¿Qué es el Nylon?

Existen cierto tipo de polímeros que debido a sus propiedades (fácil combinación con colorantes, alta resistencia tensil, gran dureza, tenacidad y resistencia a mohos y polilla) son muy usados por la industria textil. Uno de los ejemplos más importantes es el Nylon.

El nylon es uno de los polímeros más comunes usados como una fibra, pertenece al grupo de las poliamidas (designado con las siglas PA), debido a las características de los grupos amida en la cadena principal.

En su polímero se encuentran unidades repetidas de enlaces de amidas entre ellos, su monómero se muestra a continuación, el cual reacciona para formar largas cadenas de polímeros:

El enlace amida se forma a partir de una amina y un grupo carbonílico. El nylon 6 esta sintetizado a partir de la caprolactona y el nylon 6,6 del ácido adíptico.

El Nylon es altamente deslizante, resistente a los químicos y tiene muy buena resistencia al desgaste, aún trabajando en seco, por lo que tiene poco envejecimiento si es utilizado como cojinete. Además, como se trata de un polímero termoplástico, es fácil de darle forma mediante su fundido.

Alguna de las denominaciones comerciales que tiene el nylon son las siguientes: Nylon-6, Poliamida-6, Nylatron-6, Akulon-6, Ultramid-B, Durethan-B, Tecamid-6, Ertalon-6 SA, Amidan-6. Los números generalmente añadidos al nylon se refieren al numero de “unidades de CH” entre los extremos reactivos y el monómero.

Puede presentarse de diferentes formas aunque las dos más conocidos son la rígida y la fibra: en su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos, herramientas y utensilios caseros, etc. En su presentación como fibra , debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza en la industria textil y en la cordelería para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles.

Existen varios tipos de Nylon, aunque en la actualidad los más importantes son el Nylon 6 y el Nylon 6,6.

El nylon 6 o policaprolactona es formado por la polimerización de la abertura del anillo de la caprolactona. En este proceso, la banda del péptido sin la molécula de la caprolactona es rota, con los grupos activos de cada uno de los lados, se reforman 2 nuevas bandas mientras que el monómero llega a formar parte de la cadena polimérica. En este polímero, todas las bandas de amidas están en la misma dirección, pero esto no es causa de una mayor divergencia de las propiedades del nylon 6,6.

El nylon 6,6, además llamado nylon 66, es obtenida por la policondensación de la hexametilendiamina (6 átomos de carbono) y el ácido adíptico (6 átomos de carbono). Las unidades de diácido y de diamina alternan en la cadena polimérica.

Las poliamidas presentan unas propiedades físicas próximas a las de los metales como la resistencia a la tracción entre 400-600 Kg/cm 2 . Tienen un coeficiente de rozamiento muy bajo no necesitando lubricantes las piezas que son sometidas a fricción, buena resistencia química, fácil moldeo, y resistencia a temperaturas de trabajo de hasta 1200 ºC.

De manera general, las características del nylon, son:

Las principales aplicaciones del nylon es la textil, que debido a su elasticidad, resistente, no la ataca la polilla, no requiere planchado, se utiliza en la confección de medias, tejidos y telas de punto.

Los usos generales del nylon, se enlistan a continuación:

Aunque ya hemos dicho que el nylon se usan principalmente en la industria textil, también tienen numerosas aplicaciones en ingeniería, gracias a la gran resistencia que presenta este material a los agentes químicos, disolventes y abrasión, aunado a la gran dureza y tenacidad hacen de este material el ideal para su uso en piezas que están sometidas a un gran desgaste. Por ejemplo rodamientos, engranajes, cojinetes, neumáticos, especialmente para bicicletas.

