Acrilonitrila butadieno estireno

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Acrilonitrila butadieno estireno
Alerta sobre risco à saúde
ABS Monomers V3.svg
Identificadores
Número CAS 9003-56-9
Propriedades
Fórmula molecular (C8H8·C4H6·C3H3N)n
Ponto de fusão

105 °C[1]

Solubilidade em água insolúvel [2]
Solubilidade insolúvel em etanol e óleos minerais [2]
solúvel em acetona, butanona e diclorometano [2]
Compostos relacionados
Compostos relacionados Acrilonitrila, Butadieno e Estireno (monômeros)
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.
Monômeros acrilonitrila, butadieno e estireno sofrem polimerização para se tornar o copolímero ABS

Acrilonitrila butadieno estireno, cuja sigla ABS deriva da forma inglesa acrylonitrile butadiene styrene, é um copolímero composto pela combinação de acrilonitrila, butadieno e estireno. A sua fórmula química é (C8H8·C4H6·C3H3N)n, e a proporção exata de cada componente na composição do copolímero depende da utilização final do produto para que este se destina. O resultado físico deste copolímero é um material termoplástico rígido e leve, com alguma flexibilidade e resistência na absorção de impacto, muito comum na fabricação de produtos moldados para usos diversos. Esta resina sintética termoplástica pode assumir quaisquer formas e cores, por moldagem térmica a altas temperaturas e adição de pigmentos. A coloração do ABS possibilita a reprodução de cores muito vívidas e saturadas, e varia, nas suas propriedades de reflexão e refracção da luz, de um transparente muito claro e límpido a um opaco completamente estanque. Este plástico é também muito usado pelo acabamento de alto brilho que permite, conjuntamente com todas as suas outras propriedades. Outra vantagem do ABS é a excelente relação de preço qualidade, o que o torna um produto desejável: econômico e eficaz.[3][4][5]

Histórico[editar | editar código-fonte]

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].

Síntese[editar | editar código-fonte]

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].

Grãos de ABS

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[editar | editar código-fonte]

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].

Propriedades[editar | editar código-fonte]

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.

Canalização em plástico ABS preto na cave de uma fábrica de papel em Sault Ste. Marie, Ontário.

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[21]. Na maioria das aplicações o ABS pode ser usado entre -25°C e 80 °C[22] 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[22]. Estas propriedades são muito pouco afetadas pela temperatura e pela umidade atmosférica numa aceitável gama operacional de temperaturas.[23]

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[22]. 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.

Aplicações[editar | editar código-fonte]

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:

Aplicações do polímero ABS por setor consumidor:
Indústria Aplicações
Indústria de plástico Filamentos para impressoras 3D, lâminas, bases de duche, coberturas para tratores, produção de tubulações, injeção de moldes e caixas de cosméticos.
Indústria de lazer e entretemimento Tacos de golfe, malas de viagem, produção de peças de Lego e na confecção de flautas doces e clarinetes.
Indústria automobilística Painéis interiores, pilares, assentos, grelhas, painéis de instrumentos, carcaças para espelhos
Indústria Elétrica e Tecnológica Na produção de estruturas de rato ou a impressora do computador, telefones, máquinas calculadoras, ventoinhas eléctricas, invólucro e moldura frontal de aparelhos de televisão, máquinas de jogos, partes de aspiradores, aparelhos de ar condicionado, interiores de frigorificos, painéis de controle da linha branca, invólucros de eletrodomésticos e outros dispositivos elétricos.
Indústria Madeireira Construção de móveis, orlas para mobiliário, juntas de acabamento em móveis e ligação de painéis.
Segurança Réplicas de armas do airsoft e capacetes de segurança.
Dados:[24][25][26][26][3][5][27][28][22][19][29]

Reciclagem[editar | editar código-fonte]

O copolímero ABS pode ser reciclado, de acordo com Denise Hirayama, 2015[30] para sua reciclagem primeiramente necessita-se da desmontagem do equipamento e posterior separação dos materiais (metálicos, poliméricos ou cerâmicos). Após esse pré tratamento existem três principais opções para a reciclagem sendo elas a mecânica, química ou energética. A energética consiste na queima do material para obtenção de energia, essa pratica vem sendo adotada pelo alto poder calorifico dos polímeros, porém ao realizar a queima desses materiais componentes orgânicos voláteis e substancias que podem causar malefícios a saúde são liberados. O processo de reciclagem química consiste na processo de converter o material a ser reciclado em matérias-primas básicas que possam ser usadas em industrias de base. Já na reciclagem mecânica o material é reprocessado para produção de pellets que viram a se tornar matéria-prima para novos produtos, para que tal processo seja realização são realizadas as etapas de: moagem, lavagem, secagem, extrusão e granulação.[31]

Na Europa diversas resoluções autorizadas em 2002 regulamentam a necessidade de atenção quanto o descarte de resíduos eletroeletrônicos, já no Brasil somente em 2012 foi criada a Politica Nacional de Resíduos Sólidos que prevê o descarte adequado de todos os resíduos sólidos no Brasil, com o objetivo também de reduzir a geração de resíduos, aumentar a reutilização e a reciclagem.

