ABS propiedades
Composición química
Sección titulada «Composición química»El ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) es un terpolímero termoplástico amorfo cuya fórmula general es (C₈H₈)·(C₄H₆)·(C₃H₃N). Las proporciones de los monómeros varían según el grado, dentro de los siguientes intervalos típicos.
| Monómero | Porcentaje en peso |
|---|---|
| Estireno | 40 – 60 % |
| Acrilonitrilo | 15 – 35 % |
| Butadieno | 5 – 30 % |
La estructura consiste en una fase elastomérica de polibutadieno sobre la que se injertan cadenas de estireno‑acrilonitrilo (SAN). El acrilonitrilo aporta resistencia química, rigidez y dureza; el estireno facilita la procesabilidad y el brillo superficial; el butadieno proporciona tenacidad y ductilidad, incluso a baja temperatura.
Propiedades mecánicas
Sección titulada «Propiedades mecánicas»Los valores mecánicos del ABS dependen del grado y de la temperatura de procesado. En la tabla se recogen propiedades representativas a 23 °C para un grado de uso general.
| Propiedad | Valor SI | Valor Imperial | Norma / Condición |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 48 MPa | 7.0 ksi | ASTM D638 |
| Módulo de tracción | 2.34 GPa | 340 ksi | ASTM D638 |
| Módulo de flexión | 2.7 GPa | 390 ksi | ASTM D790 |
| Alargamiento a la rotura | 5 – 20 % | 5 – 20 % | ASTM D638 |
| Deformación en el punto de fluencia | 3.2 % | 3.2 % | ASTM D638 |
| Resistencia al impacto Izod con entalla | 0.13 kJ/m (130 J/m) | 2.4 ft·lb/in | ASTM D256 |
| Dureza superficial | RR 111 | RR 111 | Rockwell R |
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»| Propiedad | Valor SI | Valor Imperial |
|---|---|---|
| Densidad | 1.06 – 1.08 g/cm³ | 0.0383 – 0.0390 lb/in³ |
| Absorción de agua (24 h, 23 °C) | 0.3 % | 0.3 % |
| Coeficiente de expansión térmica lineal | 12 × 10⁻⁵ /°C | 7.0 × 10⁻⁵ /°F |
| Inflamabilidad (UL94) | HB | HB |
| Índice de oxígeno límite | 19 % | 19 % |
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»| Propiedad | Valor SI | Valor Imperial |
|---|---|---|
| Temperatura máxima de servicio continua | 70 °C | 158 °F |
| Temperatura de transición vítrea (Tg) | ~105 °C | ~221 °F |
| Temperatura de deflexión térmica (HDT) a 0.45 MPa (66 psi) | 112 °C | 234 °F |
| Temperatura de deflexión térmica (HDT) a 1.80 MPa (264 psi) | 104 °C | 219 °F |
| Conductividad térmica | 0.19 W/(m·K) | 1.35 Btu·in/(ft²·h·°F) |
| Calor específico | 1.42 kJ/(kg·K) | 0.34 Btu/(lb·°F) |
| Rango de fusión para procesamiento | 250 – 285 °C | 482 – 545 °F |
Propiedades eléctricas
Sección titulada «Propiedades eléctricas»| Propiedad | Valor | Condición |
|---|---|---|
| Resistividad volumétrica | 10¹⁶ Ω·cm | 23 °C, 50 % HR |
| Rigidez dieléctrica | 15 MV/m | Espesor 3 mm |
| Constante dieléctrica | 2.7 | 1 kHz |
| Factor de disipación | 0.008 | 1 kHz |
Resistencia química
Sección titulada «Resistencia química»Buena resistencia a:
- Ácidos acuosos diluidos y concentrados (excepto sulfúrico y nítrico concentrados).
- Álcalis (hidróxido de sodio, hidróxido de potasio).
- Aceites minerales, vegetales y animales.
Pobre resistencia (hinchamiento o ataque):
- Hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno).
- Hidrocarburos halogenados (tetracloruro de carbono, cloroformo).
- Cetonas (acetona, metil etil cetona).
- Ésteres y aldehídos.
- Ácido acético glacial.
- Alcoholes (pueden provocar fisuración bajo tensión).
Aplicaciones por industria
Sección titulada «Aplicaciones por industria»- Automoción: parachoques, molduras interiores y exteriores, carcasas de retrovisores, rejillas de ventilación.
- Bienes de consumo: bloques de construcción (LEGO®), carcasas de electrodomésticos, aspiradoras, maletas, instrumentos musicales.
- Electrónica y eléctrico: teclados, carcasas de monitores y ordenadores, impresoras 3D (filamento).
