Como é feito o acrilonitrila butadieno estireno: o processo completo de fabricação
O acrilonitrila butadieno estireno (ABS) é produzido através de um processo denominado emulsão ou polimerização em massa contínua , no qual três monômeros – acrilonitrila, butadieno e estireno – são quimicamente ligados em um termoplástico resistente e resistente a impactos. O resultado é um dos plásticos de engenharia mais utilizados no mundo, encontrado em tudo, desde painéis de automóveis até peças de LEGO. Seu concorrente estrutural mais próximo em muitas aplicações industriais é plástico de náilon de engenharia , particularmente o náilon 6 e o náilon 6/6, embora os dois difiram significativamente na forma como são feitos e no desempenho.
Para entender como o ABS é fabricado, é útil saber com que contribui cada um de seus três monômeros: a acrilonitrila fornece resistência química e térmica; o butadieno oferece tenacidade e resistência ao impacto em baixas temperaturas; e o estireno confere ao material rigidez, acabamento superficial e facilidade de processamento. As proporções relativas destes três componentes - normalmente em torno 20–30% de acrilonitrila, 5–30% de butadieno e 40–60% de estireno — pode ser ajustado para adaptar as propriedades do plástico final aos requisitos específicos do uso final.
Este artigo aborda passo a passo a química e a engenharia por trás da produção de ABS, como ele difere de outros plásticos de engenharia, incluindo o náilon, e quais fatores afetam a qualidade e o desempenho do material final.
Os três monômeros brutos e de onde eles vêm
A produção de ABS começa no nível do monômero. Cada uma das três matérias-primas é derivada de matérias-primas petroquímicas e requer sua própria cadeia de fornecimento dedicada antes de entrar no reator de polimerização ABS.
Acrilonitrila (AN)
A acrilonitrila é produzida principalmente através do Processo Sohio (amoxidação SOHIO) , em que o propileno reage com amônia e oxigênio sobre um catalisador a temperaturas de 400–510°C. Capacidade global de produção de acrilonitrila excedida 7 milhões de toneladas métricas por ano de acordo com relatórios recentes da indústria (IHS Markit, 2023). No ABS, o conteúdo de acrilonitrila é diretamente responsável pela resistência química a óleos, graxas e ácidos diluídos, além de aumentar a temperatura de deflexão térmica da peça acabada.
Butadieno (BD)
O butadieno é um subproduto do craqueamento a vapor da nafta ou do etano usado para produzir etileno. É recuperado e purificado do corte C4 da saída do cracker. As ligações duplas do butadieno o tornam altamente reativo na polimerização por radicais livres, e a fase de borracha de polibutadieno (PBR) que ele forma no ABS é o que confere ao material sua tenacidade e resistência ao impacto características - mesmo em temperaturas tão baixas quanto -40ºC . Esse desempenho em baixas temperaturas é uma área em que o ABS supera muitos tipos de plástico de náilon de engenharia, que pode se tornar quebradiço em ambientes frios, a menos que seja modificado especificamente.
Estireno (SM)
O estireno é produzido pela desidrogenação do etilbenzeno, que é feito de benzeno e etileno. A capacidade global de estireno é de aproximadamente 35–38 milhões de toneladas métricas por ano (ICIS, 2023), torneo-o um dos intermediários petroquímicos mais abundantes do mundo. No ABS, o estireno é o monômero dominante em peso e é responsável pela rigidez, brilho e excelente processabilidade do material em moldagem por injeção e extrusão.
Dois métodos primários de fabricação para ABS
Existem duas rotas industriais principais para a fabricação de ABS: polimerização em emulsão and polimerização contínua em massa (volume) . Um terceiro método menos comum é a polimerização em suspensão. Cada método produz ABS com características morfológicas um tanto diferentes, e ambos permanecem em uso comercial até hoje.
Polimerização em Emulsão (Mais Comum)
A polimerização em emulsão é o processo industrial mais utilizado para a produção de ABS e é responsável pela maior parte da produção global. É realizado em duas etapas:
- Etapa 1 — Síntese de látex de polibutadieno: O monômero de butadieno é emulsionado em água com um surfactante e polimerizado usando um iniciador de radical livre (geralmente persulfatos ou sistemas redox) a 50–80°C para formar partículas de látex de borracha de polibutadieno. O tamanho das partículas é cuidadosamente controlado, normalmente na faixa de 100–400 nanômetros , pois isso afeta diretamente as propriedades de impacto do ABS final. Partículas menores proporcionam maior brilho, mas menor resistência ao impacto; partículas maiores produzem maior tenacidade.
