ABS/PVC
Aleación > ► Mezclas de ABS
Mezclas de ABS/PVC
La incorporación de 10 a 40% en peso de ABS en PVC mejora su resistencia al impacto, procesabilidad y resistencia al desgarro en caliente. Comercialmente, las mezclas de ABS/PVC están disponibles de varias fuentes, pero más a menudo estas mezclas son hechas in situ por los fabricantes de extrusiones de láminas o perfiles. Los grados de alto caucho y bajo módulo de ABS fabricados mediante polimerización en emulsión se utilizan a menudo para la modificación de impacto del PVC. Debido al problema de degradación térmica del PVC, la mezcla se realiza típicamente en mezcladores tipo Banbury. La mezcla exhibe una resistencia al impacto Izod con muescas significativamente mejorada (• 1000 J/m) sobre el PVC. Aunque el PVC es inmiscible con ABS, la tensión interfacial entre la fase SAN y el PVC es lo suficientemente baja como para permitir una compatibilidad suficiente. Las partículas de caucho, por supuesto, son responsables de la mejora de la tenacidad. La aplicación principal de este tipo de mezcla de ABS/PVC, particularmente en Europa Occidental, es en la fabricación de láminas para termoformado al vacío de interiores de automóviles y transporte público. Los fabricantes mezclan los polvos de PVC y ABS y utilizan la mezcla de forma cautiva para la fabricación de láminas. También se utilizan mezclas similares de PVC con MBS y ASA como modificadores de impacto.
Mezclas de PVC/modificador de impacto
Las mezclas precompuestas de ABS y PVC también han estado disponibles comercialmente para aplicaciones de moldeo y extrusión como alternativas de bajo costo a los grados retardados de llama de mezclas de ABS y PPE/HIPS. Las mezclas comerciales de ABS / PVC ofrecen una alta resistencia al impacto junto con características ignífugas (autoextinguible, clasificaciones V-O de UL-94) a un costo razonable (Tabla 15.4). Dichas mezclas de ABS / PVC se han utilizado en carcasas de aparatos y máquinas comerciales, gabinetes de TV, fabricación de componentes eléctricos y electrónicos. Aunque las ventajas de retardo de llama de bajo costo de la mezcla de ABS/PVC son atractivas, la inestabilidad térmica del PVC plantea problemas de procesamiento que requieren un control cuidadoso de las condiciones de procesamiento y la temperatura. En los mercados de moldeo por inyección, las desventajas de procesamiento de la mezcla de ABS/PVC están limitando su crecimiento, mientras que las versiones mejoradas de los grados retardadores de llama de las mezclas de ABS, ABS/PC y PPE/HIPS están ganando constantemente una ventaja competitiva debido a su procesabilidad superior.
Razones para mezclar PVC
Hay varias razones para mezclar PVC con copolímeros de tipo ABS, a saber. para mejorar la procesabilidad, las propiedades mecánicas y la tenacidad a baja temperatura. Las buenas propiedades de estas mezclas se originan en la miscibilidad entre el PVC y la parte SAN del ABS. En algunas mezclas comerciales de ABS se puede reemplazar por ASA para obtener una mejor miscibilidad y resistencia a la intemperie. Para mejorar HDT, también se puede agregar SMA. Las mezclas con más del 30% en peso de PVC son autoextinguibles, pero son más difíciles de procesar. El cloruro de polivinilo es el material más versátil en la familia de los plásticos y el segundo material de mayor consumo en las industrias del plástico en comparación con las poliolefinas. Se caracteriza por su rigidez, dureza, excelente módulo de tracción y bajo costo. Sin embargo, tiene poca resistencia al impacto y poca estabilidad térmica. El acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) es uno de los plásticos de ingeniería más utilizados. Tiene excelentes propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y químicas. Seguido de propiedades inferiores como la mala resistencia a la intemperie, altamente inflamable y simplemente de alto costo. El cloruro de polivinilo se mezcla en gran parte con varios polímeros y cauchos. En la mayoría de los casos, para mejorar las propiedades del PVC y rara vez para mejorar las propiedades de otros materiales. Una de las propiedades más inferiores del PVC es la baja resistencia al impacto. Para superar este problema, se mezcla con muchos materiales gomosos. Se ha demostrado que la resistencia al impacto del PVC aumenta al mezclarlo con material gomoso como NBR, SBR, etc. Pero sigue la disminución de la resistencia a la tracción, la rigidez y, en la mayoría de los casos, la estabilidad térmica. Por lo tanto, para lograr una alta resistencia al impacto, mejores propiedades térmicas junto con rigidez, el PVC se mezcla con ABS. La mezcla de PVC y ABS posee la ventaja de resistencia al impacto, rigidez, resistencia química, propiedades eléctricas y bajo costo general. En ABS, generalmente la