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Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 1 / 6 Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) ABS Présentation du polymère Synthèse Formule développée n°1 Caractéristiques Propriétés physico-chimiques Références bibliographiques : 1-3 Stabilité Pour les copolymères contenant du butadiène la tenue UV est mauvaise. Il est alors nécessaire d’ajouter des anti UV et des antioxydants efficaces. Additifs Classe de l'additif Nom de l'additif Charges Fibres de verre L'ABS peut ête obtenu selon deux méthodes : Le greffage en émulsion d'acrylonitrile et de styrène sur polybutadiène. La dispersion d'un élastomère nitrile-butadiène dans une matrice nitrile-styrène. Numéro CAS 9003-56-9 Famille du polymère Styréniques Synonymes Acrylonitrile butadiène Styrène copolymères Poly(acrylonitrile-co-butadiène-co-styrène) Température de fusion (°C) 180 - 200 Température de transition vitreuse (°C) 105 - 115 Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 2 / 6 Plastifiants Phtalates Divers Agents antistatiques Divers Benzophénone (stabilisants UV) Divers Huile de paraffine (lubrifiant) Divers Stéaramides (lubrifiant) Mise en oeuvre La transformation des copolymères styréniques ne présente pas de difficulté particulière. Toutefois, il est souvent nécessaire de sécher au préalable les granulés, dans une étuve à circulation d’air, pendant plusieurs heures de 30 à 80 °C. Solvants intervenant dans les procédés Les principaux solvants des copolymères styréniques sont la méthyléthylcétone (FT-14) 1 et la méthylisobutylcétone (FT-56) 2. Ils sont utilisés en particulier dans les opérations de finition et de collage. Ils sont solubles dans les éthers, esters, cétones, solvants aromatiques ou halogènes mais résiste bien aux huiles et hydrocarbures aliphatiques. Leur emploi diminue de plus en plus car la profession les substitue par des solutions moins dangereuses. 1http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_14 2http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_56 Procédé Gamme de température (°C) Informations complémentaires Thermoformage 140-180 Les feuilles extrudées d'ABS peuvent être thermoformées à partir de rouleaux de feuilles, ou directement à la sortie de l'extrudeuse. Etuvage 30-80 Pour certaines applications. Extrusion 170-240 Il est possible d'obtenir des feuilles d'épaisseur allant de quelques dizaines de microns à plusieurs millimètres. Injection 190-240 Usinage L’assemblage des pièces peut s’effectuer : — par soudage au chalumeau à air chaud ; — par soudage aux ultrasons ; — par collage : dissolution superficielle dans la méthyléthylcétone ou de préférence dans une solution d’ABS ou de SAN (à 10- 20 %) dans ce solvant. Extrusion- soufflage 190-240 Permet de fabriquer des corps creux. Galvanoplastie Température ambiante Comme toutes les matières plastiques, les copolymères du styrène peuvent être peints et notamment avec des peintures métalliques. La mise en peinture nécessite l’utilisation d’une première couche d’apprêt. L’ABS est un matériau de choix pour la métallisation par galvanoplastie. En effet grâce à la présence des nodules de butadiène, le premier bain d’acide sulfochromique permet de créer une microporosité qui va permettre l’implantation d’atomes de palladium et ainsi obtenir une surface faiblement conductrice sur laquelle on pourra déposer des couches métalliques (cuivre, nickel) par électrochimie. La surface est enfin parfaitement conductrice et les étapes finales sont le dépôt de cuivre, nickel, argent ou or par électrolyse. Risques Risques chimiques Références bibliographiques : 4-6 Risques spécifiques au polymère L'ABS ne présente pas de risque toxicologique particulier à température ordinaire sauf si il renferme des monomères résiduels (acrylonitrile (FT-105) 3, styrène…) : 3http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_105 l’acrylonitrile est toxique par inhalation et contact cutané. C’est un poison du système nerveux et peut provoquer le cancer ; le styrène est nocif par inhalation. Les adjuvants sont ajoutés en quantité assez faible ce qui n’exclut pas les risques au moment de leur incorporation ou lors de l’usinage. La méthyléthylcétone, solvant utilisé lors de la mise en œuvre, est irritante pour les muqueuses oculaires et respiratoires. Dégradation thermique : résultats expérimentaux Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 3 / 6 Protocole de dégradation thermique 4 4http://www.inrs.fr/dms/plastiques/DocumentCompagnonPlastiques/PLASTIQUES_DocCompagnon_13-1/Protocole%20Thermod%C3%A9gardation.pdf Thermogramme Le polymère se dégrade à partir de 276 °C. A 450 °C, il est dégradé à 92 %. Tableau des produits de dégradation thermique Famille Détails Aldéhydes 230 °C Acétaldéhyde, acrylaldéhyde 250 °C Acétaldéhyde, acrylaldéhyde 270 °C Acétaldéhyde, acrylaldéhyde 300 °C Formaldéhyde, acétaldéhyde, acrylaldéhyde 450 °C Formaldéhyde (0,3%), acétaldéhyde (0,1-0,2%) Lien Fiche Toxicologique FT-7 FT-120 FT-57 Lien Méthode METROPOL M-4 M-66 M-70 Aldéhydes aromatiques 230 °C 