Polietilen Tereftalato (PET)

Contenido:

Descripción

El polietilen tereftalato (PET, PETE), es un polímero plástico, lineal, con alto grado de cristalinidad y termoplástico en su comportamiento, lo cual lo hace apto para ser transformado mediante procesos de extrusión, inyección, inyección-soplado y termoformado. Es extremadamente duro, resistente al desgaste, dimensionalmente estable, resistente a los químicos y tiene buenas propiedades dieléctricas.

Su formula es:

El PET tiene una temperatura de transición vítrea baja (temperatura a la cual un polímero amorfo se ablanda). Esto ocasiona que los productos fabricados con dicho material no puedan calentarse por encima de dicha temperatura (por ejemplo, las botellas fabricadas con PET no pueden calentarse para su esterilización y posterior reutilización).

El PET se obtiene mediante la condensación del etilenglicol y el ácido tereftálico, el cual asume el papel primario en las fibras y materiales de moldeo.

El PET es un plástico de alta calidad que se identifica con el número uno, o las siglas PET, rodeado por tres flechas en el fondo de los envases fabricados con este material, según sistema de identificación SPI.

PET

Tipos de PET

Se pueden distinguir tres tipos fundamentales de PET, el grado textil, el grado botella y el grado film.

El grado textil fue la primera aplicación industrial del PET. Durante la Segunda Guerra Mundial, se usó para reemplazar las fibras naturales como el algodón o el lino. Al poliéster (nombre común del PET grado textil), se le reconocieron   excelentes cualidades desde un inicio para el proceso textil, entre las que se encuentran su alta resistencia a la deformación y su estabilidad dimensional, además del fácil cuidado de la prenda tejida (lavado y secado rápidos sin necesidad de planchado). Entre algunas limitaciones que presenta este material son: difícil tintura, la formación de pilling (bolitas) y la acumulación de electricidad estática, problemas para los que se han desarrollado soluciones eficaces.

El grado botella se comenzó a producir en Europa a partir de 1974 y su primera comercialización se llevó a cabo en los EUA. Desde entonces ha experimentado un gran crecimiento y una continua demanda, debida principalmente a que el PET ofrece características favorables en cuanto a resistencia contra agentes químicos, gran transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo. La más reciente y exitosa aplicación del PET, es el envasado   de aguas minerales, también se ha comenzado a utilizar en el envasado de productos farmacéuticos, de droguería o alimenticios como salsas, mermeladas, miel.

El PET grado film , se utiliza en gran cantidad para la fabricación de películas fotográficas, de rayos X y de audio.

Características generales

Entre las características más importantes que presenta el PET, se encuentran:

Las propiedades físicas del PET y su capacidad para cumplir diversas especificaciones técnicas han sido las razones por las que el material ha alcanzado un desarrollo relevante en la producción de fibras textiles y en la producción de una gran diversidad de envases, especialmente en la producción de botellas, bandejas, flejes y láminas.

Proceso de producción del PET

El proceso para la producción de envases es descrito a continuación:

La resina se presenta en forma de pequeños cilindros o chips, los cuales, secos, se funden e inyectan a presión en máquinas de cavidades múltiples; de las que se producen las preformas (recipientes aún no inflados y que sólo presentan la boca del envase en forma definitiva). Después, las preformas son sometidas a un proceso de calentamiento preciso y gradual, posteriormente se colocan dentro de un molde y se les estira por medio de una varilla o pistón hasta alcanzar su tamaño definitivo, entonces se les infla con aire a presión hasta que toman la forma del molde y se forma el envase típico.

Mediante un diagrama de flujo, se describe el proceso completo de producción de un envase de PET, considerando desde la materia prima hasta el producto terminado.

Aplicaciones

Entre algunas de las aplicaciones que tiene el PET, se encuentran:

Historia

El PET, también conocido como   tereftalato de polietileno, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickson en 1941. La producción comercial de fibra de poliéster comenzó en 1955; desde entonces, el PET ha presentado un continuo desarrollo tecnológico hasta lograr un alto nivel de sofisticación basado en el crecimiento de la demanda del producto a escala mundial y a la diversificación de sus posibilidades de uso.

Whinfield y Dickson junto con los inventores W. K. Birtwhistle y C. G. Ritchiethey crearon la primera fibra de poliester llamada Terileno en 1941 (primera producción de Industria Química Imperial o ICI). La segunda fibra de poliéster fue el Dacrón de DuPont.