- Etapa 2 — Copolimerização do enxerto: O látex de polibutadieno é misturado com monômeros de acrilonitrila e estireno, juntamente com iniciador e emulsificante adicionais. Os monômeros de estireno e acrilonitrila polimerizam nas superfícies das partículas de borracha por meio de enxerto de radicais livres, bem como formam cadeias de copolímeros SAN (estireno-acrilonitrila) livres em solução. O resultado é uma estrutura complexa de duas fases: partículas de borracha revestidas com SAN enxertado, dispersas em uma matriz SAN contínua.
- Etapa 3 — Coagulação e secagem: O látex é desestabilizado pela adição de coagulantes (ácidos ou sais) para causar a floculação das partículas. A torta úmida é então lavada, desidratada e seca para produzir pó ou miolo de ABS, que é posteriormente misturado e peletizado.
Uma vantagem importante da polimerização em emulsão é o controle preciso do tamanho das partículas de borracha e da densidade do enxerto, o que permite aos produtores ajustar a resistência ao impacto e a aparência da superfície. O processo, no entanto, consome muita água e gera efluentes que devem ser tratados.
Polimerização em massa contínua (em massa)
Polimerização em massa contínua - também conhecida como processo em massa ou processo de solução — dissolve borracha de polibutadieno diretamente em uma mistura de monômeros de estireno e acrilonitrila, sem água. A borracha dissolvida sofre inversão de fase à medida que a polimerização prossegue: o que começa como borracha em uma solução de monômero se transforma em partículas discretas de borracha dispersas em uma matriz SAN sólida à medida que a conversão aumenta. Este processo é utilizado por vários grandes produtores, incluindo Esferovite INEOS e Trinseo, e produz ABS com níveis mais baixos de monômeros residuais e melhor consistência de cor do que as classes produzidas em emulsão, tornando-o adequado para aplicações médicas e de contato com alimentos.
Comparado à polimerização em emulsão, o processo em massa não gera águas residuais, mas é mais difícil de controlar a morfologia das partículas de borracha e normalmente produz ABS com resistência ao impacto ligeiramente inferior. Muitos produtores misturam emulsão-ABS e granel-SAN para obter uma combinação de desempenho de impacto e clareza visual.
A microestrutura que faz o ABS funcionar
O que distingue o ABS dos plásticos mais simples, como o poliestireno ou o náilon de uso geral, é a sua morfologia bifásica : uma matriz vítrea rígida de copolímero de estireno-acrilonitrila (SAN) com partículas de borracha dispersas por toda parte. Quando um impacto ou fissura tenta se propagar através do material, ele encontra as partículas de borracha, que atuam como absorvedores de energia. As partículas de borracha cavitam (formam pequenos vazios internos) e causam deformação plástica – um mecanismo chamado endurecimento de borracha — que dissipa a energia de fratura e evita falhas frágeis.
Este mecanismo de endurecimento da borracha é bem compreendido e tem sido extensivamente estudado. De acordo com Bucknall (1977) e posteriormente confirmado por numerosos estudos de TEM, a eficácia do endurecimento da borracha no ABS depende de:
- Tamanho das partículas de borracha (faixa ideal: 0,1–1,0 µm)
- Grau de enxertia entre borracha e matriz SAN
- Conteúdo de borracha (normalmente 15–25% em peso do ABS final)
- Densidade de reticulação dentro da fase de borracha
- Compatibilidade entre borracha enxertada e matriz SAN
Esta engenharia microestrutural é uma das razões pelas quais o ABS tem um preço mais elevado do que os plásticos básicos e requer um conhecimento de fabricação consideravelmente mais sofisticado do que simples polímeros de condensação como plástico de náilon de engenharia .