Historia

En 1930 Wallace Hume Carothers y J.Hill trabajando en los laboratorios de la empresa química DuPont en Wilmington, Delaware, EUA , descubrieron un polímero con el que se podían hacer hebras de gran resistencia. A la muerte de Carothers, la patente la conservó DuPont. Este descubrimiento era la primera poliamida 6,6, que posteriormente recibió el nombre de Nylon. El material fue anunciado en 1938, y el primer producto comercializado fue un cepillo de dientes con las cerdas hechas de nylon, puesto en venta el 24 de febrero de 1938. Pero el invento que revoluciono, fueron las medias para mujeres, medias de nylon, saliendo a la venta el 15 de mayo de 1940 y llegando a Europa en 1945.

Aunque no hay evidencia de la creencia popular de que “nylon” es una contracción de “NY” (de “Nueva York”) y “Lon” de “Londres”, las dos ciudades fueron donde el material fue manufacturado por primera vez. En 1940 John W. Eckelberry de DuPont indico que las letras “nyl” son arbitrarias y el “on” fue copiado de nombres de otras fibras como algodón y rayón. Más tarde una publicación de DuPont, explicó que el nombre fue originalmente “No-Run” (“run” en este caso significa “desenredar”), pero fue modificado para hacer mejor el sonido.

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Fuentes e información adicional:
http://www.educar.org/inventos/nylon.asp
http://en.wikipedia.org/wiki/Nylon
http://html.rincondelvago.com/plasticos-en-la-industria-alimentaria.html
http://html.rincondelvago.com/ciencia-de-los-materiales_2.html

POLIESTIRENO

Definición

Se designa con las siglas PS. Estructuralmente, es una cadena larga de carbono e hidrógeno, con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es producido por una polimerización vinílica de radicales libres a partir del monómero de estireno. A temperatura ambiente, el poliestireno es un sólido termoplástico, que puede ser derretido a altas temperaturas para moldearlo por extrusión y después resolidificarlo.

El monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno (vinilbenceno):

La formula del poliestireno es:

Tipos de poliestireno

- Poliestireno de uso general o Poliestireno cristal (GPPS)
- Poliestireno de alto impacto (HIPS)

El poliestireno de uso general o cristal se puede obtener por medio de tres procesos: polimerización en masa, suspensión y solución, el más utilizado es la polimerización en masa, ya que presenta una aparente simplicidad y proporciona un polímero de alta calidad. A partir de este polímero se obtienen otras variedades de poliestireno, como el expansible, que es obtenido por polimerización en suspensión del estireno en presencia de agentes soplantes y a partir de él se obtienen las espumas aislantes.

El Poliestireno de alto impacto, es un poliestireno modificado con un elastómero, generalmente butadieno. Este se puede obtener por reacción o mezcla física entre poliestireno y polibutadieno. Es más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos sin romperse. El grado de resistencia al impacto está en función del contenido de polibutadieno. Puede ser procesado por los métodos de inyección, soplado y termoformado.

Características generales

Dentro de las propiedades que presentan estos compuestos, se encuentran:

Proceso de producción

El proceso mediante el cual se produce el poliestireno es la polimerización; que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno (C8H10) en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno (C8H8). La polimerización del estireno requiere la presencia de una pequeña cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los peróxidos, que opera rompiéndose para generar un radical libre. Este se une a una molécula de monómero, formando así otro radical libre más grande, que a su vez se une a otra molécula de monómero y así sucesivamente. Finalmente se termina la cadena por reacciones tales como la unión de dos radicales, las cuales consumen pero no generan radicales como se observa en la siguiente figura:

Los procesos de prepolimerización y polimerización son iniciados en un tanque de polimerización con un agitador, se alimenta el monómero de estireno y los aditivos químicos, la reacción inicia cuando aproximadamente el 90% del compuesto es convertido en solución. La solución, conteniendo el polímero, es bombeada hacia un desvolatizador, donde los residuos del monómero de estireno que no reaccionaron son vaporizados, condensados y reciclados continuamente tras la primera etapa de polimerización. El poliestireno fundido fluye del alimentador de base cónica del desvolatizador dentro de un moldeador que da forma, refrigera, seca y filtra el poliestireno en forma de píldoras o comprimidos. Luego, los comprimidos de poliestireno son transportados a los depósitos de almacenamiento.

