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FIBR CRLIC
Se define como fibra acrlica un polmero constituido por macromolculas lineales cuya
cadena contiene un mnimo del 85% en masa de unidad estructural correspondiente al
acrilonitrilo.
Desde el punto de vista de la disponibilidad de las materias primas necesarias para su
fabricacin, las fibras acrlicas presentan unas perspectivas muy favorables, ya que
ninguna de ellas es aromtica. Ello supone la ausencia de interferencia de otros
sectores cuya demanda y legislacin s orienta hacia el consumo de productos
aromticos.
Las propiedades de las fibras acrlicas recomiendan su empleo como alternativa de la
lana en el campo del vestido y de los textiles para interiores. Entre estas propiedades
se pueden citar la alta voluminosidad con tacto clido parecido a la lana, su excelente
resiliencia, su baja densidad y su tacto agradable.
Historia y/ antecedentes.
Desde 1913 una patente alemana haba contemplado la posibilidad de producir hilados
a partir del cloruro de polivinilo, material plstico de gran utilizacin, pero no se
conoca ningn solvente para este producto y la patente no tuvo aplicacin.
En 1931 I.G. Farben retorno a la idea de utilizar cadenas largas de cloruro de polivinilo
por ser un producto econmico obtenido a partir del acetileno o del etileno. Sobre
clorando el cloruro de polivinilo, obtuvo un producto soluble en acetona. En 1948 se
descubri que el cloruro de polivinilo se poda disuelven en una mezcla de acetona y
sulfato de carbono, facilitando la fabricacin de fibras acrlicas.
La primera fibra acrlica (poliacrilonitrilos) obtenidas por polimerizacin del acrilonotrilo
fueron lanzados al mercado en 1948, con el nombre de Orlon. Fibras similares se
fabricaron en 1954 por Alemania con el nombre de Dralon y en Francia con el nombre
de Crilon.
Qumica y estructura molecular.
Las fibras acrlicas son fibras elaboradas en donde la sustancia que forma la fibra es
un polmero sinttico que, cuando menos, contiene 85% en peso deacrilonitrilo.
Federal Trade Comisin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Acrilonitrilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acrilonitrilohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acrilonitrilohttp://4.bp.blogspot.com/-Iq_orKkMNiQ/UWICz-AoMSI/AAAAAAAAAHc/42ScYpQLlJA/s1600/57.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/Acrilonitrilo8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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El monmero de acrilonitrilo se descubri en 1893 y el polmero se patent por primera
vez en 1929. El polmero puro extremadamente isoble hasta que se descubri la
dimetilformamida. Las fibras que estn compuestas por 10% de acrilonitrilo, tiene una
estructura interna compacta, muy orientada, lo que hace virtualmente imposible el
teido.
Por lo tanto, la mayora de las fibras acrlicas se fabrican como copolmeros, hasta por
un 15% de aditivos que producen una estructura ms abierta, lo cual permite que los
tintes sean absorbidos por la fibra. Los aditivos proporcionan zonas adecuadas para el
teido y son catinicos para los tintes cidos y aninicos para los tintes bsicos. Esto
hace posible el proceso del teido cruzado.
El zefrn es un polmero injertado. En este tipo de polimerizacin, el aditivo no forma
parte de la cadena molecular principal, sino que se incorpora como cadenas laterales.
Polmero
copolmero
Polmero injertado
Los copolmeros acrlicos no son tan fuertes como los homopolmeros o los acrlicos
injertados. Puesto que el uso final de estas fibras es principalmente para prendas de
vestir y telas de uso domstico, esta reduccin de la resistencia no es muy importante.
Produccin y/o proceso.
Algunas fibras acrlicas se hilan en seco, con disolventes y otras si hilan en hmedo.
En hilatura con disolvente, los polmeros se disuelven en un material adecuado, como
dimetilformamida, la extraccin se hace al aire caliente y se solidifican por evaporacin
del disolvente. Despus de la hilatura, las fibras se estiran en caliente de tres a diez
veces su longitud original, se ondulan, se cortan y se comercializan como fibra corta o
filamento. En la hilatura en hmedo el polmero se disuelve en un disolvente, la
extruccion se efecta en un bao coagulante, se seca se ondula y se recoge en formade filamento para voluminizarlo o se corta en fibras y se embala.
El acrilonitrilo es relativamente barato, pero los disolventes son costosos, por lo que el
proceso de hilatura es ms caro que las otras fibras sintticas.