Composição, Pelotização e Integração de Aditivos
O pó ou miolo de ABS bruto do reator de polimerização ainda não é um produto acabado. Deve passar por um etapa de composição , no qual é misturado por fusão com uma variedade de aditivos para atingir as propriedades finais desejadas. Isto normalmente é feito em uma extrusora de rosca dupla operando em temperaturas de fusão de 200–240°C .
| Tipo de aditivo | Carregamento Típico (%) | Função em ABS |
|---|---|---|
| Estabilizadores térmicos | 0,1–0,5 | Evitar a degradação da borracha de butadieno em temperaturas de processamento |
| Antioxidantes | 0,1–0,3 | Proteger contra a oxidação durante o processamento e serviço |
| Estabilizadores UV | 0,2–1,0 | Reduza o amarelecimento e a escamação superficial em aplicações externas |
| Retardadores de chama | 10–20 | Obtenha classificações UL 94 V-0 ou V-2 para caixas eletrônicas |
| Lubrificantes | 0,5–2,0 | Melhore a liberação do molde e reduza a viscosidade do fundido |
| Corantes/pigmentos | 0,1–3,0 | Fornece cor sem exigir pintura |
| Reforço de fibra de vidro | 10–30 | Aumentar a rigidez e a temperatura de deflexão térmica |
| Modificadores de impacto | 2–10 | Aumente ainda mais o impacto em baixas temperaturas para aplicações exigentes |
Após a composição, a mistura fundida é extrusada através de uma matriz, resfriada em banho-maria e cortada em pelotas uniformes. Esses pellets - normalmente com 2 a 4 mm de diâmetro - são o que os conversores (moldadores por injeção, extrusoras e moldadores por sopro) compram para fabricar suas peças. A etapa de pelotização também garante uma mistura homogênea: qualquer distribuição irregular de partículas de borracha ou aditivos do reator é corrigida durante a mistura de alto cisalhamento na extrusora de rosca dupla.
ABS vs. Plástico de Nylon de Engenharia: Diferenças de Fabricação e Propriedade
ABS e plástico de náilon de engenharia (principalmente náilon 6, náilon 6/6 e náilon 12) são membros importantes da família de termoplásticos de engenharia, mas são feitos por meio de uma química totalmente diferente e oferecem perfis de desempenho distintos. Compreender essas diferenças é essencial para a seleção de materiais no design de produtos.
ABS
- Feito por polimerização por adição de radicais livres (emulsão ou granel)
- Sem subprodutos de condensação – sem liberação de água durante a polimerização
- Estrutura amorfa — sem ponto de fusão acentuado, ampla janela de processamento
- Baixa absorção de umidade (<0,5% ASTM D570) — dimensionalmente estável em ambientes úmidos
- Temperatura de deflexão térmica (HDT): 80–100°C (sem enchimento), até 120°C (classes estabilizadas pelo calor)
- Excelente acabamento superficial, fácil de pintar, chapear ou colar
- Resistência química limitada a cetonas, ésteres e solventes clorados
Plástico de nylon de engenharia
- Feito por polimerização por condensação (crescimento gradual) - a água é liberada como subproduto
- Estrutura semicristalina — ponto de fusão acentuado (220–265°C para PA66)
- Temperatura de uso contínuo mais alta: 120–150°C (PA66 não preenchido)
- Alta absorção de umidade (1–9% dependendo do tipo) — afeta a estabilidade dimensional
- Resistência química superior a hidrocarbonetos, combustíveis e óleos lubrificantes
- Excelente resistência à fadiga e ao desgaste — preferida para engrenagens e rolamentos
- Requer secagem antes do processamento (normalmente 4–8 horas a 80°C)
Na prática, o ABS tende a dominar os setores de eletrônicos de consumo, interiores automotivos, caixas de eletrodomésticos e brinquedos, onde a qualidade da superfície, a estabilidade dimensional e a facilidade de operações secundárias (pintura, galvanização) são prioridades. Plástico de náilon de engenharia , especialmente PA66 e PA6 com enchimento de vidro, domina componentes automotivos sob o capô, carcaças de ferramentas elétricas e engrenagens industriais – aplicações que exigem maior resistência ao calor e melhor resistência à exposição a combustível e óleo.
Há também uma grande categoria de Ligas ABS/náilon (misturas ABS PA), nas quais os dois polímeros são compostos em conjunto com compatibilizantes para atingir um equilíbrio entre tenacidade, resistência química e acabamento superficial não alcançável por nenhum dos materiais isoladamente. Essas ligas são usadas em peças de acabamento externo automotivo e cabos de ferramentas elétricas.