- Médico: prótesis, suturas no absorbibles, tubos traqueales, inhaladores.
- Construcción: tuberías de drenaje, residuos y ventilación (DEV).
- Otros: cabezas de palos de golf, binoculares, tintas para tatuajes.
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»| Propiedad | ABS | PS | HIPS | PC |
|---|---|---|---|---|
| Densidad (g/cm³) | 1.06 – 1.08 | 1.05 | 1.04 | 1.20 |
| Resistencia a la tracción (MPa) | 48 | 45 | 25 | 65 |
| Resistencia al impacto Izod (J/m) | 130 | 20 | 80 | 600 |
| HDT a 1.80 MPa (°C) | 104 | 95 | 85 | 130 |
El ABS ofrece un equilibrio óptimo entre resistencia al impacto, rigidez y coste, superando al poliestireno (PS) y al poliestireno de alto impacto (HIPS) en comportamiento térmico y químico. El policarbonato (PC) presenta mayor resistencia al impacto y temperatura de uso, pero a un coste más elevado.
Procesamiento y moldeo
Sección titulada «Procesamiento y moldeo»- Secado: 2 horas a 90 °C (recomendado para eliminar humedad superficial).
- Temperatura del molde: 40 – 80 °C.
- Temperatura de fusión en inyección: 250 – 285 °C.
- Contracción de moldeo: 0.5 %.
- Notas de procesado:
- Las temperaturas de molde elevadas mejoran el brillo y la resistencia al calor.
- Las temperaturas de molde bajas favorecen la máxima resistencia al impacto.
- El ABS es susceptible a la degradación por cizallamiento excesivo; se recomiendan husillos de compresión baja o media.
Peligros y seguridad
Sección titulada «Peligros y seguridad»- A temperaturas superiores a 250 °C se descompone liberando acrilonitrilo, butadieno y estireno; algunos de ellos están clasificados como posibles carcinógenos.
- La combustión del ABS puede generar cianuro de hidrógeno (HCN) y monóxido de carbono (CO), altamente tóxicos.
- Durante la impresión 3D o el termoformado emite partículas ultrafinas (UFP) y compuestos orgánicos volátiles (COV). Se debe trabajar en espacios ventilados y emplear filtración adecuada.
- La exposición prolongada a la luz solar provoca fotodegradación, amarilleamiento y pérdida de propiedades mecánicas.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la densidad del ABS?
Sección titulada «¿Cuál es la densidad del ABS?»La densidad del ABS se sitúa entre 1.06 y 1.08 g/cm³ (0.0383–0.0390 lb/in³), lo que lo convierte en un termoplástico ligero pero rígido, adecuado para componentes estructurales no sometidos a cargas extremas.
¿Qué resistencia a la tracción tiene el ABS?
Sección titulada «¿Qué resistencia a la tracción tiene el ABS?»El ABS presenta una resistencia a la tracción típica de 48 MPa (7.0 ksi) a temperatura ambiente. Los grados de alto impacto pueden mostrar valores ligeramente inferiores, mientras que los grados reforzados con fibra alcanzan hasta 60 MPa.
¿Cuál es la temperatura máxima de servicio del ABS?
Sección titulada «¿Cuál es la temperatura máxima de servicio del ABS?»Puede utilizarse de forma continua hasta 70 °C (158 °F). Por encima de esta temperatura, las propiedades mecánicas disminuyen significativamente y el material comienza a reblandecerse.
¿Cuál es la temperatura de deflexión térmica (HDT) del ABS?
Sección titulada «¿Cuál es la temperatura de deflexión térmica (HDT) del ABS?»La HDT del ABS es de 104 °C (219 °F) bajo una carga de 1.80 MPa y de 112 °C (234 °F) bajo 0.45 MPa. Este valor determina el límite práctico para aplicaciones que requieran rigidez a alta temperatura.
¿Es el ABS resistente a los productos químicos?
Sección titulada «¿Es el ABS resistente a los productos químicos?»El ABS resiste bien ácidos diluidos, bases y aceites, pero es atacado por hidrocarburos aromáticos, cetonas, ésteres e hidrocarburos clorados. El contacto con estos disolventes provoca hinchazón y pérdida de resistencia mecánica.
¿Cuánto tiempo debe secarse el ABS antes de procesarlo?
Sección titulada «¿Cuánto tiempo debe secarse el ABS antes de procesarlo?»Para la mayoría de los procesos de moldeo por inyección o extrusión, se recomienda secar el granulado a 90 °C durante 2 horas. Un secado insuficiente puede provocar defectos superficiales como marcas de humedad o burbujas.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=362
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/physical-properties-thermoplastics-d_808.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php?name_id=868