Hilatura en seco
El poliacrilonitrilo tiende a descomponerse por fusin, lo que no ocurre con las fibras
poliamidas y polisteres, debido a este inconveniente las fibras acrlicas se producen a
partir de un coloide (en estado de solucin) tanto para la hilatura en seco como en
hmedo.
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1.- el polmero se disuelve en un solvente orgnico tal como dimetilformamida, para
obtener una solucin hilable que contenga 25 a 40% del polmero.
2.- la solucin se filtra y se calienta a la temperatura de ebullicin y luego es expulsada
por extruccion (similar al rayn acetato) a travs de la hilera.
3.- al abandonar los orificios de la hilera, los filamentos pasan por la cmara de
hilatura en la que circula una corriente de aire caliente (400C) producindose laevaporacin del solvente que solidifica los filamentos.
4.- los filamentos se conducen juntos y sufren un estiramiento de 10 a 3 su Long.
Original, mediante los rodillos de estiraje.
5.- si se requiere hilos de filamentos continuos. Los filamentos son lubricados, torcidos
y finalmente bobinados, si por lo contrario la produccin es como fibra corta, los
filamentos son rizados mecnicamente y cortados.
Hilatura en hmedo
Se disuelve el polmero como en el caso anterior.
La solucin hilable se bombea (por extruccion) a travs de la hilera matriz (matriz de
hilera) que se encuentra sumergida en un bao coagulante que tiene un lquido quedisuelve el solvente del polmero, para su recuperacin.
Los filamentos obtenidos son estirados, el solvente es extrado por medio de lavados
cuidadosos. Luego son secados, estabilizados, rizados y finalmente cortados en
longitudes adecuadas. En su defecto los filamentos son depositados en forma de
cinta.
http://3.bp.blogspot.com/-zKOrBzPdXZY/UWIC0B09SEI/AAAAAAAAAHg/ImuURNx4OA4/s1600/59.png8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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Composicin qumica. (comonmeros):
El contenido de unidades estructurales correspondientes al acrilonitrilo es del 89% -
94% en peso.
El contenido de unidades con grupos cidos en los terpolmeros es de unas pocas
unidades porcentuales, y a veces inferior al 1%. Entre los comonmeros de este tipo
tenemos:
Acidos acrlicos Acido itacnico
CH2 = CH
COOH
COOHCH2 = C
COOH
Acido alilsufrico Acido estirenosulfnico.
CH2 = CH
CH2 - O - SO3H
CH2 = CH
C6H4 - SO3H
El contenido de unidades con grupos bsicos en los terpolmeros suele ser del orden
del 6%. Los comonmeros ms citados son:
Vinilpiridina Acrilamida Etilinimina
http://2.bp.blogspot.com/-tE866qtOXiY/UWIC1t4YCpI/AAAAAAAAAH0/Oy9DhpwJzJA/s1600/60.png8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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CH2 = CH
C5H4N
CH2 = CH
CONH2
CH2 - CH2
NH
El contenido de unidades estructurales de comonmero neutro en los terpolmeros
suelen ser del 5% al 8%. Como en el caso de los copolmeros, estos comonmeros
son:
Acrilato de metilo Metacrilato de metilo Acetato de vinilo
CH2 = CH
COO - CH3
CH3
CH2 = C
COO - CH3
CH2 = CH
OOC - CH3
Las fibras acrlicas contienen aditivos que se incorporan como agentes de acabado
para mejorar el comportamiento de la fibra en el proceso de fabricacin, en el proceso
textil y durante su uso. Estos productos poseen propiedades antiestticas y
lubricantes; en algunos casos la fibra acrlica contienen tambin foto y
termoestabilizadores.
Propiedades y caractersticas.
Resistencia a la ruptura 2,0-3,5 g/ d seco1.8-3,5 g/ d hmedo 1,5 g/ d
seco1.0 g/ d hmedo
Recuperacin elstica 92% 99%
Alargamiento antes de la ruptura 30% 45%
Resistencia a la abrasin Buena Regular
Otros tipos de fibras acrlicas son lasfibras modacrlicas.