Según DuPont, “en 1920, DuPont estaba en competencia directa con Industria Química Imperial. DuPont e ICI acordaron en octubre de 1929 compartir información acerca de las patentes e investigaciones desarrolladas. En 1952, la alianza de las compañías fue disuelta. El polímero que después llego a ser poliestireno tiene inicios en las escrituras de Wallace Carothers. Sin embargo, DuPont se dedicó a concentrarse en una investigación más prometedora, el nylon. Cuando DuPont reasumió su investigación del poliéster, la ICI había patentado el poliestireno de Terileno. En 1950, una planta piloto en Seaford, Delaware, facilitó la producción del la fibra de Dacrón (poliéster) con la modificación de la tecnología del nylon”.

A partir de 1976 se comenzó a usar el PET para la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes principalmente para bebidas, sin embargo el PET ha tenido un desarrollo extraordinario para empaques.

A lo largo de los 20 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento.

Esta diversificación tan importante ha originado que el PET haya experimentado un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial.

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Fuentes

http://www.abc-pack.com/default.php/name/Pet/cPath/76 http://www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/industria/oxieteno.htm
http://www.uc.org.uy/ambiente/plastico.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyethylene_terephthalate
http://composite.about.com/od/glossaries/l/bldef_p411.htm
http://inventors.about.com/library/inventors/blpolyester.htm
http://www.fida.es:8001/fida/VisNot?id=7df051f76b411a4a92b25585c374fc
http://www.sma.df.gob.mx/rsolidos/04/01clave.pdf

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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Aditivos para PVC

El policloruro de vinilo (PVC) es un polímero eficiente y versátil con un amplio rango de aplicaciones en todas las áreas de la actividad humana.

Para facilitar el procesamiento del PVC, es necesaria la adición de varios tipos de productos, que permitan lograr desde artículos rígidos (tuberías, perfiles de ventanas), hasta muy flexibles (contenedores para suero y sangre), opacos, traslúcidos, pigmentados, etc.

Charlotte Chemical Internacional S. A. de C. V., es una empresa establecida por más de 15 años en México, contando con una gran variedad de especialidades químicas para la fabricación de compuestos de PVC y otros polímeros, pinturas y recubrimientos, lubricantes, productos de calidad personal y producto para el cuidado de pisos y alfombras.

La empresa ofrece a sus clientes el servicio técnico para la mejora de sus formulaciones actuales así como para el desarrollo de nuevos productos.

Dentro de sus principales productos para PVC y otros polímeros se encuentran:

Absorbedores de Luz

• Benzofenona
• Benzotriasol
• Hals

Biocidas

• Intercide ABF (10, 10 oxibis fenoxiarsina)
• Intercide IPBC (3 yodo 2 propinil butil carbamato)
• Intercide ZnP (Piridionato de zinc)

Cargas

• Caolines
• Carbonato de calcio (Omyacarb)®
• Fillite
• Talcos

Coestabilizadores

• Aceite epoxidado de soya
• Fosfito de difenil iso-octilo
• Fosfito de trisnonilfenilo
• Otros fosfitos especiales

Estabilizadores térmicos

• Ba/Cd
• Ba/Cd/Zn
• Ba/Zn
• Butil estaño
• Ca/Zn
• Complejos de zinc para espumados
• Fosfitos dibásico de Pb
• Ftalato dibásico de Pb
• Libres de plomo para cables
• Libres de plomo para rígidos
• Metil estaño FDA
• Octil estaño FDA
• One Packs Ca/Zn
• Sulfato tribásico de Pb

Estearatos metálicos

• Estearato de calcio
• Estearato de aluminio alto gel
• Estearato de litio
• Estearato de magnesio
• Estearato de zinc

Otros aditivos

• Agente ligante (Vulcabond)
• Antiestáticos
• Ayudaproceso para PS y PE
• Ceras lubricantes
• Depresores de viscosidad
• Lubricantes externos
• Lubricantes internos
• Polietileno clorado
• Polisulfuros

Parafinas cloradas

• Líquidas desde 30% a 70% de Cl
• Sólidas con 70% de Cl

Plastificantes fosfatados

• Fosfato de tricresilo (TCP)
• Fosfato de triarilo
• Fosfato de tributilo
• Fosfato de tributoxietilo
• Fosfato de trifenilo
• Otros esteres fosfatados

Plastificantes monoméricos

• Butil bencil ftalato (BBP)
• Dioctil sebacato (DOS)
• Dioctil Tereftalato (DOTP)
• Ftalatos lineales

Plastificantes poliméricos

• Adipatos
• Ftalatos
• Glutaratos
• Sebacatos
• Otras especialidades

Retardantes de flama

• Trióxido de antimonio
• Borato de zinc
• Decabromo
• Parafina clorada
• Complejos bromados
• Masterbatch antiflamas

Resinas

• Resina copolimera de PVC con PVA

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