El plástico ABS es acrilonitrilo butadieno estireno, un termoplástico amorfo en el que un copolímero rígido de estireno–acrilonitrilo se endurece con caucho de polibutadieno. Se elige por su combinación de rigidez, resistencia al impacto y acabado superficial.
Es un plástico de ingeniería de gran volumen, una clase que se sitúa por encima de las resinas básicas como el polietileno, el polipropileno, el poliestireno y el PVC, a un nivel de costo intermedio.
Las cuestiones de salud sobre el ABS se refieren a sus monómeros residuales y a los humos de un sobrecalentamiento severo: procesado correctamente y con ventilación, no ha mostrado efectos adversos en el personal de procesamiento. Para el contacto con alimentos en EE. UU., 21 CFR 181.32 permite el ABS con menos de 30% de acrilonitrilo solo como películas, recubrimientos, tuberías para manipulación de alimentos y artículos de uso repetido, y solo dentro de los límites del monómero de acrilonitrilo que libera.
Cómo se fabrica el plástico ABS
El ABS se fabrica a partir de tres monómeros, acrilonitrilo, butadieno y estireno, polimerizando estireno y acrilonitrilo sobre y alrededor del caucho de polibutadieno. Cada monómero aporta parte de sus propiedades:
- Estireno: rigidez, fácil procesamiento y menor costo. Normalmente constituye al menos la mitad de la resina.
- Acrilonitrilo: resistencia al calor y a los productos químicos.
- Butadieno: ductilidad similar al caucho y resistencia al impacto.
Los productores varían las proporciones de acrilonitrilo y butadieno de grado a grado para ajustar el equilibrio de propiedades. La fórmula del registro, (C₈H₈·C₄H₆·C₃H₃N)ₓ bajo CAS RN 9003-56-9, nombra los tres monómeros sin fijar su proporción.
El ABS se fabrica comercialmente por dos rutas principales, emulsión y masa. En la ruta de emulsión, el butadieno se polimeriza en agua formando un látex de caucho, el estireno y el acrilonitrilo se injertan sobre el látex, y el caucho injertado se mezcla con copolímero de estireno–acrilonitrilo. Suele ser un proceso por lotes y es adecuado para grados brillantes.
En la ruta de masa, el caucho se disuelve en estireno, se añade acrilonitrilo y la solución polimeriza de forma continua; los monómeros sin reaccionar se eliminan después al vacío y el polímero se peletiza.
Propiedades del plástico ABS
El ABS es resistente y difícil de romper en uso normal, pero una muesca o el frío reducen bruscamente su resistencia al impacto.
El ABS es amorfo, por lo que no tiene punto de fusión. Se reblandece a través de su transición vítrea a unos 105 °C y se procesa como fundido a 220 a 260 °C; los “puntos de fusión” que se citan para el ABS son una u otra cifra.
El ABS es rígido, resistente a los arañazos y dimensionalmente estable, y su superficie brillante acepta color, pintura y galvanoplastia. También es un buen aislante eléctrico, y un grado de uso general tiene una tensión de tracción en el límite elástico de 45 MPa según ISO 527.
La tabla da valores típicos para un grado de uso general, GP-22, y un grado de alto impacto, HI-10, a partir de las hojas de datos ISO de su productor.
| Propiedad | Método de prueba | GP-22 | HI-10 |
|---|---|---|---|
| Densidad (kg/m³) | ISO 1183 | 1040 | 1030 |
| Impacto Charpy con entalla, 23 °C (kJ/m²) | ISO 179/1eA | 22 | 35 |
| Impacto Charpy con entalla, −30 °C (kJ/m²) | ISO 179/1eA | 8 | 13 |
| Temperatura de deflexión térmica, 1,8 MPa (°C) | ISO 75 | 94 | 93 |
| Temperatura de reblandecimiento Vicat, B/50 (°C) | ISO 306 | 96 | 90 |
| Contracción lineal de moldeo (%) | ISO 294-4 | 0.4–0.7 | 0.4–0.7 |
Estos son valores típicos para material sin colorear, no límites de especificación.
La diferencia más clara con el PVC rígido es el comportamiento frente al fuego: el PVC, con un índice de oxígeno de aproximadamente 47, deja de arder una vez que se retira la llama, mientras que el ABS, con aproximadamente 19, sigue ardiendo en el aire.
