Las resinas de poliéster y viniléster

El progreso en el campo de los plásticos reforzados ha sido muy grande debido al continuo desarrollo de las resinas de poliéster y de las resinas de viniléster.

Básicamente, la popularidad de estos materiales se debe a su excelente resistencia a la corrosión y a las bondades de sus propiedades mecánicas.

Sus principales características son:

Resinas de Poliéster no Saturado Polex®

Los poliésteres representan una familia de resinas líquidas y transparentes. Son polímeros no saturados disueltos en monómeros reactivos capaces de hacer copolimerizaciones entrecruzadas para formar una masa sólida termofija. La transición de líquido a sólido es lenta y controlable, lo que hace a este tipo de resinas fáciles de manejar y de una gran versatilidad para la fabricación de una amplia variedad de productos que requieran poco peso y una gran resistencia mecánica. 

Las resinas Polex® pueden ser convertidas en una masa sólida y plástica a temperatura ambiente, sin la ayuda de prensas ni calor, sino tan sólo con agregar peróxido de metil-etil-ketona como catalizador y octoato de cobalto como acelerante. Aunque el curado aparentemente sea completo, las resinas catalizadas en esta forma desarrollan su verdadero curado después de 2 a 3 días, a temperatura ambiente, y es por este motivo que muchas veces se sugiere un tratamiento entre 80ºC – 90ºC para completar su curado total en menor tiempo.

También, en casos necesarios, se utiliza como catalizador peróxido de ciclo-hexano o hidroperóxido de cumeno. Ahora bien, en casos donde se necesita un tiempo de gelado extremadamente rápido puede utilizarse el peróxido de benzolilo, pero como acelerante se tendrá que usar alguna amina, ya sea dimetil-anillina (DMA) o dieteil-anilina (DEA) y la concentración varía de 2% a 3% de peróxido de benzolio (pasta al 50%) y aproximadamente entre un 0,5% al 2% de amina (al 100%).

El curado a alta temperatura de las resinas Polex®, se lleva a cabo con adición exclusiva de peróxido de benzoilo en una concentración del uno por ciento sobre el peso de la resina. Dicho curado a alta temperatura se usa principalmente cuando se va a moldear por compresión.

Estas resinas han sido desarrolladas especialmente para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales industriales.

Resinas Viniléster Polex®

El ataque químico a las resinas de poliéster y viniléster en ambientes agresivos se concentran básicamente en los dobles enlaces carbono-carbono. Por oxidación, halogenación o hidrólisis esos enlaces se ven atacados y destruidos.

La buena resistencia química de las resinas viniléster se basa en que los dobles enlaces de las extremidades de la cadena son extremadamente reactivos, reaccionando casi completamente  durante el proceso de polimerización. Por consecuencia sólo un número mínimo de doble enlaces queda expuesto al ataque químico.

Si bien las resinas de poliéster polimerizadas presentan dobles enlaces carbono-carbono, estos están expuestos aleatoriamente a lo largo de toda la cadena, permitiendo que numerosos enlaces no participen en el proceso de polimerización y queden severamente expuestos al ataque químico. Además en las resina viniléster polimerizada sólo intervienen las extremidades de la cadena molecular permitiendo que la cadena se alargue y absorba más fácilmente los impactos mecánicos y térmicos.

Lo anterior explica que las resinas viniléster tengan un mejor comportamiento que las resinas de poliéster no saturado ante la resistencia a la tracción y alargamiento a la ruptura. Además las resinas de viniléster presentan una muy buena compatibilidad y una excelente resistencia cohesiva a las fibras de refuerzo dándole al laminado una resistencia más sólida con respecto a las resinas de poliéster tradicionales. Las resinas viniléster Polex® son recomendadas para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales y de pisos, celdas electrolíticas, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales que requieran una máxima resistencia química combinada con una alta resistencia mecánica.

Proveedores de resinas de poliéster y viniléster

A continuación le presentamos a Härting, proveedor de resinas de poliéster y viniléster:

Härting es una empresa líder en el campo de la química aplicada, destacándose en la fabricación de resinas para plástico reforzado y concreto polimérico, resinas para pinturas y tintas, aromas terpénicos, derivados del tall oil, especialidades para papel y celulosa, cueros, textiles, cosméticos y minería.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Härting.

O bien haga contacto directo con Härting para solicitar mayor información sobre las resinas de poliéster y resinas viniléster.

El estireno como disolvente diluyente para resinas de poliéster no saturado (UP) y viniléster (VE)

El estireno es un líquido incoloro, fuertemente refringente, insoluble en agua, de olor característico que se puede mezclar con la mayoría de los disolventes orgánicos. El producto polimeriza al calentar los disolventes, sin embargo, ya empieza a temperatura normal. Para mejorar la capacidad de almacenamiento, el estireno debe ser estabilizado. Los monómeros reactivos ligan sus puntos de insaturación presentes en las moléculas de poliéster formando puentes entre ellas. Esta copolimerización transforma al poliéster o viniléster líquido en sólido, liberando gran cantidad de calor formando un retículo tridimensional insoluble.

Aplicación del estireno

Además de su campo de aplicación principal para los polimerizados de estireno, se emplea como disolvente diluyente para resinas de poliéster no saturado (UP) y viniléster (VE), en la que se incorpora al secarse la película o las piezas coladas. Además, sirve como componente de reacción en la estirenificación de aceites secantes y resinas alquídicas.

¿Y el estireno residual?