Propiedades fsicas de las fibras acrlicas
Propiedades
Fibra de 3.3
dtex Propiedades
Fibra de 3.3
dtex
Tenacidad (g/dtex) Tenacidad al lazo 1.13 -2.61
- Seco 2.6 - 4.1 Alargamiento lazo 2.4 - 34.5
- Hmedo 2.0 -3.8
Recuperacin despus de
una extensin del 15%
Alargamiento a la rotura(%) Inmediata
- Seco 26 - 44 - Seco 12.1 - 17.1
- Hmedo 29 - 61 - Hmedo 12.2 - 14.2
Fluencia (g/dtex) Diferida
- Seco 1.15 - 1.30 - Seco 38.5 - 50.5
- Hmedo 1.03 - 1.20 - Hmedo 38.9 - 47.6
Mdulo inicial (g/dtex) Deformacin permanente
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- Seco 46 - 58 - Seco 33.8 - 49.4
- Hmedo 38 - 58 - Hmedo 39.1 - 47.9
Forma de la seccin
transversal
Entre redonda
y aplastada
Absorcin de agua a 21
C y 95% h.r. 2.6 - 5.0
Tasa legal de hmedad 1.1 - 2.5
Temperatura de
adherencia (C) 235 - 254
Peso especifico 1.16 - 1.18 ---------------------- -------------
Comportamiento trmico.
Los principales parmetros trmicos de las fibras acrlicas son los expresados en la
siguiente tabla.
Temperatura de transicin vtrea " 90 C
Temperatura de lavado 40 - 50 C
Resistencia al calor seco 125 - 135 C
Temperatura de planchado 160 - 200 C
Temperatura mxima de fijado 220 C
Temperatura de decoloracin 235 C
Temperatura a la que la fibra empieza a ser termoplstica 228 C
Temperatura de reblandecimiento 215 - 255 C
Temperatura de descomposicin 300 - 320 C
Temperatura de autoinflamacin 560 C
Las fibras acrlicas no presentan un punto de vista de fusin definido; sin embargo,
cuando se las somete a una presin tienden a adherirse a las superficies metlicas a
temperaturas comprendidas entre 215 y 255 C.
La resistencia mecnica de las fibras acrlicas no resulta seriamente afectada cuando
se las somete a la accin del calor. Se estima que despus de permanecer 100 horasa 155 `C suelen conservarse el 96 % de la tenacidad original, aunque el
comportamiento puede variar de una fibra a otra.
Tratamientos trmicos de acabado.
Las fibras acrlicas pueden fijarse pero mucho menos que las de poliamida y
polister. El termofijado tiene como misin conseguir efectos de plisado y estabilizar
dimensionalmente los artculos acrlicos. Las fibras acrlicas tienden a encogerse por
accin del calor, y mucho ms en medio acuoso que en presencia de aire.
El fijado puede realizarse con vapor a presin, con aire o con rayos infrarrojos. En el
primer caso, el artculo se somete a la accin del vapor saturado durante 10 minutos,con aire caliente se puede trabajar a 180 C durante 90 segundos.
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Absorcin de agua y electricidad esttica.
Las fibras acrlicas son menos higroscpicas que las fibras naturales, menos que
los nylones 6 y 6,6 y ms que las fibras de polister.
La tasa legal de humedad de las fibras acrlicas oscila entre el 1,0 y el 3 %. La absorcin de agua a 20 C y 95% de humedad relativa la retencin de agua por
imbibicin es del 5 - 10 %.
Vista microscpica.
La forma de la seccin transversal de las fibras acrlicas depende fundamentalmente
del proceso de hilatura utilizando en la transformacin del polmero en fibra. La hilatura
en hmedo conduce generalmente a fibra de seccin transversal redonda o
arrionada. Las fibras hiladas en seco suelen poseer secciones con forma aplastada -
bilobulada. En el mercado existen tambin como variantes del tipo convencional de
una productora concreta (forma de V, Y, T, multiglobal o dentellada).
El conocimiento de la forma de la seccin transversal constituye una ayuda valiosa
para la identificacin del origen de una fibra acrlica concreta.
Identificacin y cuantificacin.
El anlisis elemental de las fibras acrlicas convencionales revela la presencia de
nitrgeno y la ausencia de cloro, al igual de los nylones, las aramidas, los poliuretanossegmentados y alguna fibra elastomrica.
Un tratamiento con m-cresol a temperatura ambiente disuelve los nylones y el
tratamiento posterior con dimetilformamida a ebullicin disuelve las fibras acrlicas. Las
aramidas (Nomex, Kevlar) son insolubles en las condiciones mencionadas.
