Aleación
Nuestros compound de PC/ABS
Manejamos PC/ABS en diferente relaciones entre PC y ABS, con o sin cargas minerales, con fibra de vidrio, PC/ABS de alto impacto, alta resistencia al calor, resistente a la hidrólisis y metales, coloreada según RAL o Pantone® o estándares hechos a medida. Amplia gama de PC/ABS halogenados ignífugos, libres de halógenos, base de fósforo y melamina. Nuestros compuestos termo-estabilizados cumplen con los requisitos de la prueba de inflamabilidad UL 94 del instituto de pruebas estadounidense Underwriters Laboratories Inc. con tarjeta amarilla de UL en todos los colores. Contacta nuestro vendedor por el departamento de estirenicos info@mexpolimeros.com.
La fórmula principal: Una mezcla sinérgica
En su forma más simple, la "fórmula" del PC/ABS no es un solo compuesto químico, sino una aleación termoplástica compuesta por dos polímeros principales:
PC/ABS = Policarbonato (PC) + Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
La composición general en peso suele estar comprendida entre:
- PC: 40 % - 80 %
- ABS: 20 % - 60 %
Además, la fórmula incluye un pequeño pero crucial porcentaje (generalmente del 1 % al 5 %) de aditivos para mejorar la compatibilidad, la estabilidad y el rendimiento.
Desglose de los componentes y sus funciones
Policarbonato (PC): El componente de "resistencia"
- Alta resistencia al calor: Proporciona una alta temperatura de deflexión térmica (HDT), lo que permite que el producto final soporte temperaturas más altas sin deformarse.
- Alta resistencia y rigidez: Ofrece una excelente resistencia al impacto (especialmente a bajas temperaturas) y un alto módulo de tracción.
- Estabilidad dimensional: Mantiene bien su forma bajo carga y ante variaciones de temperatura.
- Desventajas (que el ABS ayuda a solucionar): Procesabilidad deficiente, alta viscosidad de fusión y susceptibilidad al agrietamiento por tensión debido a productos químicos y luz UV.
Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): El componente de "procesabilidad"
- Excelente procesabilidad: Reduce la temperatura y la viscosidad de fusión de la mezcla, facilitando el moldeo por inyección y la extrusión. Esto reduce el consumo de energía y los tiempos de ciclo.
- Resistencia química: Mejora la resistencia de la mezcla a productos químicos y disolventes en comparación con el PC puro.
- Reducción de costos: El ABS suele ser menos costoso que el PC, por lo que reduce el costo total del material.
- Estética superficial: Contribuye a un buen acabado superficial y brillo.
Aditivos potenciadores del rendimiento
Aquí es donde se formula la fórmula secreta de un grado específico de PC/ABS. Los aditivos comunes incluyen:
- Compatibilizantes: Fundamentales para la fórmula. El PC y el ABS no son miscibles de forma natural. Los compatibilizantes (por ejemplo, copolímeros específicos) actúan como un "pegamento molecular" en la interfaz entre las fases de PC y ABS, creando una mezcla estable y de grano fino. Esto es esencial para lograr buenas propiedades mecánicas.
- Retardantes de llama: Esenciales para aplicaciones electrónicas (por ejemplo, marcos de televisores, carcasas de portátiles). Los tipos comunes incluyen retardantes de llama halogenados y no halogenados (libres de halógenos).
- Modificadores de impacto: A veces se añaden para mejorar aún más la tenacidad, especialmente a bajas temperaturas.
- Estabilizadores térmicos y estabilizadores UV: Protegen el polímero de la degradación durante el procesamiento y de la exposición prolongada al calor y a la luz solar.
- Cargas: Se pueden añadir fibras de vidrio para aumentar la rigidez y la estabilidad dimensional.
- Colorantes: Se añaden concentrados para lograr el color deseado.
El verdadero poder del PC/ABS reside en su sinergia. La mezcla crea un material que es más que la suma de sus partes
- Propiedades Policarbonato (PC) ABS Mezcla PC/ABS (Resultado)
- Resistencia al impacto Excelente (especialmente a baja temperatura) Buena Muy buena a excelente
- Resistencia al calor Excelente Regular Buena a muy buena
- Procesabilidad Deficiente (alta temperatura/presión) Excelente Buena a muy buena
- Retardancia a la llama V-0, V-2 (con aditivos) HB Alcanza fácilmente V-0, V-1, V-2
- Resistencia química Deficiente Buena Regular a buena
- Costo Alto Bajo Medio
La proporción exacta y el paquete de aditivos se adaptan a aplicaciones específicas:
Carcasas para dispositivos electrónicos (p. ej., portátiles, monitores):
Fórmula: ~70 % PC / ~30 % ABS
- Aditivos: Ignífugo (clasificación V-0), estabilizador UV.
- Para aplicaciones que requieren alta resistencia al calor (para componentes internos), buena rigidez y debe cumplir con estrictas normas de seguridad contra incendios.
