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• Jahira Morales

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DOCENTE: Ing. Manuel Patricio Mota ALUMNOS: -

Ávila Julca, Cain Barrionuevo Carrión, Pablo Broncano Cabana, Milagros Chavez Quijano, Santiago

CURSO: Ingeniería de Materiales

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

INDICE 1.

INTRODUCCION ..................................................................................................... 3

2.

DESARROLLO DEL TEMA .................................................................................... 4 2.1

ANTECEDENTERS ........................................................................................... 4

2.2

DEFINICION DE ABS....................................................................................... 4

2.3

OBTENCION ..................................................................................................... 5

2.3.1. PROCESO DE POLIMERIZACIÓN EN EMULSIÓN ............................ 5 2.3.2. PROCESO POLIMERIZACIÓN EN MASA ............................................. 6 2.3.3. PROCESO DE POLIMERIZACIÓN EN MASA-SUSPENSIÓN ............ 8 2.4

CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES ........................................................ 8

2.5

USOS DE PVC ................................................................................................... 9

2.5.1

PIEZAS DE AUTOMÓVILES ................................................................. 9

2.5.2

ELECTRODOMESTICOS..................................................................... 10

2.5.3 MÁQUINAS DE OFICINA, CARCASAS, DE PRDENADORES Y TELEFONOS ......................................................................................................... 10 3.

IMPACTO AMBIENTAL ....................................................................................... 10 3.1. RECICLADO DEL ABS .................................................................................... 10

4.

CONCLUSIONES ................................................................................................... 12

5.

BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 13

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1. INTRODUCCION En el presente trabajo se mostrará la definición, obtención mostrando cada proceso detalladamente para poder realizar una mejor compresión acerca de este material, demostrando las finalidades que tiene este en su utilización, ya que hoy en día este material es indispensable para la fabricación de diversos instrumentos domesticos, mecánicos y usos diversos de oficina.

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2. DESARROLLO DEL TEMA 2.1 ANTECEDENTERS En 1843, Ferdinand Redtenbacher (1809-1895) estudio el óxido de acrinoleína con un óxido de plata acuoso y ácido acrílico isolatado. Posteriormente, Friedrich Beilstein (1838-1883) produjo ácido acrílico mediante la destilación de ácidos hidro acrílicos en 1862. La investigación continuó con los esfuerzos de Edward Frankland (1825-1899), Duppon, Scheneider, Richard Erlenmeyer (1825-1909), Engelhorn, Carpay y Tollens quien compenso los esfuerzos fue un químico francés Charles Maureu (1803-1929) quien descubrió el acrilonitrilo en 1893. Él demostró que era nitrilo del ácido acrílico. Durante la Primera Guerra Mundial, el acrilonitrilo fue propuesto a trabajar en la manufactura del caucho sintético. Con la restauración del comercio después de la guerra, el abastecimiento del caucho natural se incrementó y lo hizo un sintético menos ventajoso, algunas compañías comenzaron a investigar otras aplicaciones del acrilonitrilo. La fibra sintética industrial fue una de las primeras opciones investigadas. Los desarrollos en las fibras acrilonitrilo fueron obstaculizar hasta que los solventes apropiados fueron descubiertos, lo que permitió a las fibras ser formadas por hilado en seco o mojado. En 1942, DuPont introdujo las fibras de poliacrílico bajo el nombre de Orlon, iniciando su producción a principios de 1950. El primer uso del copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), fue en la fabricación de equipaje ocurrido en 1948, patentándolo el mismo año. En 1996, el ABS fue usado por primera vez en el exterior de las superficies de los helicópteros. La dureza del copolímero de acrilonitrilo estireno lo hizo conveniente para muchos usos, sus limitaciones condujeron a la introducción de un caucho (butadieno) como un tercer monómero y a partir de aquí nació la gama de materiales popularmente designados como plásticos ABS. Estos llegaron disponibles a partir de 1950 y la variabilidad de estos copolímeros y la facilidad del proceso ha permitido al ABS llegar a ser polímero más popular de la ingeniería. 2.2 DEFINICION DE ABS El acrilonitrilo butadieno estireno o ABS es un termoplástico duro, resistente al calor y a los impactos. Es un copolímero obtenido de la polimerización del estireno y acrilonitrilo en la presencia del polibutadieno, resultado de la combinación de los tres monómeros, originando un plástico que se presenta en una gran variedad de grados dependiendo de las proporciones utilizadas de cada uno.

