TECNOLÓGICO NACIONAL DEMÉXICO Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas PROCESOS DE FABRICACIÓN 4.5 CELULOSAS, POLIESTIRENOS, POLIETILENOS Y PROPILENOS. INGENIERIA INDUSTRIAL LÁZARO CÁRDENAS MICH. A 20 DE ABRIL DEL 2016 CELULOSA La celulosa es la principal componente de las paredes celulares de los árboles y otras plantas. La celulosa o fibra es el elemento constitutivo de la madera. Desde el punto de vista químico, la celulosa es un polímero natural formado por unidades de glucosa. Las fibras se encuentran en la madera unidas entre sí por un compuesto químico complejo llamado lignina (sustancia de la pared celular) que le da la rigidez. Es una fibra vegetal que al ser observada en el microscopio es similar a un cabello humano, cuya longitud y espesor varía según el tipo de árbol o planta. La celulosa es la biomolécula orgánica más abundante ya que forma la mayor parte de la biomasa terrestre. Químicamente se considera como un polímero natural. Es rígido. como la quitina muchos insectos pueden verse favorecidos por la resistencia que le brinda este polisacárido además de su flexibilidad. Insoluble en agua. . Es un homopolisacárido (compuesto por un solo tipo de monosacárido). Atreves de estos polisacáridos como la celulosa. o. Se encuentra en las paredes de las células de las plantas. las plantas pueden lograr esa rigidez que tienen.CARACTERISTICAS. La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. mientras que el ejemplo más puro de celulosa es el algodón con un porcentaje mayor al 90%. Se utiliza en la fabricación de explosivos (el más conocido es la nitrocelulosa o "pólvora para armas"). seda artificial. barnice. . Se utiliza como aislamiento térmico y acústico. la madera un 50 %. la pared de una célula vegetal joven contiene aproximadamente un 40% de celulosa.celuloide.USOS Y FUNCIONES La celulosa es un polisacárido estructural en las plantas ya que forma parte de los tejidos de sostén. como producto derivado del papel reciclado triturado. Dependiendo de la proporción en las mezclas se obtienen papeles para diferentes usos . además . diluyentes. explosivos. películas fotográficas .otros derivados como la trementina y el “tall oil” que son usados como insumos en la industria química para la producción de aromas.etc Del proceso de manufactura de la celulosa se extraen. en pequeñas cantidades. se encuentra en productos como el rayón . celofanes. jabones y alimentos. y la celulosa blanca de fibra corta se usa para dar suavidad y como relleno.. Es el principal componente en la manufactura de papeles y cartones y también.. La celulosa blanca de fibra larga se usa principalmente para agregar resistencia a los papeles y cartulinas. 4-glucosídico. . se originan fibras compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales. de esta manera. dándoles así la necesaria rigidez.ESTRUCTURA La estructura de la celulosa se forma por la unión de moléculas de ß-glucosa a través de enlaces ß-1. en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa. la celulosa tiene una estructura lineal o fibrosa. con un valor mínimo de n= 200. haciéndolas muy resistentes e insolubles al agua. lo que hace que sea insoluble en agua. Con fórmula empírica (C6H10O5)n. liberando las fibras. Estas celulosas son más resistentes.TIPOS DE CELULOSA CELULOSA QUÍMICA Se obtiene a partir de un proceso de cocción química de la madera a altas temperaturas y presiones. La celulosa química se caracteriza por tener un rendimiento relativamente bajo. total . ya que las fibras quedan intactas. son más fáciles de blanquear y menos propensas a perder sus cualidades en el tiempo. sólo entre un 40% y un 60% del material. cuyo objetivo es disolver la lignina contenida en la madera con una disolución alcalina. es decir. siendo sometida a altas temperaturas y presiones. se caracteriza por tener un alto rendimiento . esta celulosa es menos resistente que la química. lavada y eventualmente blanqueada. las principales aplicaciones son la fabricación de papel para periódicos y papeles para impresión y escritura de menor calidad. posteriormente la pasta es clasificada . no por la presencia de esta lignina sino porque las fibras que en ella están contenidas han sido cortadas en el proceso de fabricación . normalmente entre un 85% y 95% . pero la lignina remanente en el producto puede oxidarse generando el color amarillo que caracteriza a los diarios viejos. este proceso requiere un alto consumo energético. La celulosa mecánica. CELULOSA MECÁNICA Se obtiene a partir de un proceso por el cual la madera es molida y triturada mecánicamente. 