fase gomosa está hecha de polibutadieno polimerizado en emulsión, que constituye la cadena principal del polímero. La fase vítrea está hecha de estireno y acrilonitrilo injertados en polibutadieno. Por lo tanto, combina la resistencia al impacto del caucho y la resistencia a la tracción, la estabilidad térmica de la matriz de estireno acrilonitrilo (SAN). Por tanto, las propiedades del estireno acrilonitrilo (SAN) y el polibutadieno se imparten en la mezcla de PVC/ABS. La incorporación de 10 a 40% en peso de ABS en PVC mejora su resistencia al impacto, procesabilidad y resistencia al desgarro en caliente. Comercialmente, las mezclas de ABS/PVC están disponibles de varias fuentes, pero más a menudo estas mezclas son hechas in situ por los fabricantes de extrusiones de láminas o perfiles. Los grados de ABS de alto caucho y bajo módulo fabricados mediante polimerización en emulsión se utilizan a menudo para la modificación del PVC al impacto. Debido al problema de degradación térmica del PVC, la mezcla se realiza típicamente en mezcladores tipo Banbury. La mezcla exhibe una resistencia al impacto Izod con muescas significativamente mejorada (1000 J/m) sobre el PVC. Aunque el PVC es inmiscible con ABS, la tensión interfacial entre la fase SAN y el PVC es lo suficientemente baja como para permitir una compatibilidad suficiente. Las partículas de caucho, por supuesto, son responsables de la mejora de la tenacidad. La aplicación principal de este tipo de mezcla de ABS/PVC, particularmente en Europa Occidental, es en la fabricación de láminas para termoformado al vacío de interiores de automóviles y transporte público. Los fabricantes mezclan los polvos de PVC y ABS y utilizan la mezcla de forma cautiva para la fabricación de láminas. También se utilizan mezclas similares de PVC con MBS y ASA como modificadores de impacto.
ABS/PVC Blends
There are several reasons for blending PVC with ABS-type copolymers, viz., to improve processability, mechanical properties, and low-temperature toughness. Good properties of these blends originate from the miscibility between PVC and SAN part of ABS. In some commercial blends, ABS may be replaced by ASA to obtain improved miscibility and weatherability. For enhancement of HDT, SMA may also be added. The blends with more than 30 wt% PVC are self-extinguishing but are more difficult to process.
Mezclas de PVC / modificador de impacto
Las mezclas precompuestas de ABS y PVC también han estado disponibles comercialmente para aplicaciones de moldeo y extrusión como alternativas de bajo costo a los grados retardados de llama de mezclas de ABS y PPE/HIPS. Las mezclas comerciales de ABS/PVC ofrecen alta resistencia al impacto junto con características retardantes de llama (autoextinguible, clasificaciones V-0 de UL-94) a un costo razonable. Dichas mezclas de ABS/PVC se han utilizado en carcasas de aparatos y máquinas comerciales, gabinetes de TV, fabricación de componentes eléctricos y electrónicos. Aunque las ventajas de retardo de llama de bajo costo de la mezcla de ABS/PVC son atractivas, la inestabilidad térmica del PVC plantea problemas de procesamiento que requieren un control cuidadoso de las condiciones de procesamiento y la temperatura. En los mercados de moldeo por inyección, las desventajas de procesamiento de la mezcla de ABS/PVC están limitando su crecimiento, mientras que las versiones mejoradas de los grados retardadores de llama de las mezclas de ABS, ABS/PC y PPE/HIPS están ganando una ventaja competitiva constante debido a su procesabilidad superior.
Compatibilidad de Polyblend de mezclas de PVC/ABS
La compatibilidad son características, lo que demuestra que los componentes de las mezclas son solubles entre sí en todas las proporciones. Sin embargo, las mezclas compatibles son susceptibles de separación de fases a temperatura elevada. Al preparar la mezcla, es necesario considerar la compatibilidad de los componentes de la mezcla entre sí, que se utilizan para preparar mezclas. En el caso de la mezcla de PVC/ABS, se utilizan PVC y ABS como componentes de la mezcla. El ABS se fabrica mediante polimerización en emulsión de SAN injertado con polibutadieno. El poliestireno y el polibutadieno tienen un parámetro de solubilidad cercano al PVC. Aunque los parámetros de solubilidad del PS y el polibutadieno están cerca del PVC, no tienen una buena compatibilidad debido a su naturaleza no polar. Mientras que el acrilonitrilo imparte una buena compatibilidad debido a su naturaleza polar. El material ABS, el componente frágil y vítreo (PS y SAN) mejora la resistencia a la tracción, mientras que la polibutadina contribuye a la tenacidad. Se ha demostrado que las propiedades mecánicas se ven afectadas por el tipo de ABS utilizado, debido al diferente contenido de polibutadieno.