Um grande problema da reciclagem de polímeros incluindo o ABS é o custo da logística reversa, está que consiste no retorno do produto após seu descarte para a propria empresa ou para empresas autorizadas para realizar a reciclagem ou reuso do material[32]. Essa se torna um problema já que o consumidor não está disposto a assumir o valor de transporte do produto após o fim da sua vida útil para aquela função com aquele consumidor e para as empresas é pouco vantajoso arcar com esses custos pela facilidade e baixo custo da síntese da matéria-prima virgem.

Pellets do ABS reciclado

A primeira empresa no Brasil a realizar a reciclagem do ABS é a SINCTRONICS[33] localizada em Sorocaba dentro da planta da Flex, essa que realiza o processo de logística reversa, separação dos componentes, derretimento e pelletização do ABS reciclado. Porém o material reciclado atualmente tem suas características mecânicas reduzidas o que faz com que ele seja introduzido em uma fatia diferente de mercado (como por exemplo uso em descartáveis) ou blendado com fibras danosas ao meio ambiente[34] como fibra de vidro que posteriormente impedirá sua reciclagem, porém empresas com a HP[35] vem trabalhando em parceria com a SINCTRONICS e 80% dos cartuchos de tinta e 100% dos cartuchos de toner são de material reciclado com o seu ciclo fechado (economia circular).

Economia circular no copolímero ABS[editar | editar código-fonte]

O copolímero ABS tem ampla utilização em diversos setores da economia, principalmente no de eletroeletrônicos o que faz dele um dos polímeros mais descartados na atualidade[36], e por ser um derivado de petróleo, esse que não é uma fonte renovável, cada vez que um produto feito com ABS é descartado, um novo deverá ser sintetizado, o que esgotará essa fonte energética e continuará prejudicando o meio ambiente. Uma solução para tal problema é a economia circular, essa que consiste na modificação do atual ideal de produção e consumo que se baseia em a inserção de matéria-prima na fabrica, essa que produzirá o produto desejado, esse será distribuído e vendido para o consumidor, que irá utilizar e por fim descartar esse produto que irá para aterros sanitários[37]. Tal organização é linear, já que o inicio e o fim da cadeia produtiva não estão interligados. A ideia de economia circular é justamente conectar o fim com o inicio da cadeia produtiva, ou seja, o produto descartado passa pela logística reversa, que levará o produto para a fabrica adequada, que executará sua reciclagem, e esse material será a matéria-prima para um novo ciclo produtivo, dessa forma não haverá a necessidade de nova síntese de polímeros ABS do petróleo e não haverá liberação de substancias danosas em sua decomposição em aterros[38].


