14/08/2017 1 POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS Y TERMOESTABLES TERMOPLÁSTICOS Se componen de moléculas lineales largas, que pueden tener o no cadenas laterales. Al calentarse las cadenas individuales se deslizan y producen un flujo plástico. Por lo tanto se pueden derretir y moldear por calentamiento y enfriamiento, lo que permite reciclar este tipo de materiales Termoplásticos comerciales • Poliolefinas • Estirenos • Vinílicos • Acrílicos • Celulósicos Termoplásticos de ingeniería • Fluoroplásticos • Poliamidas (nylon) • Poliamida-imida • Poliacrilatos • Policarbonatos • Poliésteres termoplásticos • Polieterimida • Policetonas • Poli(óxido de fenileno) • Poli(sulfuro de fenileno) • Polímeros de sulfona)
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POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS Y TERMOESTABLES...14/08/2017 2 Los termoplásticos comerciales o estándar son materiales ligeros resistentes a la corrosión, de baja resistencia y rigidez,
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POLÍMEROS
TERMOPLÁSTICOS Y
TERMOESTABLES
TERMOPLÁSTICOS
Se componen de moléculas lineales largas, que pueden tener o no cadenas
laterales. Al calentarse las cadenas individuales se deslizan y producen un flujo
plástico. Por lo tanto se pueden derretir y moldear por calentamiento y
enfriamiento, lo que permite reciclar este tipo de materiales
Termoplásticos comerciales
• Poliolefinas
• Estirenos
• Vinílicos
• Acrílicos
• Celulósicos
Termoplásticos de ingeniería
• Fluoroplásticos
• Poliamidas (nylon)
• Poliamida-imida
• Poliacrilatos
• Policarbonatos
• Poliésteres termoplásticos
• Polieterimida
• Policetonas
• Poli(óxido de fenileno)
• Poli(sulfuro de fenileno)
• Polímeros de sulfona)
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Los termoplásticos comerciales o estándar son materiales ligeros
resistentes a la corrosión, de baja resistencia y rigidez, y no son
adecuados para uso a temperaturas altas.
Sin embargo, son relativamente económicos y fácilmente
conformables en una diversidad de formas, desde bolsas de plástico
a tinas de baño.
Los termoplásticos ingenieriles están diseñados para dar una
mejor resistencia o mejor rendimiento a temperaturas elevadas.
Estos últimos se producen en cantidades relativamente pequeñas y
son costosos. Algunos de los polímeros ingenieriles pueden
funcionar a temperaturas tan altas como 350 ºC; otros, usualmente
en forma de fibra, tienen resistencias superiores a las del acero.
• Polibutadieno • Polimetilpenteno • Acetato de vinilo-etileno
• ionómeros.
• PE de ultrabaja densidad 0,80-0,915 g/cc
• PE de baja densidad 0,910-0,925 g/cc (LDPE)
• PE de media densidad 0,926-0,940 g/cc o PE lineal de baja densidad
(LLDPE)
• PE de alta densidad 0,941-0,925 g/cc (HDPE)
• PE de ultra alta densidad (UHMWPE)
POLIOLEFINAS
Son termoplásticos parcialmente cristalinos del grupo de los plásticos estándar.
Los representantes más importantes dentro de este grupo son el PE y el PP, que,
juntos, representan aproximadamente la mitad de todo el volumen de producción
de los plásticos. Junto a su baja densidad (en comparación con otros materiales),
se distinguen también por una excelente estabilidad química, una baja absorción
de agua y unas buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Buena resistencia al
desgaste. Elevada resistencia a la corrosión. Elevada amortiguación de
vibraciones. Antiadhesivas
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Éste es el termoplástico más usado en nuestra sociedad. Los productos
hechos de PE van desde materiales de construcción y aislantes eléctricos
hasta material de empaque. Es barato y puede moldearse a casi cualquier
forma, extruírse para hacer fibras o soplarse para formar películas delgadas.
Según la tecnología que se emplee se pueden obtener dos tipos de PE.
Polietileno de Baja Densidad.
Dependiendo del catalizador, este polímero se fabrica de dos maneras: a
alta presión o a baja presión. En el primer caso se emplean los llamados
iniciadores de radicales libres como catalizadores de polimerización del
etileno. El producto obtenido es el PE de baja densidad ramificado;
Cuando se polimeriza el etileno a baja presión se emplean catalizadores tipo
Ziegler Natta y se usa el buteno como comonómero. De esta forma es como
se obtiene el PE de baja densidad lineal, con el cual se pueden hacer
películas más delgadas y resistentes
POLIETILENO
POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD
Este tipo de polímero se creó para usarlo como aislamiento eléctrico, pero
después se ha encontrado muchas aplicaciones en otros campos,
especialmente como película y para envases, producido comercialmente por
primera vez en el Reino Unido en 1939 mediante reactores autoclave (o
tubular) bajo presión de 100 MPa y temperaturas de 300ºC se obtiene un
compuesto de elevado peso molecular (alrededor de 20.000). Esencialmente
es un alcano de cadena ramificada al producirse ambos tipos de transferencia
de cadena durante la polimerización de etileno a altas presiones.