5 mm.5 y 4.8 mm de las fibras cortas.7 a 1. Celulosas de fibra corta ésta depende básicamente de las uniones moleculares que se establecen entre las fibras. .Otra forma de clasificar la celulosa es a partir de la materia prima usada para su fabricación. dependiendo de ella existen: Celulosas de fibra larga la celulosa de fibra larga genera en los papeles una red de uniones más resistentes que las de fibra corta. La longitud va de los 0. la longitud de las fibras largas fluctúa entre 2. estructuralmente. . es una cadena larga de carbono e hidrógeno. es producido por una polimerización vinílica de radicales libres a partir del monómero de estireno. con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono..POLIESTIRENO El poliestireno se designa con las siglas PS. CARACTERÍSTICAS Color transparente Baja resistencia al impacto Muy baja elongación (alargamiento) Buen brillo Liviano Puede ser procesado en un amplio rango de temperaturas Elevada fuerza de tensión Resistente a químicos inorgánicos y al agua Soluble en hidrocarburos aromáticos y purificados Propiedades eléctricas sobresalientes Densidad 1050 kg/m 3 . TIPOS DE POLIESTIRENO EL POLIESTIRENO CRISTAL DE USO GENERAL O Se puede obtener por medio de tres procesos: polimerización en masa. este se puede obtener por reacción o mezcla física entre poliestireno y polibutadieno. no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos sin romperse. . como el expansible. suspensión y solución. el más utilizado es la polimerización en masa ya que presenta una aparente simplicidad y proporciona un polímero de alta calidad. generalmente butadieno. EL POLIESTIRENO DE ALTO IMPACTO Es un poliestireno modificado con un elastómero. que es obtenido por polimerización en suspensión del estireno en presencia de agentes soplantes y a partir de él se obtienen las espumas aislantes. es más fuerte. a partir de este polímero se obtienen otras variedades de poliestireno. el grado de resistencia al impacto está en función del contenido de polibutadieno. soplado y termoformado. puede ser procesado por los métodos de inyección. El monómero de estireno es posteriormente polimerizado para obtener el poliestireno.¿CÓMO SE PRODUCE? El poliestireno. casi todo el poliestireno que se produce se fabrica por medio de procesos de polimerización en masa continua. Actualmente. que a grandes rasgos puede dividirse en dos etapas: 1. donde se separa el polímero obtenido del monómero no reaccionado y/o solventes utilizados. como la gran mayoría de los polímeros termoplásticos. Etapa de reacción en uno o más reactores. el polímero fundido es bombeado a través de una matriz para obtener hebras que son enfriadas y cortadas en grumos. donde se polimeriza el monómero. . Etapa de volatilización. es un derivado de los hidrocarburos (petróleo crudo o gas natural). Por último. 2. Primero se produce el monómero de estireno a partir del benceno y del etileno. utensilios de cocina. Inyección : 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. se aplica calor para que la lámina se reblandezca y una vez que esto sucede. láminas. alternativamente se aplica presión positiva o vacío para que la lámina se adose al molde y adquiera su forma. se empuja el molde hacia la lámina para que tome la forma de éste. se producen por extrusión.TRANSFORMACIÓN DEL POLIESTIRENO Extrusión: 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. juguetes. vigas y materiales similares. Termoformado: 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). . este método se usa para fabricar objetos como bolígrafos. perfiles. etc. tuberías. USOS MÉTODO