Acrilonitrila butadieno estireno

Desenvolvido em 1948 nos Estados Unidos com a intenção de ser um polímero extremamente resistente,^[6] ou seja, com alta capacidade de não sofrer alterações estruturais apesar de grande estresse mecânico.^[7] Nos anos 1960 os plásticos passaram a ser amplamente utilizados em diversos processos substituindo materiais que até então eram considerados indispensáveis como vidro, madeira, algodão, celulose e até metais.^[8] Com a fabricação em larga escala, diversas formas de plásticos passaram a ser usadas no cotidiano das famílias do mundo inteiro, como garrafas PET, recipientes de plásticos, descartáveis e posteriormente eletroeletrônicos, onde o ABS é um dos principais plásticos a serem utilizados.^[9] Na atualidade vive-se em um mundo no qual grande parte de tudo que se utiliza é plastico, em que a produção desses componentes é desenfreada e seu descarte altamente irresponsável,^[10] o que gerou numa dependência de um composto derivado de fontes não renováveis.^[11]

O ABS é um copolímero derivado da síntese de três monômeros: acrilonitrila, butadieno e estireno.^[12] A acrilonitrila é um monômero sintético produzido a partir da amoxidação catalítica do hidrocarboneto propileno e amoníaco;^[13] o butadieno é um alceno que se obtém a partir da desidrogenação do butano,^[14] um dos processos de obtenção economicamente viáveis; e o estireno produz-se a partir da desidrogenação do etilbenzeno, um hidrocarboneto aromático obtido na reação do etileno com o benzeno.^[15]

O copolímero do ABS é obtido através da polimerização da acrilonitrila e do estireno na presença do polibutadieno. As proporções desta composição podem variar de 15% a 35% de acrilonitrila e 40% a 60% de estireno, com 5% a 30% de butadieno.^[16] O resultado é uma longa cadeia de polibutadieno interligada por cadeias curtas de acrilonitrila com estireno, poli(estireno-co-acrinolitrila).^[17] Os grupos de nitrilas das cadeias vizinhas, por serem polares, atraem-se uns aos outros ligando as cadeias, fazendo assim com que o ABS seja mais resistente que o poliestireno puro, vulgarmente conhecido por esferovite. O estireno confere-lhe uma superfície brilhante e impenetrável, e o butadieno, que é uma substância borrachosa, dá-lhe uma flexibilidade que se estende às temperaturas baixas.

As resinas ABS podem ser encontradas em tipos adequados para moldagens por injeção, extrusão, por sopro, expansível e para conformações a quente. Alguns tipos de ABS são compostos com outros tipos de resinas tendo a finalidade de atingir propriedades especiais. O ABS é característico pela facilidade na sua moldagem. Outras resinas ABS são empregadas para alterar a rigidez do PVC para sua utilização em tubos, chapas e peças moldadas.

Custo de produção

A produção de 1 kg de ABS requer o equivalente a cerca de 2 kg de petróleo como matéria-prima. Ainda na consideração de custo de produção deve ser levado em consideração a energia gasta na produção do plástico, entre outros custos fixos o que ainda assim, configura o copolímero ABS em um plastico de baixo custo e com bom relação custo-beneficio quando considerada sua durabilidade e resistência mecânica.^[18]

De um modo geral, os termoplásticos apresentam elevada resistência ao impacto, mais fácil processamento e maior capacidade de adaptação a projetos de natureza complexa do que os termofixos. O ABS, embora muito tenaz, duro e rígido, possui resistência química aceitável, essa que pode ser aumentada dependendo da quantidade de acrilonitrila presente na sua composição, baixo índice de absorção de água e, portanto, bastante estabilidade dimensional.^[19] Além disso, apresenta ainda alta resistência à abrasão. E algumas das suas composições são facilmente submetidas à galvanoplastia. Fisicamente, é um material leve, fácil de moldar mas ainda assim resistente, oferecendo um bom equilíbrio entre resistência à tração, ao impacto e à abrasão, dureza superficial, rigidez, resistência ao calor, resistência química e características eléctricas e mantém as suas propriedades em baixas temperaturas.^[20] Este material cede plasticamente quando submetido a grandes esforços, de modo que o problema do seu alongamento raramente adquire importância significativa nos projetos em que este é usado. Normalmente a peça pode ser curvada além do seu limite de elasticidade sem que chegue romper-se, embora enfraqueça por fadiga.