No todas las moléculas de estireno reaccionan con la resina. Estas moléculas de estireno libre conocidas como estireno residual actúan como plastificante afectando su dureza y propiedades mecánicas. Para evitar la contaminación del producto almacenado, el estireno residual del laminado que está en contacto con alimentos o agua potable no debe sobrepasar el 0.1% del peso de la resina. Así, el estireno residual puede ser usado como indicador del grado de cura de la resina.

Cuanto menor es la cantidad del estireno residual, más avanzado es el grado de cura. El estireno residual de laminados mantenidos a temperatura ambiente o moderadamente elevada, decrece lentamente con el tiempo. Un ejemplo típico para resina curada con MEK y cobalto a partir de la polimerización es el siguiente:

Estireno al inicio de la cura	35%
Estireno residual después de 1 semana	4.5%
Estireno residual después de 3 meses	4.0%
Estireno residual después de 6 meses	3.5%

A temperatura ambiente el grado de cura se produce lentamente, estabilizándose después de una semana de efectuada la laminación. A temperaturas superiores al punto de transición vítrea, la reducción del estireno residual se produce rápidamente.

La post-cura

La post-cura consiste en someter el laminado a altas temperaturas durante un determinado intervalo de tiempo para aumentar el grado de cura de la resina. La temperatura depende de cada tipo de resina y es ligeramente superior a su máxima temperatura de Transición Vítrea (TGmáx). La post-cura debe realizarse cuando el ambiente es muy agresivo o para impedir que el estireno residual contamine el material almacenado en el equipo. La post-cura debe ser hecha con aire seco. Las siguientes son temperaturas y tiempos típicos para un post-curado ideal:

Horas	Temperatura
16–20	71ºC
4–8	82ºC
2–4	93ºC

Proveedores de resina poliéster no saturada disuelta en estireno

A continuación le presentamos a Härting, proveedor de resina de poliéster no saturada disuelta en estireno:

Härting es una empresa líder en el campo de la química aplicada, destacándose en la fabricación de resinas para plástico reforzado y concreto polimérico, resinas para pinturas y tintas, aromas terpénicos, derivados del tall oil, especialidades para papel y celulosa, cueros, textiles, cosméticos y minería.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Härting.

O bien haga contacto directo con Härting para solicitar mayor información sobre resina de poliéster no saturada disuelta en estireno.

Monómeros y polímeros

Los monómeros son compuestos de bajo peso molecular que pueden unirse a otras moléculas pequeñas (ya sea iguales o diferentes) para formar macromoléculas de cadenas largas comúnmente conocidas como polímeros.

Los polímeros son mezclas de macromoléculas de distintos pesos moleculares. Por lo tanto no son especies químicas puras y tampoco tienen un punto de fusión definido. Cada una de las especies que forman a un polímero sí tiene un peso molecular determinado (Mi) y por lo tanto, para caracterizar una muestra de polímero se busca caracterizar la distribución de pesos moleculares de las moléculas de las especies que lo conforman: la proporción (generalmente en peso, wi) de cadenas de cada Mi que forma la mezcla.

Pesos moleculares promedio

La distribución de pesos moleculares se obtiene por medio de la técnica SEC (size exclusion cromatography). Otras técnicas de caracterización proporcionan valores promedio del peso molecular:}

siendo Ni el número de macromoléculas de peso molecular Mi. Teniendo en cuenta que la fracción en peso de cada macromolécula es

los promedios en número y en peso se pueden calcular con las expresiones

Los promedios z y z+1 son los que menos se usan. El promedio viscoso se aproxima al promedio en número o al promedio en peso dependiendo del exponente a, que es el parámetro de la ecuación viscosimétrica de Mark-Houwink. La relación de valores de los distintos promedios es:

Mn < Mv < Mw < Mz < Mz+1

Índice de polidispersidad

Es el cociente entre el peso molecular promedio en peso y el promedio en número:

Es siempre mayor que 1 y caracteriza la anchura de la distribución de pesos moleculares. Cuando toma valores próximos a 1 (1
Grado de Polimerización

Es el número de veces que se repite la unidad monómerica en una cadena. Como en el caso del peso molecular no es un valor exacto sino un promedio: xn, xv, xw, xz o xz+1. Se calcula dividiendo el correspondiente promedio del peso molecular entre el peso de la unidad monómerica (M0) que, conociendo la fórmula del polímero, se calcula como se explica en el apartado siguiente. Obviamente, el índice de polidispersidad se puede calcular también con los promedios del grado de polimerización como:

r = xw / xn.

Fórmula y peso de la unidad monomérica
Veamos como calcular el peso de la unidad monomérica de algunos polímeros cuya fórmula Vd. debe conocer:

Poliestireno

Peso de la unidad monomérica del poliestireno = suma de las masas atómicas de todos los átomos que la componen = (nº de carbonos x masa atómica del carbono) + (nº de hidrógenos x masa atómica del hidrógeno) = (8 x 12,01) + (8 x 1,01) = 104,16 g/mol.
Por lo tanto, el grado de polimerización promedio en peso de una muestra de PS cuyo peso molecular es Mw = 5,4 106 g/mol, será:

xw = 5,4 106 / 104 = 5,2 104.

Polietileno y Polipropileno

Peso de la unidad monomérica del polietileno = suma de las masas atómicas de todos los átomos que la componen = (nº de carbonos x masa atómica del carbono) + (nº de hidrógenos x masa atómica del hidrógeno) = (2 x 12,01) + (4 x 1,01) = 28,06 g/mol

Polimetacrilato de metilo y poliacrilato de metilo

Policloruro de vinilo

Polietilentereftalato