DE FABRICACIÓN Moldeo Por inyección Moldeo por soplado Extrusión Extrusión y termo conformado USOS Juguetes Carcasas de radio y televisión Partes del automóvil Instrumental médico Menaje doméstico Tapones de botellas Contenedores Botellas Contenedores Partes del automóvil Películas protectoras Perfiles en general Reflectores de luz Cubiertas de construcción Interiores de frigoríficos Equipajes Embalajes alimentarios Servicios desechables Grandes estructuras del automóvil . de bolsas. entre otros. a veces representada sólo como (CH2-CH2)n . de transparente a translúcido.POLIETILENO El polietileno es un tipo de polímero que se utiliza extendidamente en la fabricación de envases. Se trata de uno de los plásticos más comunes y usados en el mundo. para recubrir cables. especialmente por el bajo costo que representa. para hacer recipientes y en las tuberías. Estructura química del polietileno. El polietileno (PE) es un material termoplástico blanquecino. Las secciones gruesas son translúcidas y tienen una apariencia de cera. y es frecuentemente fabricado en finas láminas transparentes. Tiene esencialmente una estructura de cadena recta. . entre sus principales señas de identidad se encuentran las siguientes: . Se emplea para llevar a cabo la creación de envases plásticos desechables. catalizadores de ZieglerNatta o catalizadores de metaloceno.Tiene una gran rigidez. . El HDPE tiene un bajo grado de ramificación y por lo tanto fuertes fuerzas intermoleculares y resistencia a la tracción. .Es muy flexible al mismo tiempo.Es muy resistente a los golpes y a distintas situaciones químicas y térmicas. . El HDPE puede ser producido por catalizadores cromo/sílica.Es sólido e incoloro.TIPOS DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD. CARCTERISTICAS Se caracteriza por ser termoplástico. .También cuenta con una gran ligereza. entre otros muchos productos en los que se utiliza el hdpe. flexibilidad. tapas y cierres.. bolsas de plástico y juguetes. El HDPE tiene muchas aplicaciones en la industria actual. depósitos de gasolina.USOS. su uso para empaquetar se ha incrementado debido a su bajo coste. otro gran volumen se moldea para utensilios domésticos y juguetes. y resistencia a muchas sustancias químicas. durabilidad. botellas de leche. su capacidad para resistir el proceso de esterilización. un uso también importante que tiene es para tuberías y conductos. . podemos nombrar botes de aceite lubricante (automoción) y para disolventes orgánicos. mangos de cutter. más de la mitad de su uso es para la fabricación de recipientes. Los catalizadores usados en la fabricación del hdpe. en este proceso se utiliza un solvente el cual disuelve al monómero.OBTENCIÓN La obtencion del hdpe se hace mediante un proceso de polimerizacion ziegler-natta. y de cadenas rectas. son o del tipo óxido de un metal de transición o del tipo ziegler . que es un proceso de polimerización catalítica (catalizador de ziegler-natta). adicionalmente. por lo general. por lo general en una fase gaseosa o líquida. al diluir el monómero con el solvente se reduce la velocidad de polimerización y el calor liberado por la reacción de polimerización es absorbido por el disolvente. en la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero. con los catalizadores de phillips (triódixo de cromo). . esta es una polimerización directa de monómeros en un polímero. si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido.natta. se produce hdpe con muy alta densidad. en una reacción en la cual el polímero permanece soluble en su propio monómero. Generalmente se puede utilizar benceno o clorobenceno como solventes. al polímero y al iniciador de la polimerización. -Es muy resistente a los impactos. tiene la particularidad de que se puede reciclar. es un polímero de cadena ramificada. enseres de menaje como cubiertos o vasos. hay que reseñar estas otras señas de identidad: -Puede llegar a ser de color transparente. -Es muy flexible. Además de todo lo expuesto. tales como juguetes. CARCTERISTICAS. por lo que su densidad es más baja. -Se puede procesar de manera sencilla -Se usa para darle forma a un sinfín de objetos. botellas. tuberías… .DE BAJA DENSIDAD El polietileno de baja densidad . Base Para Pañales Desechables. Recubrimiento De Acequias. Etc.. Industriales. Tubos Y Pomos: Cosméticos. Stretch Film. Bazar. Productos . Congelados. Bolsas Para Suero.. Etc. Medicamentos Y Alimentos. Y Boutiques. Películas Para Agropecuaria. Panificación. Agua. Envasado Automático De Alimentos Industriales: Leche. Contenedores Herméticos Domésticos. Tuberías Para Riego.USOS Bolsas De Todo Tipo: Supermercados. Plásticos. El polietileno de baja densidad se produce por medio de una polimerización vinílica por radicales libres. la propagación: ocurre a medida que prosigue la reacción 3. la iniciación: requiere de un iniciador. que se descompone técnicamente en radicales libres . los cuales reaccionan con el etileno 2. propagación y terminación. El proceso de polimerización conlleva tres pasos básicos: iniciación.OBTENCION. . usualmente un peróxido. la terminación de una cadena en crecimiento: ocurre cuando se combinan dos grupos de radicales libres o cuando un radical hidrógeno se transfiere de una cadena a otra. que es un proceso de polimerización a altas presiones . 1. el agrietamiento y la reforma de mezclas de hidrocarburos. Es un gas combustible incoloro con un olor natural picante. que tiene un doble enlace que le da una ventaja de combustión. como todos los alquenos presenta el doble enlace como grupo funcional. es un homólogo del etileno.PROPILENO El propileno o propeno (H2C=CH–CH3) es un hidrocarburo perteneciente a los alquenos. . El propileno se obtiene durante la refinación de la gasolina. Este gas combustible es altamente inflamable y no tóxico. Es el segundo compuesto más utilizado en la industria química en todo el mundo. Pero también puede ser producida por la división. Aunque es similar al propano. incoloro e inodoro. Soluble en alcohol y éter Ligeramente soluble en agua Baja toxicidad Altamente inflamable. El propeno es el producto de partida en la síntesis del polipropileno.CARACTERISTICAS Gas incoloro. . Es el segundo compuesto más utilizado en la industria química en todo el mundo. Después de esto llega el paso más complejo. como arsina. se separa de los demás productos como el etileno por destilación a baja temperatura. El proceso de destilación se compone de una serie de pasos que van eliminando los diferentes componentes no deseados hasta obtener propileno. se separan los componentes livianos en una columna de destilación “deetanizadora”. y se obtiene el propileno listo para polimerizar. los cuales poseen un peso específico muy similar. se “dulcifica” la mezcla en la merichem en la cual de separan componentes tales como anhídrido carbónico o mercaptanos.OBTENCION Constituye uno de los productos de la termólisis del petróleo. por lo tanto se necesita una columna de destilación “splitter” muy larga con gran cantidad de platos y con un sistema muy complejo de reflujo de condensado. etano o nitrógeno. que es el de separar el propileno del propano. Para finalizar. Primero. . se eliminan los últimos componentes residuales. Luego. tales como metano. trimeros y tetrámeros para detergentes. isopropanol. monitorización de emisiones ambientales. óxido de propileno. La adición de agua en condiciones polares da iso-propanol que puede ser oxidado a la acetona. . La adición de agua en condiciones radicalarias se obtiene n-propanol. copolimero para polipropileno. control de higiene industrial. entre otros usos. trimeros y tetrámeros de propileno para detergentes.USOS Y APLICACIONES El propileno se utiliza para la producción de polipropileno. sintesis de isopropanol.y traza de impurezas en analizadores. En la síntesis del polipropileno. isopropilbenceno o cumeno y glicerina Laboratorios & análisis El propileno se utiliza en mezclas de gases de calibración para la industria petroquímica. Químicos Los usos del propileno abarcan la mezcla para gasolina (80% de volumen). isopropilbenceno. óxido de propileno. cumeno propilenglicoles. Fin .
Report "Celulosas, Poliestirenos, Polietilenos y Propilenos"