De acuerdo con la norma UNE, las fibras acrlicas pueden separase de sus mezclas
con otras fibras (entre otras, lana, fibras animales, algodn, viscosa, modal, poliamida,
polister) por disolucin en dimetilformamida a una temperatura comprendida entre 90
y 95C, durante un tiempo de 1 hora y relacin de bao de 1/80. El tratamiento con
dimetilformamida se repite a la misma temperatura, durante 30 minutos y relacin debao 1/60.
http://2.bp.blogspot.com/-mpgFsBW2nLk/UWIC10M8obI/AAAAAAAAAIA/0kY482TFOwc/s1600/61.png8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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Estructura fsica
Una de las caractersticas ms importantes de las fibras acrlicas es la forma de su
seccin transversal que es resultado del proceso de hilatura. La hilatura en seco
produce una en forma de hueso (hueso de perro). Las diferencias en seccin
transversal influyen sobre las propiedades fsicas y estticas y son por lo tanto unfactor determinante en el uso final. Las formas redondas y de frijol son mejores para
alfombras porque tienen cierta rigidez que contribuye a la elasticidad.
La forma de hueso y las formas planas dan la suavidad y el lustre deseado para las
prendas de vestir. El Cresln, el zefrn y el acriln se hilan en hmedo.
Toda la produccin de fibras acrlicas en los EE.UU es en forma de fibras cortas y de
cable de filamentos continuos. Las fibras cortas pueden encontrarse en todas las
medidas de deniers y longitud adecuadas para los sistemas de hilado.
Vara tambin el potencial de encogimiento de las fibras acrlicas. Las primeras fibrasbicomponentes que se produjeron fueron acrlicas.
Aplicaciones y Usos en diversos sectores:
Dentro de sus distintas aplicaciones podemos mencionar su uso en los siguientes
sectores:
PUBLICITARIO: Letreros Luminosos, Exhibidores de Productos (Displays),
Sealticas, Cupulas, Esferas, Bandejas, llaveros, y otros productos.
INDUSTRIAL Y CIENTIFICO: Protectores de Maquinaria Industrial, Tapas para
paneles de control de equipo, Laminas de acrilico para la proteccin de instalaciones,Acrilicos Termoformados y estriados de formas determinadas.
CONSTRUCCION Y LUMINARIO: Cupulas termoformadas, Utilizacin de Laminas de
Acrilico IMPACTA para prisiones de alta seguridad, Estadios, Museos, Exposiciones
de Arte, etc.
TRANSPORTE: En la fabricacin de Parabrisas para Motos y para Lanchas a Motor,
Implementacin Acrilica para la Aviacin Comercial.
Usos:
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ABS
Introduccin
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, butadienoy 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 cualquiertemperatura. 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 dehomogeneidad.
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
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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 + 18H2O
propileno 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 ladeshidrogenacin del etilbenceno. Este proceso es simple en concepto:
C6H5CH2CH3 C6H5CHCH2+ H2
La deshidrogenacin del etilbenceno a estireno toma lugar con un catalizador de xidode hierro y otro de xido de potasio, en un reactor de lecho fijo a una temperaturaentre 550680 C en presencia de vapor y a baja presin ( 0.41 Ata), dado que bajas
presiones favorecen el avance de la reaccin.
Estructura del ABS
La 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.
http://3.bp.blogspot.com/-Wf3K0ktWWRU/Te9n8CCw5AI/AAAAAAAAAQ0/FjsoAuFjSuA/s1600/poliestireno-abs.gifhttp://4.bp.blogspot.com/-t-5k0Gbo36o/Te9n77AYURI/AAAAAAAAAQw/42hJ6tJuwM8/s1600/polibutadieno.gifhttp://1.bp.blogspot.com/-ycMfx0375kk/Te9n7baMtyI/AAAAAAAAAQs/2q3hLmRpcOg/s1600/poliacrilonitrilo.gifhttp://3.bp.blogspot.com/-Wf3K0ktWWRU/Te9n8CCw5AI/AAAAAAAAAQ0/FjsoAuFjSuA/s1600/poliestireno-abs.gifhttp://4.bp.blogspot.com/-t-5k0Gbo36o/Te9n77AYURI/AAAAAAAAAQw/42hJ6tJuwM8/s1600/polibutadieno.gifhttp://1.bp.blogspot.com/-ycMfx0375kk/Te9n7baMtyI/AAAAAAAAAQs/2q3hLmRpcOg/s1600/poliacrilonitrilo.gifhttp://3.bp.blogspot.com/-Wf3K0ktWWRU/Te9n8CCw5AI/AAAAAAAAAQ0/FjsoAuFjSuA/s1600/poliestireno-abs.gifhttp://4.bp.blogspot.com/-t-5k0Gbo36o/Te9n77AYURI/AAAAAAAAAQw/42hJ6tJuwM8/s1600/polibutadieno.gifhttp://1.bp.blogspot.com/-ycMfx0375kk/Te9n7baMtyI/AAAAAAAAAQs/2q3hLmRpcOg/s1600/poliacrilonitrilo.gif8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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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 elpolibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS ms resistente que el
poliestireno.