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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Básicamente, el estireno contribuye a la facilidad de las características del proceso, el acrilonitrilo imparte la resistencia química e incrementa la dureza superficial y el butadieno contribuye a la fuerza de impacto y dureza total. Las porciones pueden variar del 15-35% de acrilonitrilo, 5-30% de butadieno y 40-60% de estireno. El resultado es una larga cadena de polibutadieno entrecruzada con cadenas más cortas de poli (estireno-co-acrilonitrilo). Los grupos nitrilo de las cadenas vecinas, siendo polares, atacan cada una de las bandas de las cadenas juntas haciendo el ABS más fuerte que el poliestireno puro. . 2.3 OBTENCION 2.3.1. PROCESO DE POLIMERIZACIÓN EN EMULSIÓN El proceso de polimerización en emulsión involucra dos pasos. Se produce un látex de caucho y luego se polimeriza el estireno y el acrilonitrilo en presencia del caucho para producir un látex de ABS. Este látex luego es procesado para aislar a la resina ABS. El látex de caucho es usualmente producido en reactores en batch. El caucho puede ser polibutadieno o un copolímero de 1,3–butadieno y acrilonitrilo o estireno. El látex normalmente tiene un contenido entre un 30 a un 50% de polímero y el resto principalmente es agua. Los reactores para obtener polibutadieno pueden ser de acero inoxidable o de acero vidriado. La velocidad de reacción es limitada por la capacidad del encamisado de refrigeración para extraer calor y la reacción dura entre 12 y 24 hrs. En la figura se representa un proceso para obtener ABS en el cual el látex de caucho se forma a partir de polibutadieno. Luego de producido el látex, es sujeto a una posterior polimerización en presencia de los monómeros estireno y acrilonitrilo para producir el látex de ABS. Este puede ser producido en batch, semicontinua o en reactores continuos. La reacción se realiza a 55-75° C a presión atmosférica en reactores de acero inoxidable o acero vidriado. El polímero ABS es recuperado a través de la coagulación del látex ABS. La coagulación es usualmente lograda por la adición de un agente ( CaCl2, NaCl, H2SO4)al látex que desestabiliza la emulsión. La coagulación se hace a elevadas temperaturas (80-100°C). La pasta es luego desaguada por filtración o centrifugación. La resina húmeda es secada para obtener una en bajo contenido en humedad. 5

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL El proceso de emulsión para hacer ABS se viene practicando desde principios de los años 50’s. 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 métodos. La mezcla de los componentes y la transferencia del calor de reacción en una polimerización en emulsión es lograda con mayor facilidad debido a la baja viscosidad y las buenas propiedades térmicas del agua. Los requerimientos de energía son generalmente más grandes que para otros procesos debido a la energía usada para la recuperación del polímero. El proceso además tiene un gran gasto en tratamiento de aguas residuales de proceso por la cantidad de agua usada.