Classes especiais de ABS e como sua fabricação difere
O ABS padrão descrito acima é apenas o ponto de partida. Os produtores oferecem dezenas de classes especiais, cada uma exigindo modificações no processo de polimerização ou na formulação da composição:
ABS de alto calor
Obtido pela substituição de algum estireno por comonômeros alfa-metilestireno (AMS) ou N-fenilmaleimida (NPMI). Esses monômeros de anel rígido ou volumosos aumentam a temperatura de transição vítrea da matriz SAN de cerca de 105°C para 120–130°C , ampliando a usabilidade em aplicações de interiores automotivos. O ABS de alta temperatura está cada vez mais posicionado como uma alternativa direta a alguns tipos de plástico de náilon de engenharia em aplicações onde a estabilidade dimensional em temperaturas elevadas é necessária, mas a absorção de umidade deve ser minimizada.
ABS retardador de chamas
Produzido pela combinação de ABS padrão com retardadores de chama bromados ou à base de fósforo e sinergistas de trióxido de antimônio. Os graus de ABS retardadores de chama são necessários para atender UL 94 V-0 com espessura de parede de 1,5 mm, o que é obrigatório para a maioria dos gabinetes eletrônicos. A adição de retardadores de chama normalmente reduz a resistência ao impacto em 15–25%, de modo que o teor de borracha e o tamanho das partículas nas formulações FR-ABS são frequentemente ajustados para cima para compensar.
ABS de grau de galvanoplastia
Projetado para galvanoplastia com cromo e requer controle muito específico da morfologia das partículas de borracha. A fase de borracha de butadieno é seletivamente gravada pelo ácido crômico durante o pré-tratamento, criando uma superfície micro-rugosa que ancora a camada metálica. ABS de grau de galvanoplastia normalmente tem maior teor de butadieno (20–25%) e distribuição de tamanho de partícula cuidadosamente controlada. As peças devem ser moldadas sob condições rigorosamente controladas – quaisquer marcas de afundamento, linhas de fluxo ou tensão residual aparecerão na superfície revestida como defeitos.
ABS Transparente (MABS)
O ABS convencional é opaco porque a fase de borracha possui um índice de refração diferente da matriz SAN, espalhando a luz. Classes transparentes – às vezes chamadas de MABS ou ABS-T – substituem a borracha de butadieno pela borracha de metilmetacrilato-butadieno-estireno (MBS), cujo índice de refração corresponde à matriz SAN. O resultado é um material com transmitância de luz de 85–90% que ainda apresenta boa resistência ao impacto, utilizado em embalagens de cosméticos, difusores de iluminação e dispositivos médicos.
ABS para impressão 3D (grau FDM)
O ABS foi um dos primeiros materiais usados na impressão 3D de modelagem por deposição fundida (FDM) e continua amplamente utilizado apesar da concorrência do PLA e PETG. O ABS de grau FDM é produzido a partir do mesmo polímero base, mas deve atender a especificações rígidas de índice de fluidez ( normalmente 5–20 g/10 min a 220°C/10 kg ), teor de umidade (<0,1%) e uniformidade do pellet antes de ser extrudado em filamento em diâmetros de 1,75 mm ou 2,85 mm com tolerância de ±0,02 mm.
Controle de qualidade durante a fabricação de ABS
A produção de ABS está sujeita a um rigoroso controle de qualidade em todas as etapas, desde a pureza do monômero bruto até o teste final do pellet. A seguir estão os principais parâmetros de qualidade monitorados na fabricação industrial de ABS:
| Propriedade | Método de teste | Faixa típica para ABS de uso geral |
|---|---|---|
| Índice de fluxo de fusão (MFI) | ISO 1133/ASTM D1238 | 5–30 g/10 min (220°C, 10 kg) |
| Resistência ao impacto Izod (entalhado) | ISO 180/ASTM D256 | 150–400J/m |
| Resistência à tração na ruptura | ISO 527/ASTM D638 | 38–50 MPa |
| Módulo Flexural | ISO 178/ASTM D790 | 2.000–2.800 MPa |
| Temperatura de deflexão térmica (HDT) | ISO 75/ASTM D648 | 80–100°C a 1,82 MPa |
| Conteúdo de umidade | Karl Fischer / Perda na secagem | <0,2% (para processamento) |
| Conteúdo residual de monômero | Análise de headspace de GC | <100 ppm total de VOCs (graus de contato com alimentos) |
| Cor (Índice de Amarelecimento) | ASTM E313 | <10 (graus brancos naturais) |
O tamanho e a distribuição das partículas de borracha são caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) ou espalhamento dinâmico de luz (DLS) no estágio de látex. O grau de enxerto – a fração de SAN quimicamente ligada às partículas de borracha – é medido por extração com solvente e é um parâmetro crítico para garantir uma boa compatibilidade entre as fases de borracha e matriz. Uma eficiência de enxerto abaixo de cerca de 20–30% normalmente resulta em desempenho de impacto inferior devido à má adesão da matriz de borracha.