Identificacin del ABS
Las partes que estn fabricadas del material ABS deben estar marcadas de acuerdo
con la norma ISO 11469 (DIN 58840):
Propiedades
Los 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
l butadieno proporciona:
Ductilidad a baja temperatura
Resistencia al impacto
http://1.bp.blogspot.com/-rSasJPEj3U4/UOcazMljO6I/AAAAAAAADNo/tWREnJQtArE/s1600/reciclado-abs.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-vkUJu2Rqmn4/Te9ny5umBcI/AAAAAAAAAQQ/g4i3IBneBUk/s1600/abs-estructura.gifhttp://1.bp.blogspot.com/-rSasJPEj3U4/UOcazMljO6I/AAAAAAAADNo/tWREnJQtArE/s1600/reciclado-abs.jpghttp://4.bp.blogspot.com/-vkUJu2Rqmn4/Te9ny5umBcI/AAAAAAAAAQQ/g4i3IBneBUk/s1600/abs-estructura.gif8/10/2019 acrilo nitrilo estudio
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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.
OBTENCION
Hay tres procesos comerciales para la manufactura del ABS:
Emulsin
Masa
Suspensin - masa
Las propiedades fsicas del plstico ABS vara con el mtodo de manufactura perovara 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 Emulsin
El 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 restoprincipalmente 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.
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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 serproducido 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 Masa
En 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.
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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 delcaucho.
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 porno 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 Suspensin
El 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
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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.
Principales proveedores de resina ABS
API-Kolon Engineered Polymers
Ardor Machinery Works Co., Ltd
Commercial Plastics Recycling, Inc.
Dow LA
DSM Engineering Plastics
Dyna-Purge Division of
Shuman Plastics, Inc.
Herrmann Ultrasonics, Inc.Lanxess Corporation
Multiplas International, Inc.
New Particle Chemical Colors Corp.
Nexeo Solutions
Orion International
Parabor Colombia Ltda.
RTP Company
SABIC
SABIC Innovative Plastics Mxico
Uniflon Fluoromasters
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 defaros, alojamiento del espejo.
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.
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
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colores. Tambin puede ser cromado por electrlisis, estampado o metalizado.
Dependiendo del molde utilizado, las superficies pueden ser opacas, brillantes o
satinadas.
Juguetes.
Bloques de LEGO y Airsoft, piezas plsticas de casi todas las figuras de accin deBANDAI.
En el segundo mtodo para producir ADN, conocido como
electrohidrodimerizacion, dos moles de acrilonitrilo se combina e hidrogena en
una clula electroqumica donde las dos medio - celdas estn separadas por
una membrana.
En el proceso de la segunda generacin, la membrana no se necesita para
separar las dos reacciones en las medio - celdas; en cambio, una finamente
dividida emulsin de las dos fases que consiste en una fase orgnica que
contiene acrilonitrilo y ADN se suspende en la fase acuosa que contiene
Na2HPO4, una sal del tetraalkilamonio, y acrilonitrilo. Los electrodos pueden ser
grafito y magnetita o ms recientemente, cadmio y hierro.
Uno de los procesos industriales de mayor importancia desde la mitad del siglo
XX, es la hidrogenacin de nitrilos alifticos, y entre ellos cabe destacar lahidrogenacin cataltica de 1,6-hexanodinitrilo (adiponitrilo), para obtener 1,6-
hexanodiamina (utilizada como comonmero en la fabricacin del Nylon 6,6) [2,
7, 8]. Los nylons o poliamidas son unos de los polmeros ms comunes usados
como fibras.
En la actualidad los catalizadores ms utilizados para la hidrogenacin de 1,6
hexanodinitrilo a escala industrial son catalizadores del tipo Ni-Raney y Co-
Raney.
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