Este es el más conocido ya que es usado para fabricar las bolsas comunes
de embalaje. Es barato y fácil de hacer. Buena transparencia en películas
finas, químicamente inerte, resistente a ácidos y bases, se envejece al
exponerlo a la luz y al O2, flexible sin plastificantes, resiliente, alta resistencia
al desgarro, resistente a la humedad.
Se usa en materiales textiles, congelados, manteles, cubiertas para la
construcción papeles, botellas, etc.
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LDPE - Polietileno de baja densidad Flexible y blandoCon cadenas con frecuentes ramificaciones.
Se puede utilizar hasta temperaturas de 80°C
- Es un polímero con cadenas de moléculas menos ligadas y más
dispersas. Es un plástico incoloro, inodoro, no toxico, mas blando y
flexible que el de alta densidad. Se ablanda a partir de los 85 ºC.
LLDPE – Polietileno lineal de ultra baja densidadCaracterísticas intermedias. Buen aislante eléctrico y excelente
resistencia química
Usos:
• Rollo para conserva de alimentos/
carretes/láminas
• Molduras
• Cables
• Tuberías
HDPE - Polietileno de alta densidad Rígido y duro
- Peso molecular: entre 200.000 y 500.000
- Tubos de plástico - Botellas
- Es un plástico incoloro, inodoro, no toxico,
fuerte y resistente a golpes y productos químicos.
- Su temperatura de fusión es de 120º C.
UHMWPE – Polietileno de peso molecular ultra alto
- Peso molecular: mayor de 500.000
- Fibras para chalecos antibala
- Barras para sustituir al hielo en pistas de patinaje
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Polietileno de alta densidad (HDPE).
Se producen 1,4 millones de Tn por año, pero la mayor parte se produce
utilizando un catalizador de Cr en soporte de sílice (cat Phillips).
Cuando se polimeriza el etileno a baja presión y en presencia de
catalizadores Ziegler Natta, se obtiene el PE de alta densidad (HDPE).
Es un polímero de cadena lineal no ramificada, por lo cual su densidad es
alta y las fuerzas intermoleculares también. Es rígido.
Se emplea para hacer recipientes moldeados por soplado, como las
botellas y los caños plásticos (flexibles, fuertes y resistentes a la
corrosión).
El polietileno en fibras muy finas en forma de red sirve para hacer
cubiertas de libros y carpetas, tapices para muros, etiquetas y batas
plásticas.
Es parcialmente amorfo y parcialmente cristalino. El grado de cristalinidad
depende del peso molecular, de la cantidad de comonómero presente y del
tratamiento térmico aplicado.
Presenta mejores propiedades mecánicas (rigidez, dureza y resistencia a
la tensión) y mejor resistencia química y térmica que el PEBD, debido a su
mayor densidad.
Además es resistente a las bajas temperaturas, impermeable, inerte, no
tóxico.
También presenta fácil procesamiento y buena resistencia al impacto y a la
abrasión. No resiste fuertes agentes oxidantes como HNO3, H2SO4
fumante, H2O2 o halógenos.
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PEAD
Polietileno de Alta
Densidad
El polietileno de alta densidad es un
termoplástico fabricado a partir del
etileno (elaborado a partir del etano,
uno de los componentes del gas
natural). Es muy versátil y se lo
puede transformar de diversas
formas: Inyección, Soplado,
Extrusión, o Rotomoldeo.
Envases para: detergentes,
lavandina, aceites automotor,
shampoo, lácteos, bolsas para
supermercados, bazar y menaje,
cajones para pescados, gaseosas y
cervezas, baldes para pintura,
helados, aceites, tambores, caños
para gas, telefonía, agua potable,
minería, drenaje y uso sanitario,
macetas, bolsas tejidas.
La polimerización catalizada por metalocenos resulta ser la más
indicada para competir con los polímeros vinílicos desde que se inventó
la polimerización Ziegler-Natta.
La razón es que la polimerización catalizada por metalocenos permite
producir polietileno capaz de detener las balas.
Este nuevo polietileno es mejor que el Kevlar
(poli parafenileno tereftalamida), una
poliamida, altamente cristalina, sintetizada en
1965 por Stephanie Kwolek, que trabajaba
para DuPont) para la fabricación de chalecos
a prueba de balas.
Y puede lograrlo porque tiene un peso
molecular mucho más alto (hasta seis o siete
millones) que el PE sintetizado por medio del
procedimiento de Ziegler-Natta.
Polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE)
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Se denomina polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE en
inglés), al que tiene un peso molecular entre 3.000.000 y 7.000.000.