- Interiores de automóviles (p. ej., tableros, molduras)
Fórmula: ~50 % PC / ~50 % ABS
- Aditivos: Estabilizador UV, estabilizador térmico, modificador de impacto.
- Para aplicaciones que requieren un equilibrio entre resistencia al calor (para soportar las altas temperaturas del interior del automóvil), buena resistencia al impacto, excelente estética y estabilidad UV para evitar la decoloración y el agrietamiento.
- Bienes de consumo (p. ej., carcasas para herramientas eléctricas, electrodomésticos):
Fórmula: ~60 % PC / ~40 % ABS
- Aditivos: Modificador de impacto, colorantes.
- Para aplicaciones que requieren alta tenacidad para soportar caídas e impactos, buena apariencia y estabilidad dimensional.
- Conclusión: La fórmula de PC/ABS es un compromiso y una mejora magistralmente diseñados. Se basa en los polímeros PC y ABS en una proporción precisa y se perfecciona con un paquete específico de aditivos —principalmente compatibilizantes— para crear un termoplástico versátil y de alto rendimiento que domina las aplicaciones que requieren un equilibrio entre resistencia, resistencia al calor, estética y facilidad de fabricación.
Mezclas de PC/ABS
El PC/ABS es una mezcla de policarbonato (PC) y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), dos polímeros termoplásticos comunes. Estas mezclas se suelen denominar "aleaciones poliméricas". Combina las resistencias de ambos materiales, lo que resulta en un plástico duradero, resistente al calor y procesable. El Policarbonato (PC) es conocido por su alta resistencia al impacto, resistencia al calor y su capacidad para ser transparente u opaco. El Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) ofrece buena flexibilidad, procesabilidad y una amplia gama de colores. Al combinar ambos, el PC/ABS hereda las mejores propiedades de ambos, incluyendo excelente resistencia mecánica, alta resistencia al calor y buenas capacidades de procesamiento. En comparación con el PC puro, el PC/ABS presenta una mayor fluidez y procesabilidad, y en comparación con el ABS puro, presenta mejores propiedades mecánicas, resistencia al calor y retardancia al fuego.
El PC/ABS supera las expectativas no solo por su alta resistencia al impacto y estabilidad térmica, sino también por su capacidad para resistir el fuego. Al cumplir con la norma de seguridad UL94 V0, el PC/ABS demuestra su robustez y seguridad. Esta propiedad autoextinguible convierte al PC/ABS en un material ideal para aplicaciones donde la seguridad y la autoextinguibilidad son primordiales, como componentes electrónicos, productos electrónicos de consumo e incluso piezas de vehículos. El PC/ABS no es un plástico cualquiera. Es un material que superará sus expectativas. Con una excelente resistencia al impacto que se mantiene firme incluso a bajas temperaturas, el PC/ABS es perfecto para aplicaciones donde la resistencia al impacto es clave. Pero esto es solo el principio. Este material también presume de una alta resistencia térmica, lo que permite su uso en aplicaciones exigentes, como piezas de motor o dispositivos electrónicos que requieren un rendimiento estable a altas temperaturas. Este material combina eficazmente durabilidad, seguridad y uso universal, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones, especialmente en el sector industrial. Su capacidad para satisfacer requisitos industriales específicos, hacen del PC/ABS un material que ofrece importantes ventajas para diversos sectores industriales.
En general, el comportamiento de los polímeros ante el impacto depende en gran medida de la temperatura. A temperaturas más altas, los plásticos son más dúctiles y presentan una alta resistencia al impacto. Sin embargo, a temperaturas inferiores a -6°C, algunos materiales comienzan a volverse frágiles. Esta tendencia a la fragilidad aumenta con la disminución de la temperatura. El punto de transición de dúctil a frágil depende de la temperatura de transición vítrea (Tg) del material. Leer más [🔗]
Factores que afectan el rendimiento de las aleaciones PC/ABS
La aleación de copolímero de PC (policarbonato)/ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) (PC/ABS) es un plástico de ingeniería con excelente rendimiento y bajo coste, ampliamente utilizado en la industria. El componente ABS de la aleación no solo mejora la fluidez de procesamiento de la aleación de PC/ABS, sino que también mejora su resistencia a bajas temperaturas. La aleación de PC/ABS tiene una microestructura compleja, y mejorarla puede mejorar significativamente sus propiedades mecánicas.
Influencia de las materias primas
Las diferentes marcas de aleaciones mezcladas con resinas de PC y ABS presentan diferencias significativas en su rendimiento. Un alto contenido de caucho mejora la resistencia al impacto del sistema PC/ABS, pero altera significativamente la compatibilidad mutua entre las fases y reduce las propiedades de tracción de la aleación. Por lo tanto, la elección de ABS con un contenido de caucho adecuado no solo puede aumentar la resistencia al impacto de la mezcla, sino también aumentar sinérgicamente su resistencia a la flexión. Al utilizar ABS con un bajo contenido de caucho, la resistencia a la flexión de la aleación se mejora sinérgicamente. Además, el ABS con alto contenido de acrilonitrilo, bajo contenido de caucho y alto peso molecular puede mejorar la resistencia térmica de la aleación.