Considerações ambientais na produção de ABS
A produção de ABS tem vários desafios ambientais que a indústria tem trabalhado para enfrentar:
- Toxicidade da acrilonitrila: A acrilonitrila é classificada como provável carcinógeno humano (Grupo 2A, IARC) e requer controles rigorosos de emissões nas plantas de polimerização de ABS. Os limites de exposição no local de trabalho são normalmente definidos em 1–2 ppm TWA na maioria das jurisdições.
- Águas residuais do processo de emulsão: A rota de emulsão gera volumes significativos de águas residuais de coagulação contendo surfactantes, agentes de coagulação e vestígios de monômeros que requerem tratamento biológico antes da descarga.
- Reciclabilidade: O ABS é tecnicamente reciclável (código de identificação de resina nº 7 ou, às vezes, nº 9 em sistemas específicos), mas os fluxos mistos de resíduos plásticos dificultam a coleta e a classificação. O material reciclado de ABS pós-industrial é rotineiramente reutilizado na composição, mas as taxas de reciclagem de ABS pós-consumo permanecem baixas em todo o mundo.
- Desenvolvimento de ABS de base biológica: Estão em andamento programas de pesquisa para produzir acrilonitrila de base biológica a partir de propano ou ácido 3-hidroxipropiônico (bio-3-HPA), o que reduziria a dependência da ABS do propileno derivado de fósseis. Várias empresas, incluindo Asahi Kasei e INEOS, anunciaram programas de bio-AN em escala piloto a partir de 2023.
- Comparação com plástico de náilon de engenharia: Do ponto de vista da pegada de carbono, plástico de náilon de engenharia (PA6, PA66) e ABS têm pegadas de carbono semelhantes do início ao fim – cerca de 5–7 kg CO2e por kg de polímero – embora os números exatos variem significativamente com a fonte de energia e a eficiência da produção. Bancos de dados de ACV como ecoinvent 3.9 (2023) podem ser consultados para valores mais precisos.
Como o ABS é processado após a fabricação
Depois que os pellets de ABS saem da linha de composição, eles são processados por conversores posteriores em peças acabadas. Os três métodos de processamento dominantes são moldagem por injeção, extrusão e termoformagem, cada um dos quais aproveita o excelente comportamento de processamento por fusão do ABS.
Moldagem por injeção
A moldagem por injeção é responsável pela maior parte do consumo de ABS. O ABS é seco a <0,1% de umidade antes do processamento (normalmente 2–4 horas a 80°C) e depois derretido no barril a 200–240°C e injetado em um molde de aço sob pressões de 50–150 MPa. Temperaturas de molde de 40 a 80°C são usadas dependendo do acabamento superficial necessário e do tempo de ciclo. A contração do ABS no molde é normalmente 0,4–0,7% , significativamente menor do que o plástico de náilon de engenharia (0,8–2,0%), o que simplifica o projeto do molde e proporciona melhor precisão dimensional.
Extrusão
A folha e o perfil ABS são produzidos por extrusão de parafuso único ou duplo. As espessuras das folhas variam de 0,5 mm a 10 mm e são amplamente utilizadas em aplicações de termoformagem, incluindo revestimentos internos de refrigeradores, bagagens e caixas de equipamentos médicos. A extrusão de tubo ABS é usada em sistemas de encanamento de drenagem-resíduos-ventilação (DWV) na América do Norte, onde o tubo ABS compete com o tubo de PVC com base na flexibilidade de instalação em temperaturas mais baixas.