Desventajas del plástico ABS
El ABS es vulnerable a la luz solar, la llama, los disolventes y el calor, y una pieza tiene que diseñarse o especificarse en torno a cada uno:
- Luz solar: la luz UV vuelve quebradiza la superficie. Las piezas para exteriores necesitan un grado estabilizado frente a los UV o un estirénico resistente a la intemperie como el ASA.
- Inflamabilidad: los grados estándar solo alcanzan la clasificación HB en el ensayo de llama IEC 60695-11-10, por lo que las piezas que necesitan una clasificación V requieren un grado ignífugo.
- Disolventes: las cetonas, los ésteres y los disolventes clorados atacan al ABS. Los disolventes de recubrimiento e impresión tienen que elegirse de modo que no agrieten por tensión la pieza.
- Calor: un grado estándar se deflecta a 94 °C bajo una carga de 1,8 MPa, por lo que las piezas más calientes necesitan un grado resistente al calor o una mezcla de PC/ABS.
La chatarra limpia de ABS, como el molido de moldeo, se recicla bien por refundición. Las piezas usadas pueden haber perdido propiedades con la edad o estar mezcladas con poliolefinas, poliestireno o poliamidas, por lo que el ABS reciclado va a piezas que no necesitan alta resistencia al impacto ni colores limpios.
Grados de plástico ABS
se sitúan entre 38 y 47 MPa en el límite elástico, con las calidades de alto impacto en el extremo inferior. se distinguen por el índice de fluidez, la resistencia al impacto con entalla, la temperatura de reblandecimiento Vicat y el módulo de tracción, las cuatro propiedades por las que la ISO 19062-1 clasifica el ABS, y los productores los venden en familias diseñadas para un proceso o una propiedad:
- Uso general: grados de moldeo por inyección de fácil fluidez con impacto y resistencia al calor equilibrados, usados para una amplia gama de piezas y especialmente carcasas; GP-22 es uno.
- Alto flujo: grados para paredes delgadas y trayectorias de flujo largas, como GP-35.
- Alto impacto: los grados más resistentes, a menor flujo, que se extruyen y también se moldean por inyección; HI-10 es uno.
- Resistente al calor: grados para piezas donde el ABS estándar alcanza su límite térmico.
- Retardante de llama: clasificado por espesor según IEC 60695-11-10.
- Galvanoplastia: grados fabricados para recibir un acabado metálico galvanizado.
- Extrusión y termoconformado: grados de bajo flujo para láminas, perfiles, cantos y tuberías.
- Transparente: MABS, que añade metacrilato de metilo a los tres monómeros.
El ABS también se vende mezclado con policarbonato (PC/ABS) para mayor resistencia al calor, y la lámina de ABS se coextruye bajo una capa superior de PMMA o ASA donde la superficie debe ser más brillante o resistente a la intemperie.
La mayoría de los productores fabrican ABS estándar, que se vende sin color para que el transformador lo coloree, normalmente con masterbatch, o ABS especial precoloreado.
Un valor de índice de fluidez identifica un grado de ABS solo junto con su condición de ensayo. Las hojas de datos ISO dan la tasa de volumen de fluidez del ABS a 220 °C bajo 10 kg (ISO 1133), donde GP-22 indica 19 cm³/10 min; la hoja de datos ASTM D1238 del mismo grado también lo indica a 1,5 g/10 min a 200 °C bajo 5 kg y 4,8 cm³/10 min a 230 °C bajo 3,8 kg. Antes de fijar un certificado de análisis frente a una hoja de datos, o la oferta de un proveedor frente a la de otro, compruebe que la temperatura, la carga y la unidad coincidan.
Para qué se utiliza el plástico ABS
El ABS se utiliza principalmente para piezas de automóvil, electrónica de consumo y electrodomésticos. Por ruta de procesamiento, los usos principales son:
- Moldeo por inyección: carcasas para electrónica y electrodomésticos, pequeños electrodomésticos, piezas de lavadoras y lavavajillas, componentes eléctricos, juguetes, piezas interiores y exteriores de automóvil y piezas galvanizadas.
- Extrusión de lámina y termoconformado: piezas de refrigeración, sanitarias y de transporte, y envases industriales.
- Extrusión de perfiles y tuberías: perfiles para muebles, cantos y tuberías.