250 °C Benzaldéhyde 270 °C Benzaldéhyde 300 °C Benzaldéhyde 450 °C Benzaldéhyde, 2-phénylpropénal Lien Fiche Toxicologique Lien Méthode METROPOL Alcools 230 °C Ethanol 250 °C Méthanol, éthanol, isopropanol 270 °C 300 °C Méthanol, éthanol, isopropanol, méthoxypropanol 450 °C Lien Fiche Toxicologique FT-5 FT-48 FT-66 Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 4 / 6 FT-66 Lien Méthode METROPOL M-26 M-38 M-24 Alcools aromatiques 230 °C Tribromophénol (ignifugeant) 250 °C Phénol, crésol 270 °C 300 °C 450 °C Lien Fiche Toxicologique FT-15 FT-97 Lien Méthode METROPOL M-182 M-181 Cétones 230 °C 250 °C Acétone 270 °C Acétone 300 °C Acétone 450 °C Lien Fiche Toxicologique FT-3 Lien Méthode METROPOL M-37;M-192 Cétones aromatiques 230 °C 250 °C Acétophénone 270 °C Acétophénone 300 °C Acétophénone 450 °C Acétophénone Lien Fiche Toxicologique Lien Méthode METROPOL Esters 230 °C Acétate d'éthyle, acrylate de n-dodécyle (plastifiant) 250 °C 270 °C 300 °C 450 °C Lien Fiche Toxicologique FT-18 Lien Méthode METROPOL Hydrocarbures aromatiques 230 °C Styrène, toluène 250 °C Styrène, éthylbenzène, isopropylbenzène, xylènes 270 °C Styrène, alpha-méthylstyrène 300 °C Benzène, toluène, styrène, alpha-méthylstyrène 450 °C Benzène (0,1%), toluène (0,8%), éthylbenzène, styrène (15-20%), alpha- méthylstyrène Lien Fiche Toxicologique FT-2 FT-74 Lien Méthode METROPOL M-40;M-237;M-243 M-41;M-240:M-256 M-239;M-266 Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 5 / 6 Produits de dégradation décrits dans la bibliographie Les dégagements de monomères (acrylonitrile, styrène) peuvent découler de la présence de monomères résiduels mais proviennent surtout d’un début de dépolymérisation. Ils sont favorisés par le temps passé par la matière dans la machine en chauffe. Outre les produits de décomposition cités plus haut, de l’ammoniac (FT- 16) 5 et de l’acide cyanhydrique (FT-4) 6 peuvent se libérer en quantités croissantes en fonction de la température. 5http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_16 6http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_4 Risques en cas d'incendie / explosion Risques asssociés aux additifs Références bibliographiques : 7,8 5 additifs : Hydrocarbures saturés 230 °C C3 à C10 250 °C C4, C6, C12, C16 270 °C C4, C9 300 °C C4, C6, C8, C9 450 °C Lien Fiche Toxicologique Lien Méthode METROPOL Nitriles 230 °C 250 °C Acrylonitrile, propanenitrile 270 °C Acrylonitrile 300 °C Acrylonitrile 450 °C Acrylonitrile, benzènebutanenitrile Lien Fiche Toxicologique FT-105 Lien Méthode METROPOL Autres 230 °C 250 °C Composés bromés (ignifugeant) 270 °C 300 °C 450 °C Lien Fiche Toxicologique Lien Méthode METROPOL Combustible oui Descripitf : Les copolymères styréniques brûlent facilement. Pour certaines applications, ils peuvent être ignifugés au moyen d’adjuvants spéciaux ou bien de petites quantités de PVC (polychlorure de vinyle) leur sont ajoutées pour améliorer leur réaction au feu. En cas de combustion, en plus des produits de dégradation, il est à prévoir un dégagement d’acide chlorhydrique (FT-13) 7, de monoxyde et de dioxyde (FT-238) 8, de carbone et d’hydrocarbures aliphatiques. 7http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_13 8http://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_238 Fibres de verre : Danger d'irritation de la peau et des voies respiratoires, notamment au moment de leur incorporation dans les résines. Phtalates : La toxicité des phtalates varie de "non classé" jusqu'à "reprotoxique" selon le type de phtalate utilisé. Benzophénone (stabilisants UV) : Plastiques, Risque et Analyse ThermIQue www.inrs.fr/plastiques Poly(acrylonitrile/butadiène/styrène) Page 6 / 6 Bibliographie générale Légèrement irritante Stéaramides (lubrifiant) : Irritants pour la peau, les yeux et les voies respiratoires. Agents antistatiques : Les amines et sels d'ammonium quaternaires sont irritants pour la peau et certains sont allergisants. 1 | CARREGA M. - Aide mémoire. Matières plastiques.Dunod 2 ed., 2009.247 p. 2 | TROTIGNON JP, VERDU J, DOBRACZYNSKI A, PIPERAUD M. Matières plastiques. Structures propriétés, mise en oeuvre, normalisation. Nathan 2 éd., 2006. 231 p. 3 | Matières plastiques. Polystyrènes. Copolymères et polymères substitués. Cahiers de médecine interprofessionnelle. 1983, vol. 23, n° 91, pp. 7 4 | MERCIER J-P, MARECHAL E. - Chimie des polymères. Synthèse, réactions, dégradations. Presses polytechniques et universitaires romandes, 1996. 466 p. 5 | HILADO CJ. - Flammability handbook for plactics. Westport (CO), Technomic Publishing Compagny, 1982. 191 p. 6 | Comportement au feu des matières plastiques. Face au risque. 1988, 241, mars, pp. 33-34. 7 | Influence de la masse volumique sur la toxicité du polystyrène expansé soumis à une dégradation thermique. Préventique Sécurité. 1996, vol. n° 28, pp. 81-87 8 | LAFOND D, GARNIER R. - Toxicité des produits de dégradation thermique des matières plastiques. Encyclopédie médico-chirurgicale. Toxicologie, pathologie professionnelle 16-541-C-10 Elsevier Masson, 2008 12p. uploads/Philosophie/ polymere-abs 2 .pdf