Referências

  1. Plastic Properties of Acrylonitrile Butadiene Styrene (dynalabcorp)
  2. a b c MSDS ABS (unicgroup)
  3. a b MatWeb ABS transparente e lista de aplicações. (em Inglês)
  4. Ebbtide Polymers Arquivado em 14 de junho de 2010, no Wayback Machine. ABS transparente. (em Inglês)
  5. a b Samsung Chemical USA Arquivado em 19 de setembro de 2009, no Wayback Machine. ABS transparente e lista de aplicações. (em Inglês)
  6. «Polímero ABS - Apresentação sobre o copolímero ABS muito utilizado na indústria». www.ebah.com.br. Consultado em 9 de julho de 2019 
  7. «Introdução a resistência dos materiais» (PDF). Universidade Federal do Paraná. 2014. Consultado em 9 de julho de 2019 
  8. «Historia do Plastico». Consultado em 30 de maio de 2019 
  9. Espinosa, Denise Crocce Romano; Tenório, Jorge Alberto Soares; Chaves, Arthur Pinto; Utimura, Solange Kazue; Espinosa, Denise Crocce Romano; Tenório, Jorge Alberto Soares; Chaves, Arthur Pinto; Utimura, Solange Kazue (00/2019). «Selecting chemicals for separation of ABS and HIPS in WEEE by froth flotation». Polímeros (em inglês). 29 (2). ISSN 0104-1428. doi:10.1590/0104-1428.05718  Verifique data em: |data= (ajuda)
  10. Fernandacotezredivo (3 de julho de 2018). «A Era Plástica: o desastre natural causado pelo consumo desenfreado de plástico». Consultado em 9 de julho de 2019 
  11. «Como era, como ficou, como será - Do petróleo ao plástico». Edukatu. Consultado em 9 de julho de 2019 
  12. Araújo, Edcleide M.; Hage Jr., Elias; Carvalho, Antônio J. F. (2003-07). «Compatibilização de blendas de poliamida 6/ABS usando os copolímeros acrílicos reativos MMA-GMA e MMA-MA. Parte 1: Comportamento reológico e propriedades mecânicas das blendas». Polímeros. 13 (3): 205–211. ISSN 0104-1428. doi:10.1590/s0104-14282003000300011  Verifique data em: |data= (ajuda)
  13. «IGTPAN». www.igtpan.com. Consultado em 9 de julho de 2019 
  14. Rocha, Tereza C. J.; Soares, Bluma G.; Coutinho, Fernanda M. B. (2007-12). «Principais copolímeros elastoméricos à base de butadieno utilizados na indústria automobilística». Polímeros. 17 (4): 299–307. ISSN 0104-1428. doi:10.1590/s0104-14282007000400009  Verifique data em: |data= (ajuda)
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  16. Sales, Jorge Nascimento de. «Estudo do efeito da incorporação das argilas branca de Cubati e Cloisite Na® nas propriedades do termoplástico acrilonitrila butadieno estireno submetido à radiação ionizante» 
  17. SBQ Arquivado em 3 de março de 2016, no Wayback Machine. Membranas de poli(estireno-co-acrilonitrila) sulfonado: análise térmica
  18. Bassani, Adriane; Pessan, Luiz A.; Hage Júnior, Elias (2002). «Propriedades Mecânicas de Blendas de Nylon-6/Acrilonitrila-EPDM-Estireno (AES) Compatibilizadas com Copolímero Acrílico Reativo (MMA-MA)». Polímeros. 12 (2): 102–108. ISSN 0104-1428. doi:10.1590/s0104-14282002000200009 
  19. a b Sales, Jorge Nascimento de. «Estudo do efeito da incorporação das argilas branca de Cubati e Cloisite Na® nas propriedades do termoplástico acrilonitrila butadieno estireno submetido à radiação ionizante» 
  20. «1». webcache.googleusercontent.com. Consultado em 9 de julho de 2019 
  21. Sales, Jorge Nascimento de. «Estudo do efeito da incorporação das argilas branca de Cubati e Cloisite Na® nas propriedades do termoplástico acrilonitrila butadieno estireno submetido à radiação ionizante» 
  22. a b c d CANEVAROLO JR, Sebastião (2002). Ciência dos polímeros. São Paulo: Artliber. 275 páginas 
  23. Harper C.A., Handbook of plastic and elastomers, McGraw-Hill, New York, 1975. pp. 1-3,1-62, 2-42, 3-1. (em Inglês)
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  25. http://designinsite.dk/htmsider/k0001.htm Design inSite
  26. a b Safetarget Capacetes de segurança.
  27. Diário de Notícias[ligação inativa] Jogo de guerra utiliza réplicas de armas de elite.
  28. http://www.freepatentsonline.com/4374944.html
  29. «ABS | Tipos de polímeros - Resinex». www.resinex.pt. Consultado em 9 de julho de 2019 
  30. Hirayama, Denise. «Reciclagem do copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno e do poliestireno de alto impacto oriundos de rejeitos de equipamentos elétricos e eletrônicos na forma de blendas poliméricas» 
  31. Yasir, Ali H.; Khalaf, Alaa S.; Khalaf, Moayad N. (2017). «Preparation and Characterization of Oligomer from Recycled PET and Evaluated as a Corrosion Inhibitor for C-Steel Material in 0.1 M HCl». Open Journal of Organic Polymer Materials. 07 (01): 1–15. ISSN 2164-5736. doi:10.4236/ojopm.2017.71001 
  32. eCycle, Equipe. «O que é logística reversa?». eCycle. Consultado em 9 de julho de 2019 
  33. «SINCTRONICS™». www.sinctronics.com.br. Consultado em 9 de julho de 2019 
  34. Buzzo, Bruna Santos. «Fibra de vidro: matéria-prima de muitos itens pode expor riscos no processo de produção». eCycle. Consultado em 9 de julho de 2019 
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  36. Spinacé, Márcia Aparecida da Silva; De Paoli, Marco Aurelio (2005-02). «A tecnologia da reciclagem de polímeros». Química Nova. 28 (1): 65–72. ISSN 0100-4042. doi:10.1590/s0100-40422005000100014  Verifique data em: |data= (ajuda)
  37. pt.euronews.com https://pt.euronews.com/2017/06/05/economia-circular-aproveita-mais-recursos-do-que-economia-linear. Consultado em 9 de julho de 2019  Em falta ou vazio |título= (ajuda)
  38. Reis, Autor Gabriela (16 de novembro de 2017). «Economia circular: como criar um mundo onde o lixo não existe?». blog eureciclo. Consultado em 9 de julho de 2019 

Ver também[editar | editar código-fonte]

Ligações externas[editar | editar código-fonte]