Efecto de la proporción de mezcla de PC/ABS en las propiedades de la aleación
La compatibilidad y las propiedades mecánicas del sistema de mezcla de PC/ABS están directamente relacionadas con el contenido de cada componente. Cao Minqian et al. obtuvieron varias aleaciones de PC/ABS con diferentes características ajustando la proporción de mezcla de resina de PC y ABS. El rendimiento de la aleación de PC/ABS tiene una relación lineal con el contenido de ABS, que depende aproximadamente de la aditividad. Su rendimiento general se encuentra entre el del PC y el del ABS. La resistencia al impacto tiene efectos superaditivos (es decir, sinérgicos) y contraproducentes según la proporción.
Influencia del tercer componente
La adición de benzotiazol, poliimida y otras sustancias a la aleación de PC/ABS puede mejorar la resistencia térmica y la estabilidad térmica de la aleación. Durante el procesamiento, la adición de modificadores de procesamiento, como copolímeros de bloque de óxido de etileno/óxido de propileno, copolímeros MMA/St, copolímeros de olefina/acrilato, etc., puede mejorar la fluidez de la aleación de PC/ABS. Además, para mejorar la resistencia de las uniones de las aleaciones de PC/ABS moldeadas por inyección, se suelen añadir PMMA, SAN, SBR, elastómeros acrílicos, poliolefinas de baja densidad, etileno/acrilato/ácido acético, copolímeros de etileno (acetato) y PC/etileno como copolímeros de bloque o de injerto.
Influencia de la tecnología de procesamiento
Los equipos de mezcla de PC y ABS pueden utilizarse con extrusoras de doble tornillo o de un solo tornillo con mezcladores estáticos. JongHanChun considera que el resultado de usar una extrusora de amasado continuo es mejor. En cuanto al método de mezcla, el efecto de la segunda etapa es bueno. Sin embargo, en la segunda etapa de mezcla, algunos materiales deben extruirse dos veces a altas temperaturas, lo que resulta en un alto consumo de energía, lo cual tiende a degradar el material y reduce el rendimiento de la aleación. El método de moldeo también influye significativamente en la morfología y la estructura de la aleación de PC/ABS. Por ejemplo, las muestras moldeadas por compresión pueden mantener mejor el estado de dispersión heterogéneo microscópico formado durante la mezcla de la aleación. A alta velocidad, el estado de dispersión cambia, logrando una descomposición uniforme excesiva. Por lo tanto, la resistencia al impacto de las dos muestras es bastante diferente, y las muestras moldeadas por compresión presentan una alta resistencia al impacto. El PC se degrada fácilmente en presencia de humedad (contenido de humedad superior al 0,03 %) y altas temperaturas (temperatura superior a 150 °C), por lo que debe secarse antes de mezclar o moldear, y se deben evitar los lubricantes a base de ácido esteárico para evitar que interfieran con el rendimiento del producto.
Aplicaciones PC/ABS
Las principales aplicaciones industriales del PC/ABS son variadas y se concentran especialmente en sectores que requieren materiales con alta resistencia mecánica, buena estabilidad térmica y propiedades estéticas. Entre las aplicaciones destacadas se encuentran:
Industria Automotriz
- Componentes interiores como rejillas de radiador, pilares, piezas del salpicadero, molduras de consolas centrales, piezas de asientos, componentes de puertas y carcasas de luces traseras.
- Partes estructurales como pantallas de visualización, guanteras, viseras, salidas de aire, portavasos, ceniceros, y unidades de control del techo.
- Se usa para piezas que requieren resistencia al impacto y estabilidad bajo variaciones de temperatura.
Industria Electrónica
- Producción de carcasas y componentes electrónicos debido a su alta rigidez, resistencia al calor y facilidad de procesamiento.
- Permite fabricación rápida de dispositivos electrónicos y piezas para telecomunicaciones.
Fabricación Aditiva (Impresión 3D)
- Utilizado para prototipos funcionales, herramientas y piezas de uso final en entornos exigentes, destacando su capacidad para resistir impactos y altas temperaturas.
- En aplicaciones aeroespaciales, como en vehículos exploratorios configurados por la NASA, para crear carcasas, parachoques y soportes que requieren durabilidad y resistencia térmica.
Otros Sectores Industriales
- Pequeños electrodomésticos, interruptores eléctricos y grupos de potencia.
- Complementos en la fabricación de cascos de seguridad, tapicería de asientos y embellecedores de ruedas.
En resumen, el PC/ABS es muy utilizado en sectores automotriz, electrónico, aeroespacial y fabricación aditiva, destacando por su combinación de alta resistencia al impacto, rigidez, resistencia térmica y facilidad de procesamiento.