Termoformagem
A folha ABS é facilmente termoformada em temperaturas de 150–175°C , bem abaixo da janela de processamento da maioria dos tipos de plástico de náilon de engenharia. O ABS termoformado é usado em painéis internos de veículos, displays em pontos de venda e caixas de grande formato para equipamentos industriais. O material pode ser trefilado em proporções profundidade-diâmetro de até 1:1 sem problemas de desbaste em operações de conformação especializadas.
Mercado Global de ABS e Principais Produtores
O mercado global de ABS foi avaliado em aproximadamente 25–27 mil milhões de dólares em 2022 e deverá crescer a uma taxa CAGR de 4-5% até 2028, impulsionada pela redução do peso automóvel, pela procura de produtos eletrónicos de consumo e pela adoção da impressão 3D (MarketsandMarkets, Grand View Research, 2023). A Ásia-Pacífico domina a produção, com a China, a Coreia do Sul e Taiwan respondendo por mais de 65% da capacidade global de ABS .
Os principais produtores globais de ABS incluem:
- INEOS Styrolution — o maior produtor mundial de estirênicos, com operações de ABS na Alemanha, Bélgica e EUA
- LG Química — grande produtor de ABS na Coreia do Sul, fornecendo OEMs automotivos e eletrônicos em todo o mundo
- SABIC — fornece ABS e ligas ABS especiais para aplicações automotivas e médicas
- Corporação Chi Mei (Taiwan) — um dos maiores produtores de ABS na Ásia-Pacífico
- Indústrias Toray — produz ligas plásticas de ABS e ABS/náilon de engenharia para aplicações de alto desempenho
- Trinseo — Produtor norte-americano e europeu de ABS com foco em eletrônicos e médicos
No segmento de plástico de náilon de engenharia, os principais concorrentes do ABS em áreas de aplicação sobrepostas incluem BASF (Ultramid PA6 e PA66), DuPont (náilon Zytel) e Lanxess (Durethan), todos os quais oferecem classes com enchimento de vidro que desafiam o ABS reforçado em termos de resistência ao calor e rigidez.
Perguntas frequentes sobre fabricação de ABS
O que ABS representa em plástico?
ABS significa Acrilonitrila Butadieno Estireno . Cada palavra refere-se a um dos três monômeros dos quais o polímero é feito: acrilonitrila (A), butadieno (B) e estireno (S). O material é chamado de terpolímero porque incorpora três blocos de construção químicos distintos, em vez de um (homopolímero) ou dois (copolímero).
O ABS é um termoplástico ou termofixo?
ABS é um termoplástico . Isso significa que ele amolece e flui quando aquecido acima de sua temperatura de transição vítrea (aproximadamente 105°C) e solidifica novamente no resfriamento, sem sofrer qualquer alteração química. Este comportamento permite que o ABS seja reprocessado e reciclado. Isso contrasta com os termofixos, como as resinas epóxi ou fenólicas, que se reticulam permanentemente durante a cura e não podem ser fundidas novamente.
Qual é a diferença entre ABS em emulsão e ABS em massa?
Emulsão ABS é feita pela polimerização dos três monômeros em um sistema de emulsão à base de água, que permite um controle muito preciso do tamanho das partículas de borracha e produz ABS com excelente resistência ao impacto. O ABS a granel (massa) dissolve a borracha diretamente na mistura de monômeros sem água, o que dá melhor cor e menores níveis de monômeros residuais mas um pouco menos resistência ao impacto. A maior parte do ABS comercial é produzida por polimerização em emulsão, mas os graus a granel são preferidos para aplicações médicas e de contato com alimentos.
Como o ABS se compara ao plástico de náilon de engenharia em termos de resistência?
O ABS de uso geral tem resistência à tração de 38–50 MPa e módulo de flexão de 2.000–2.800 MPa. Não preenchido plástico de náilon de engenharia (PA66) tem resistência à tração semelhante (80 MPa condicionado), mas é afetado significativamente pela umidade, caindo para 50–60 MPa quando equilibrado a 50% de umidade relativa. O náilon preenchido com vidro (30% GF PA66) atinge resistência à tração de 180–200 MPa e módulo de flexão de 9.000–11.000 MPa, excedendo em muito o ABS padrão. O ABS preenchido com vidro atinge apenas 75–100 MPa de tração e módulo de flexão de 5.000–7.000 MPa, tornando-o mais fraco do que o náilon preenchido com vidro equivalente em uma base estrutural.