2.3.2. PROCESO POLIMERIZACIÓN EN MASA En el proceso de masa ABS la polimerización es conducida más que en agua en un monómero. Este proceso usualmente consiste en una serie de dos o más reactores continuos en el cual el caucho usado en este proceso es comúnmente una solución polimerizada de polibutadieno lineal (o un copolímero conteniendo estireno), aunque algunos procesos de masa utilizan una emulsión polimerizada ABS con un alto contenido en caucho. Si un caucho lineal es usado como alimentación para el proceso de masa, el caucho se vuelve insoluble en la mezcla de monómeros y el copolímero SAN 6

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL (estireno-acrilonitrilo) que se forma en los reactores; este caucho que no solubiliza forma partículas discretas de caucho. Esto se llama inversión de fase porque se parte de una fase continua de caucho para pasar a una fase continua de SAN con partículas discretas de caucho inmersas en la matriz SAN. El injerto del SAN en las partículas de caucho ocurre como en el proceso de emulsión. Típicamente el proceso masa produce partículas más grandes (0.5 a 5 mm) que aquellas basadas en el proceso en emulsión (0.1 a 1 mm) y contiene oclusiones más grandes de polímero SAN. El recipiente de reacción incluye iniciadores de polimerización, agentes de cadena y otros aditivos. Diluyentes son a veces usados para reducir la viscosidad de la mezcla de monómero y polímero facilitando el proceso de la conversión. La mezcla de monómeros de acrilonitrilo y estireno en presencia del polibutadieno es polimerizada a través de un cambio de fase hasta aproximadamente un 30% de conversión bajo suficientes condiciones de corte para prevenir el entrecruzamiento del caucho. El jarabe prepolimerizado es bombeado a un polimerizador en masa donde la conversión 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 polimerización es removido por evaporación, transferencia de calor a través de las paredes del reactor y calentamiento del monómero que va a ser cargado. Los vapores son condensados, reciclados y alimentan la corriente de monómeros que son cargados. Después de la reacción el polímero es bombeado a un evaporador donde los monómeros que no reaccionaron son removidos bajo aspiración a temperaturas de 150° C. Normalmente cerca del 5-30% de la corriente de alimentación es removida por no reaccionar y reciclada. El producto resultante es resina ABS y es luego paletizada. El proceso de masa ABS fue originalmente adaptado del proceso para obtener poliestireno. Este proceso tiene dos ventajas inherentes sobre la polimerización por suspensión y por emulsión. Una es que el agua residual de tratamiento es mínima y otra es el ahorro de energía por evitar la etapa de separación y secado de la resina del agua de proceso. Otra ventaja es que produce ABS poco pigmentado, incluso algo traslucido, lo que reduce la concentración de colorantes necesarios. Generalmente es más eficiente a modificaciones por impacto que el realizado por emulsión, sin embargo, la cantidad de caucho que se puede incorporar está limitada por limitaciones

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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL del proceso respecto a la viscosidad. El brillo superficial es menor debido a que las partículas de caucho son mayores.

2.3.3. PROCESO DE POLIMERIZACIÓN EN MASA-SUSPENSIÓN El proceso de suspensión utiliza una reacción en masa para producir una mezcla en la que hay material parcialmente convertido en polímero y monómeros y luego emplea una técnica de reacción en suspensión para completar la polimerización. Este es un proceso de tipo batch. La reacción en masa es igual que la que se describió para el proceso en masa. Se usa un caucho lineal, y las partículas de caucho que se forman durante la inversión de fase son similares. Cuando la conversión del de los monómeros es aproximadamente de un 15 a un 30%, la mezcla de polímeros y monómeros que no reaccionaron son suspendidos en agua con la introducción de un agente de suspensión. La reacción es continuada hasta que un gran grado de conversión de monómeros es alcanzado. Los monómeros que no reaccionaron son separados antes de que el jarabe se centrifugue y seque. La morfología y propiedades de la suspensión son similares a aquellas que se obtienen el proceso de polimerización en masa pero con las ventajas de la técnica en emulsión respecto a la baja viscosidad y la capacidad del agua de remover el calor. 2.4 CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES  El rasgo más importante del ABS es su gran tenacidad, incluso a baja temperatura (sigue siendo tenaz a -40 °C).  Además, es duro y rígido, tiene una resistencia química aceptable, baja absorción de agua, y por lo tanto buena estabilidad dimensional, alta 8

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL resistencia a la abrasión, y puede recubrirse con una capa metálica con facilidad.  Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques químicos y estabilidad a alta temperatura, así como dureza, propiedades muy apreciadas en ciertas aplicaciones como son equipos pesados o aparatos electrónicos.  Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos. El bloque de estireno aporta resistencia mecánica y rigidez.

