABS. Este puede ser producido en batch, semicontinua o en reactores continuos. La reaccin se realiza a 55-75 C a presin atmosfrica en reactores de acero inoxidable o acero vidriado.El polmero ABS es recuperado a travs de la coagulacin del ltex ABS. La coagulacin es usualmente lograda por la adicin de un agente (CaCl2, NaCl, H2SO4) al ltex que desestabiliza la emulsin. La coagulacin se hace a elevadas temperaturas (80-100C). La pasta es luego desaguada por filtracin o centrifugacin. La resina hmeda es secada para obtener una en bajo contenido en humedad. El proceso de emulsin para hacer ABS se viene practicando desde principios de los aos 50s. Sus ventajas son la capacidad de producir ABS con un amplio rango de composiciones, especialmente con mayores contenidos en caucho que las que se puede lograr con otros mtodos. La mezcla de los componentes y la transferencia del calor de reaccin en una polimerizacin en emulsin es lograda con mayor facilidad debido a la baja viscosidad y las buenas propiedades trmicas del agua.Los requerimientos de energa son generalmente ms grandes que para otros procesos debido a la energa usada para la recuperacin del polmero. El proceso adems tiene un gran gasto en tratamiento de aguas residuales de proceso por la cantidad de agua usada.

Proceso polimerizacin en MasaEn el proceso de masa ABS la polimerizacin es conducida ms que en agua en un monmero. Este proceso usualmente consiste en una serie de dos o ms reactores continuos en el cual el caucho usado en este proceso es comnmente una solucin polimerizada de polibutadieno lineal (o un copolmero conteniendo estireno), aunque algunos procesos de masa utilizan una emulsin polimerizada ABS con un alto contenido en caucho. Si un caucho lineal es usado como alimentacin para el proceso de masa, el caucho se vuelve insoluble en la mezcla de monmeros y el copolmero SAN (estireno-acrilonitrilo) que se forma en los reactores; este caucho que no solubiliza forma partculas discretas de caucho. Esto se llama inversin de fase porque se parte de una fase continua de caucho para pasar a una fase continua de SAN con partculas discretas de caucho inmersas en la matriz SAN. El injerto del SAN en las partculas de caucho ocurre como en el proceso de emulsin. Tpicamente el proceso masa produce partculas ms grandes (0.5 a 5 mm) que aquellas basadas en el proceso en emulsin (0.1 a 1 mm) y contiene oclusiones ms grandes de polmero SAN. El recipiente de reaccin incluye iniciadores de polimerizacin, agentes de cadena y otros aditivos. Diluyentes son a veces usados para reducir la viscosidad de la mezcla de monmero y polmero facilitando el proceso de la conversin.La mezcla de monmeros de acrilonitrilo y estireno en presencia del polibutadieno es polimerizada a travs de un cambio de fase hasta aproximadamente un 30% de conversin bajo suficiente condiciones de corte para prevenir el entrecruzamiento del caucho.

El jarabe prepolimerizado es bombeado a un polimerizador en masa donde la conversin es llevada hasta un 50 u 80%. Los polimerizadores en masa son operados continuamente a 120-180 C con tiempo de residencia de 1 5 h. El calor de polimerizacin es removido por evaporacin, transferencia de calor a travs de las paredes del reactor y calentamiento del monmero que va a ser cargado. Los vapores son condensados, reciclados y alimentan la corriente de monmeros que son cargados. Despus de la reaccin el polmero es bombeado a un evaporador donde los monmeros que no reaccionaron son removidos bajo aspiracin a temperaturas de 150 C. Normalmente cerca del 5-30% de la corriente de alimentacin es removida por no reaccionar y reciclada. El producto resultante es resina ABS y es luego pelletizada.El proceso de masa ABS fue originalmente adaptado del proceso para obtener poliestireno. Este proceso tiene dos ventajas inherentes sobre la polimerizacin por suspensin y por emulsin. Una es que el agua residual de tratamiento es mnima y otra es el ahorro de energa por evitar la etapa de separacin y secado de la resina del agua de proceso. Otra ventaja es que produce ABS poco pigmentado, incluso algo traslucido, lo que reduce la concentracin de colorantes necesarios. Generalmente es ms eficiente a modificaciones por impacto que el realizado por emulsin, sin embargo, la cantidad de caucho que se puede incorporar est limitada por limitaciones del proceso respecto a la viscosidad. El brillo superficial es menor debido a que las partculas de caucho son mayores.

Proceso polimerizacin en Masa SuspensinEl proceso de suspensin utiliza una reaccin en masa para producir una mezcla en la que hay material parcialmente convertido en polmero y monmeros y luego emplea una tcnica de reaccin en suspensin para completar la polimerizacin. Este es un proceso de tipo batch. La reaccin en masa es igual que la que se describi para el proceso en masa. Se usa un caucho lineal, y las partculas de caucho que se forman durante la inversin de fase son similares. Cuando la conversin del de los monmeros es aproximadamente de un 15 a un 30%, la mezcla de polmeros y monmeros que no reaccionaron son suspendidos en agua con la introduccin de un agente de suspensin. La reaccin es continuada hasta que un gran grado de conversin de monmeros es alcanzado. Los monmeros que no reaccionaron son separados antes de que el jarabe se centrifugue y seque. La morfologa y propiedades de la suspensin son similares a aquellas que se obtienen el proceso de polimerizacin en masa pero con las ventajas de la tcnica en emulsin respecto a la baja viscosidad y la capacidad del agua de remover el calor.

Usos y aplicaciones

Piezas de automviles (tableros, paragolpes, etc.) El ABS se caracteriza por ser un material muy fuerte y liviano, lo suficientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricacin de piezas para automviles. El empleo de plsticos como ABS hace ms livianos a los autos, lo que promueve una menor utilizacin de combustible. Se utiliza tanto en el interior como en el exterior.Se puede nombrar el panel de instrumento, consolas, cobertores de puertas y otras partes decorativas del interior.

Aplicaciones del exterior del automvil pueden ser la parrilla del radiador, cuna de faros, alojamiento del espejo.

Paragolpes de ABS

Espejo retrovisor de ABS cromado

Los autos pueden tener 12 Kg o ms de ABS c/u. Tubos, accesorios, particularmente en las tuberas de drenaje, desage, ventilacin de los edificios y juntas.

Electrodomsticos Recubrimiento interior y exterior de las puertas de las heladeras, Carcasa de aparatos elctricos como taladros, televisores, radios, aspiradoras, mquinas de coser y secadores de pelo.

Carcaza de tv de ABS

Mquinas de oficina, carcasas de ordenadores y telfonos. Productos atractivos con elegante diseo y gran calidad crean una sensacin de confort en la oficina y en el hogar. El ABS puede crear variadas combinaciones de colores. Tambin puede ser cromado por electrlisis, estampado o metalizado. Dependiendo del molde utilizado, las superficies pueden ser opacas, brillantes o satinadas.

Memoria USB y monitor para PC

Juguetes.Bloques de LEGO y Airsoft, piezas plsticas de casi todas las figuras de accin de BANDAI.

Bloques LEGO