Se fabrica empleando la polimerización catalizada por metalocenos. Es
un material altamente cristalino con una excelente resistencia al impacto,
aún en temperaturas bajas de -200°C. Tiene muy bajo coeficiente de
fricción, no absorbe agua, reduce los niveles de ruido ocasionados por
impactos, presenta resistencia a la fatiga y es muy resistente a la
abrasión (aproximadamente 10 veces mayor que la del acero al
carbono).
Además, tiene muy buena resistencia a medios agresivos, incluyendo a
fuertes agentes oxidantes, a hidrocarburos aromáticos y halogenados,
que disuelven a otros PE de menor peso molecular.
Con este material se producen fibras tan fuertes que puede utilizarse
para fabricar chalecos a prueba de balas.
POLIPROPILENO
El PP se produce desde hace más de veinte años, pero su aplicación data de
los últimos diez, debido a la falta de producción directa pues siempre fue un
subproducto de las refinerías o de la desintegración del etano o etileno.
Como el PP tiene un grupo metilo (CH3) más que el etileno en su molécula,
cuando se polimeriza, las cadenas formadas dependiendo de la posición del
grupo metilo pueden tomar cualquiera de las tres posiciones
Muchas propiedades mecánicas y de procesabilidad del PP son altamente
determinadas por el nivel de tacticidad y su cristalinidad. Aunque el
incremento de la cristalinidad del polipropileno hace al material menos duro
que el PE.
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- Fibras Alfombras de exterior (piscinas , minigolf…)
- Envases lavables en lavaplatos (Hidrófobo – no absorbe agua)
- Embalajes para alimentos Tejidos
- Equipo de laboratorio Componentes automotrices
- Películas transparentes Fundas de CD
PP
Polipropileno
El PP es un termoplástico que se
obtiene por polimerización del
propileno. Los copolímeros se
forman agregando etileno durante
el proceso. El PP es un plástico
rígido de alta cristalinidad y elevado
punto de fusión, excelente
resistencia química y de más baja
densidad. Al adicionarle distintas
cargas (talco, caucho, fibra de
vidrio, etc.), se potencian sus
propiedades hasta transformarlo en
un polímero de ingeniería. (El PP es
transformado en la industria por los
procesos de inyección, soplado y
extrusión/ termoformado)
Película/Film (para alimentos, snack,
cigarrillos, chicles, golosinas,
indumentaria). Bolsas tejidas (para
papas, cereales). Envases
industriales (Big Bag). Hilos cabos,
cordelería. Caños para agua
caliente. Jeringas descartables.
Tapas en general, envases. Bazar y
menaje. Cajones para bebidas.
Baldes para pintura, helados. Potes
para margarina. Fibras para
tapicería, cubrecamas, etc. Telas no
tejidas (pañales descartables).
Alfombras. Cajas de batería,
paragolpes y autopartes.
El PP atáctico, es conocido por su "pegajosidad" que le permite adherirse en
superficies aun en presencia de polvo, por lo cual se utiliza como una goma
en papeles adheribles, o como base para los adhesivos en fundido ("hot melt"
o barras de "silicon"), también es amorfo, de bajo peso molecular y con
pésimas propiedades mecánicas.
La distribución regular de los grupos metilo le otorga al PP isotáctico una alta
cristalinidad entre 70 y 85%, gran resistencia mecánica y gran tenacidad.
Desde el punto de vista comercial es más utilizado hoy día en inyección de
piezas (tapa-roscas, juguetes, contenedores, etc.) y en extrusión de película
plana para fabricar rafia o como papel de envoltura, sustituto del celofán.
Los bloques isotácticos mantienen
unidos grupos de cadenas dándole
mayor resistencia, sin
entrecruzamiento
ISOTÁCTICO - Reblandecimiento ≈ 160ºC Cristalino y más denso
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El PP ISOTÁCTICO comercial es muy similar al PE, excepto por las
siguientes propiedades:
- Más rígido y más duro, buena resistencia al impacto y a la fatiga
- Menor densidad: el PP tiene un peso específico entre 0,9 g/cm³ y 0,91
g/cm³, mientras que el del PEBD varia entre 0,915 y 0,935, y el del
PEAD entre 0,9 y 0,97
- Temperatura de reblandecimiento más alta
- Gran resistencia al stress cracking
- Excelente aislante
- Mayor tendencia a ser oxidado (Se adiciona antioxidantes)
- Muy buena procesabilidad
- No le afectan las bacterias ni los hongos. Buena resistencia térmica y
química
El PP sindiotáctico ha sido introducido recientemente al mercado, es muy
poco cristalino, teniendo los grupos metilos acomodados en forma alterna,
lo cual le hace ser más elástico que el PP isotáctico pero también menos
resistente
El PP se utiliza para elaborar bolsas de freezer y microondas ya que tienen
una buena resistencia térmica y eléctrica además de baja absorción de
humedad.
Otras propiedades importantes que no es tóxico. Asimismo se usa para