Por que o ABS fica amarelo com o tempo?
O ABS fica amarelo porque a fase de borracha de butadieno é suscetível a Oxidação induzida por UV . As ligações duplas nas cadeias de polibutadieno reagem com o oxigênio e a luz UV para formar produtos de degradação cromófora (grupos carbonila e hidroxila) que são absorvidos no espectro visível, causando uma descoloração amarela ou marrom. Estabilizadores de UV (HALS - estabilizadores de luz de amina impedida - e absorvedores de UV) são adicionados ao ABS para uso externo para retardar esse processo. Os graus de ABS retardadores de chama e estabilizados pelo calor também são mais propensos ao amarelecimento devido à interação dos sistemas estabilizadores com a fase de borracha nas temperaturas de processamento.
O ABS pode ser reciclado?
Sim, o ABS pode ser reciclado mecanicamente. O material reciclado de ABS pós-industrial é rotineiramente reprocessado em operações de composição com perda mínima de propriedade se a umidade for controlada e o histórico térmico não for excessivo. A reciclagem de ABS pós-consumo é mais desafiadora devido à contaminação, mistura com outros plásticos e perda de resistência ao impacto devido à degradação da borracha de butadieno durante o serviço. A reciclagem química do ABS – decompondo-o nos seus monómeros constituintes – é tecnicamente possível através da pirólise, mas continua a ser dispendiosa e ainda não é amplamente comercializada em 2024.
Qual é a diferença entre ABS e HIPS?
O poliestireno de alto impacto (HIPS) é produzido por um mecanismo de endurecimento de borracha semelhante ao ABS – borracha de polibutadieno dispersa em uma matriz de poliestireno – mas sem acrilonitrila. Como resultado, o HIPS tem menor resistência à tração (25–35 MPa vs. 38–50 MPa para ABS), menor resistência química e menor temperatura de deflexão térmica, mas é significativamente mais barato. O HIPS é usado onde o custo é fundamental (embalagens descartáveis, displays em pontos de venda), enquanto o ABS é preferido onde o desempenho é importante.
Qual é o papel do copolímero de enxerto no ABS?
O copolímero de enxerto – cadeias SAN quimicamente ligadas à superfície das partículas de borracha de polibutadieno – atua como um compatibilizante entre as fases borracha e matriz . Sem enxerto, as partículas de borracha seriam simplesmente incompatíveis com a matriz SAN e se soltariam sob tensão, em vez de se deformarem para absorver energia. O invólucro SAN enxertado liga fisicamente as duas fases, garantindo que a tensão seja transferida de forma eficiente da matriz para as partículas de borracha durante o impacto, permitindo que os mecanismos de cavitação e fissuras de dissipação de energia operem.
Como o ABS é usado na indústria automotiva?
O ABS é amplamente utilizado em aplicações de interiores automotivos: painéis de instrumentos, painéis de acabamento de portas, tampas de pilares, caixas de espelhos internos e revestimentos de encostos de bancos. O ABS de grau de galvanoplastia é usado para acabamento externo, incluindo bordas da grade, maçanetas das portas e capas dos espelhos. O ABS retardador de chamas é usado em caixas de conectores elétricos e tampas de caixas de fusíveis. Em muitas destas aplicações, o ABS compete diretamente com plástico de náilon de engenharia (PA6, PA66), com a escolha dependendo da resistência ao calor exigida, exposição química e especificações de acabamento superficial de cada peça.
O que acontece se o ABS não for seco antes do processamento?
O ABS absorve a umidade da atmosfera, normalmente atingindo 0,2–0,3% de umidade em equilíbrio nas condições ambientais. Se processada sem secagem, a umidade vaporiza no barril quente e cria marcas de expansão, listras prateadas e bolhas superficiais na peça moldada. Em casos graves, a degradação hidrolítica da matriz SAN pode reduzir o peso molecular, diminuindo permanentemente a resistência ao impacto e a viscosidade do fundido. A prática padrão é secar os pellets de ABS a 80°C por 2–4 horas em um secador desumidificador até menos de 0,1% de umidade antes do processamento. Este requisito de secagem é semelhante, mas menos exigente do que o plástico de náilon de engenharia, que deve ser seco mais completamente (4–8 horas a 80–90°C) devido à maior absorção de umidade.
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