As propriedades mecânicas mais importantes do ABS são a resistência e a dureza. A grande vantagem do ABS é o facto de se tratar de um material que combina a força e rigidez dos polímeros na elevada massa molecular da acrilonitrila e do estireno, com a resistência da borracha de polibutadieno. As propriedades deste material são criadas pelo enrijecimento da borracha, em que partículas finas de elastómero são distribuídas ao longo da matriz rígida.^[16] Na maioria das aplicações o ABS pode ser usado entre -25°C e 80 °C^[21] sendo que as suas propriedades mecânicas variam com a temperatura. Podem fazer-se uma variedade de modificações para melhorar a resistência ao impacto, a dureza e a resistência ao calor. A resistência ao impacto cresce aumentando as proporções do polibutadieno em relação à acrilonitrila e ao estireno, dando-lhe uma maior flexibilidade, todavia, isto causa modificações noutras propriedades como é o caso da sua dureza. Mas a resistência ao impacto não desce rapidamente em baixas temperaturas e a estabilidade sobre carga é excelente com cargas limitadas.

No entanto, há modificações que não implicam variação nas proporções dos monômeros deste copolímero termoplástico. As propriedades finais do ABS também vão depender, até certo ponto, das condições nas quais o material é processado para se formar o produto final. Como, por exemplo, a moldagem a altas temperaturas, que aumenta o acabamento brilhante e a resistência à temperatura, enquanto que a maior dureza e resistência ao impacto são obtidas na moldagem a baixas temperaturas. Embora os plásticos fortes de ABS sejam largamente usados para propósitos mecânicos, eles também apresentam boas propriedades eléctricas com uma constância aceitável sobre um largo espectro de frequências.^[21] Estas propriedades são muito pouco afetadas pela temperatura e pela umidade atmosférica numa aceitável gama operacional de temperaturas.^[22]

Os polímeros de ABS são resistentes a alcalinos, ácidos aquosos, ácidos hidro clorídrico e fosfórico concentrados, álcoois e óleos animais, vegetais e minerais, mas são inchados por ácido acético glacial, que é o componente ácido do vinagre, tetracloreto de carbono e hidrocarbonetos aromáticos; são atacados pelos ácidos sulfúrico e nítrico concentrados; e são ainda solúveis em ésteres, cetonas, de que a acetona é um exemplo, e organoclorado de etileno.^[21] As características de envelhecimento dos polímeros são provocadas pela quantidade de polibutadieno e, por isto, é normal incluírem-se antioxidantes na sua composição. O ABS é inflamável quando exposto a altas temperaturas, como as da combustão de madeiras numa fogueira; começa por atingir a fervura e depois rebenta em intensas e espetaculares chamas quentes. As características de impacto das resinas ABS são excepcionais à temperatura ambiente, e em determinados tipos de resinas chegam a resistir às temperaturas baixas de -40 °C.

O copolímero ABS é utilizado em diversos produtos na indústria, comércio e nas residência, já que suas propriedades físicas químicas e mecânicas podem ser manipuladas em sua síntese (vide síntese) e por seu baixo custo, algumas de suas aplicações são expostas na tabela abaixo:

• Borracha
• Copolímero
• Plástico
• Termoplástico

• TextosCientíficos, ABS. (em Castelhano)
• Parma Plast, descrição do ABS. (em Inglês)
• Machinist-Materials, tabela de comparação de plásticos. (em Inglês)