Entre los copolímeros ternarios con unidades de estireno adecuados para la mezcla de PVC, los copolímeros de acrilonitrilobutadieno-estireno (ABS) y metacrilato de metilo-butadieno-estireno (MBS) son los más comúnmente usados. Se realizan varias mezclas de PVC/ABS. Hasta este punto, se enfatizarán brevemente algunos aspectos relacionados con la miscibilidad, principalmente propiedades y campos de aplicación de las mezclas PVC/ABS. Si al principio se asignó el nombre ABS a copolímeros que comprenden diferentes proporciones de acrilonitrilo, butadieno y estireno fabricados utilizando varios métodos, ahora constituyen una denominación genérica para una amplia clase de tales materiales poliméricos. Debido a que muchos estudios que se refieren a las mezclas de PVC/ABS no presentan información sobre la composición y el método de fabricación del ABS, se obtienen los diversos resultados. En consecuencia, mientras que algunos autores tratan al PVC/ABS como compatible, otros afirman solo una miscibilidad parcial del PVC con los copolímeros ABS. Las diferentes opiniones sobre la miscibilidad del PVC con los copolímeros ABS no influyeron, sin embargo, en el consenso común de que como resultado de la mezcla de estos polímeros se obtienen materiales con buena resistencia a la tracción y al impacto, mejor procesabilidad, densidad adecuada y alta temperatura de deformación por calor. La adición de 15 a 20% en peso de ABS a los compuestos de PVC proporciona características óptimas. Las mezclas de PVC/ABS ofrecen una excelente procesabilidad y se pueden moldear mediante todos los métodos estándar. Se han utilizado para producir carcasas para herramientas eléctricas, carcasas de equipos eléctricos y electrónicos, molduras para electrodomésticos, aeronaves, computadoras, máquinas comerciales, molduras de soplado resistentes a impactos, diversos artículos automotrices, tuberías y perfiles, herramientas industriales, enchufes y tapas de receptáculos. Los terpolímeros de metacrilato de metilo, butadieno y estireno (MBS) son similares al ABS, tienen una fase dispersa de caucho y una matriz plástica. Los estudios de Tg, resistencia al impacto y morfología de las mezclas de PVC/MBS concluyen que las mezclas son inmiscibles. La resistencia al impacto alcanza un pico a una concentración de MBS del 20% en peso, con un valor mucho más alto que el MBS o el PVC individualmente. MBS se puede utilizar como modificador de impacto, a pesar de su inmiscibilidad. Esto se explica por la fuerte unión adhesiva entre las fases de MBS y PVC. Los tipos más nuevos de MBS, diseñados como modificadores de PVC, tienen un tamaño controlado de partículas elastoméricas que permiten preparar láminas transparentes de PVC/MBS para el embalaje. Por ejemplo, se ofrece MBS con estructuras tipo clúster. La partícula individual que forma el grupo tiene un diámetro de 50 a 70 nm. Se mantienen unidos por copolímero o terpolímero de injerto de metacrilato de estireno-metilo.
Propiedades mecánicas
La incorporación del ABS al PVC da como resultado una disminución de la dureza y un aumento de la resistencia al impacto, lo que puede dar lugar a la ductilidad de la mezcla. La incorporación de ABS en PVC da como resultado un tremendo aumento de la resistencia al impacto del PVC. La mezcla de PVC/ABS posee propiedades como resistencia a la tracción, rigidez y resistencia a la llama del PVC y resistencia al impacto y estabilidad térmica del ABS. La incorporación de ABS al PVC mejora su estabilidad térmica en mayor medida. A medida que aumentamos el porcentaje de ABS en PVC, se produce un cambio de la temperatura de transición vítrea de la mezcla hacia ABS. Puede indicar un aumento en la estabilidad térmica del PVC.
Aplicaciónes
Dado que la mezcla posee excelentes propiedades mecánicas y térmicas junto con retardo de llama, se utiliza en aplicaciones eléctricas como interruptores eléctricos, enchufes y perillas. También es útil para aplicaciones automotrices tales como paneles y embragues de automóviles y otras partes, donde se desea estabilidad térmica junto con resistencia a la intemperie.