Métodos de transformación del poliestireno

El poliestireno puede transformarse mediante los siguientes procesos:

Extrusión: Este proceso ha tenido un enorme desarrollo por la elevada producción de lámina para termoformar. El polímero es calentado y empujado por un tornillo sin fin y pasa a través de un orificio con forma definida (dado) de acuerdo a la forma deseada. Se producen por extrusión, tuberías, láminas, perfiles, vigas y materiales similares.

Inyección : El poliestireno ha tenido un gran desarrollo en este tipo de proceso, con los grados de alto flujo que favorecen la elevada productividad de las empresas transformadoras obteniendo una cantidad mayor de producción en un mismo tiempo. El polímero se funde con calor y fricción (a través de un tornillo sinfín) y se inyecta en un molde frío donde el plástico solidifica adoptando la forma del molde. Este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos, utensilios de cocina, juguetes, etc.

Termoformado: Este proceso tiene gran aceptación principalmente en el sector de envase de alimentos, médico y promocional. Siendo favorecidos por la elevada productividad que se llega a obtener con resinas como el poliestireno. Consiste en partir de una lámina que se coloca por encima o por debajo de un molde (a veces se usa un molde macho y otro hembra y la lámina se coloca en medio de ambos). Se aplica calor para que la lámina se reblandezca y una vez que esto sucede, se empuja el molde hacia la lámina para que tome la forma de éste. Alternativamente se aplica presión positiva o vacío para que la lámina se adose al molde y adquiera su forma.

Aplicaciones del poliestireno

La siguiente tabla muestra algunas de las aplicaciones del poliestireno y la forma en que se producen:

En términos generales el GPPS es apropiado para aplicaciones finales que requieren principalmente alta rigidez, buena elongación, y estabilidad dimensional con excelente transparencia. Si se requiere mayor resistencia al impacto y la transparencia no es indispensable, el HIPS es una muy buena opción. Entre estas aplicaciones se encuentran los artículos para empaque, vasos, platos y cubiertos desechables, televisores, computadoras, muebles, sanitarios, etc.

Además de estas aplicaciones, el poliestireno también se puede impregnar de un agente espumante dando origen al poliestireno expandido (EPS) que se usa para fabricar vasos y platos térmicos, partes rígidas, ligeras y flexibles que se usan para proteger bienes al embalarlos, láminas ligeras y rígidas que se arman con varilla para construcción, etc.

Historia

El poliestireno fue obtenido por primera vez en Alemania por la Farbenindustrie A. G. (hoy BASF), en el año 1930. En ese mismo año la empresa inicia la producción industrial de poliestireno instalando una planta para producir 100 ton/año. El primer poliestireno de uso general se introdujo comercialmente en los Estados Unidos en el año 1938 y el primero de alto impacto en el año 1948.

Durante la 2da Guerra Mundial se realizaron injertos de estireno en polibutadieno, obteniéndose un hule sintético para sustituir al caucho natural debido a su escasez. Partiendo de esto, se obtuvo un poliestireno con mayor resistencia al impacto. En 1948, las mezclas de copolímeros de estireno/acrilonitrilo con acrilonitrilo/butadieno generaron como resultado el ABS.

El desarrollo del poliestireno ha formado un grupo de plásticos denominados “Familia de Polímeros de Estireno”, identificados por incluir la estructura del estireno en su composición.

Los polímeros de estireno son de gran relevancia en el mercado, ocupan el quinto lugar del consumo, después del polietileno, polipropileno, polietilen tereftalato y policloruro de vinilo, esto es gracias a una abundante variedad de aplicaciones por facilidad en moldeo y propiedades.

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Descripción de plásticos más comunes

Si bien existen muchos tipos de plásticos, los más comunes son sólo seis, y se los identifica con un número dentro de un triángulo para facilitar su clasificación para el reciclado, ya que las características diferentes de los plásticos exigen generalmente un procedimiento de reciclaje distinto.