2.5 USOS DE PVC En el punto donde se habla del mercado del ABS se expondrán datos cuantitativos de los usos del ABS, pero podemos decir que se aplica para diferentes productos, entre los cuales se puede nombrar: 2.5.1 PIEZAS DE AUTOMÓVILES El ABS se caracteriza por ser un material muy fuerte y liviano, lo suficientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricación de piezas para automóviles. El empleo de plásticos como ABS hace más livianos a los autos (un paragolpes hecho con este material puede sostenerse con una sola mano), lo que promueve una menor utilización de combustible y por ende menor contaminación. 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. 9

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Aplicaciones del exterior del automóvil pueden ser la parrilla del radiador, cuna de faros, alojamiento del espejo. 2.5.2

ELECTRODOMESTICOS

Recubrimiento interior y exterior de las puertas de las heladeras, Carcasa de aparatos eléctricos como taladros, televisores, radios, aspiradoras, máquinas de coser y secadores de pelo, etc. 2.5.3

MÁQUINAS DE OFICINA, CARCASAS, DE PRDENADORES Y TELEFONOS Productos atractivos con elegante diseño y gran calidad crean una sensación de confort en la oficina y en el hogar. El ABS puede crear excitantes y variadas combinaciones de colores. También puede ser cromado, estampado o metalizado. Dependiendo el molde utilizado, las superficies pueden ser opacas, brillantes o satinadas.

3. IMPACTO AMBIENTAL 3.1. RECICLADO DEL ABS

A nivel mundial la mayor parte de los materiales usados no son recuperados al final de su vida útil, los plásticos tampoco, salvo casos muy específicos. Esto es debido a su gran variedad y su heterogeneidad, junto a su relativa “juventud” respecto a los materiales convencionales y su generalmente bajo costo unitario. En las últimas décadas se ha expandido el conocimiento de las enormes posibilidades que ofrece la reutilización o el reciclado de los materiales plásticos. Cuando utilizamos productos reciclados disminuye la contaminación en general y el consumo de energía. Esto implica la utilización de menos combustibles fósiles, que a su vez, generaría menos CO2 que no contribuiría al cambio climático. En un documento Informativo de Aplicación Tecnológica llamado “Recycling and Design - Recommendations for Design and Production” de la Empresa Bayer, se encuentra lo siguiente: “Mientras el objetivo generalmente debe ser alcanzar la mayor vida de servicio posible del producto, los desarrollos innovadores como “los aparatos eléctricos ecológicos” puede significar que el reemplazo del producto más rápido tiene más sentido del ángulo económico y ecológico. Un desembolso menor unido con una forma atractiva de re-uso, o una disposición final económica, hoy constituye un factor importante en desarrollo de producto (costo / eficiencia). 10

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Cada componente debe tener una disposición propia y esta debe estar especificada, en función de su nivel de contaminación y la calidad del producto residual.

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4. CONCLUSIONES  

Se ha comprobado que la incorporación del GTR en el ABS, no modifica las propiedades térmicas de la mezcla en términos de estructura interna, debido a la poca interacción entre el polímero y el refuerzo. El ABS al ser un material amorfo, sólo presenta- 16 Afinidad LXVIII, 557, Enero - Marzo 2012 rá transiciones vítreas, y en concreto se han determinado dos temperaturas de transición vítrea, lo que demuestra la existencia de dos fases incompatibles en los contenidos del ABS.

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5. BIBLIOGRAFIA  http://www.plastico.com/temas/PVC,-Cuales-son-sus-efectos-en-el-ambiente-y-lasaludhumana+3027117

 https://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilo  https://www.textoscientificos.com/polimeros/pvc  http://www.habasit.com/es/policloruro-vinilo.htm

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