POLIOLEFINAS: Definición, tipos, mecanismos de reacción yproducción industrial Castillo García, Jorge Antonio (20114098D) Figueroa Flores, Kerruin Andre (20112084F) Soria Mandujano, Enrique Víctor (20110337D) Escuela de Ingeniería Petroquímica, FIP-UNI. 8/07/2014 Resumen: El siguiente trabajo investigativo, resume todos los aspectos significativos respeto al estudio de las Poliolefinas, esto es, su definición, tipos, mecanismos de reacción y métodos industriales de producción como también sus diversas aplicaciones en la industria mundial como también en la vida cotidiana. 1. INTRODUCCIÓN Las poliolefinas se obtienen como resultado de la polimerización por adición de monómeros olefínicos (etileno, propileno, etc.). De todos los materiales plásticos producidos las poliolefinas son los más consumidos, especialmente los distintos tipos de polietileno y polipropileno, También pertenecen a este grupo otros polímeros como el poliestireno, polietilentereftalato, polimetilmetacrilato o el cloruro de polivinilo. El termino IUPAC para olefina es “alquenos”, por lo cual a las poliolefinas también se les puede denominar polialquenos. Entre las poliolefinas se incluyen, entre otros, los siguientes productos: Polietileno de baja densidad (PEBD o LDPE), formado a partir de etileno a muy alta presión. Polietileno de alta densidad (PEAD o HDPE), producto de la polimerización del etileno sobre un catalizador a presión moderada. Polietileno lineal de baja densidad (PELBD o LLDPE), similar al HDPE pero introduciendo como comonómeros olefinas más largas (especialmente 1-buteno, 1-hexeno, 1- octeno). Polipropileno (PP), producto de la polimerización catalítica del propileno. Caucho etileno-propileno (EPR), copolímero catalítico de etileno y propileno con propiedades elastoméricas. Poli-alfa-olefinas, obtenidas a partir de alfa- olefinas, hidrocarburos lineales con un solo doble enlace en uno de sus extremos, como por ejemplo el 1-hexeno. Las poliolefinas, igual que el resto de los polímeros, no son productos definidos por unas especificaciones concretas sino que cada fabricante oferta una amplia gama de grados con propiedades diferentes adaptadas a las aplicaciones concretas en que van a ser usados. Es importante, por ello, no pensar en las poliolefinas como sustancias químicas sino como materiales, tan variados en sus propiedades como puedan serlo la madera o el acero. Reactividad Las poliolefinas, como los alcanos sencillos, pueden clorarse con cloro a altas temperaturas o bajo la acción de luz ultravioleta. Esta reacción de radicales libres produce HCl y poliolefinas cloradas (Tyrin), que se usan como plastificantes y retardadores de llama. La versión comercial de este producto puede encontrarse con diversos porcentajes de cloro. Dado que los átomos de hidrogeno terciarios son sustituidos con más facilidad que los secundarios, el polipropileno es más fácil de clorar que el HDPE. El HDPE se convierte con facilidad en politetrafluoroetileno por fluoración directa con flúor. El polietileno sulfoclorado (Hypalon) se obtiene clorando una suspensión de polietileno con tetracloruro de carbono con una mezcla de cloro y dióxido de azufre en piridina. La versión comercial de este producto, que posee un 27.5% de cloro y 1.5% de azufre, es soluble en tetralina. Puede utilizarse como recubrimiento curable con azufre y difenilguanidina. El producto clorado de nombre poli (dicloruro de vinilo) (PVDC), se obtiene al clorar PVC. Dado que la resistencia térmica del PVDC es superior a la del PVC, se utiliza para conducciones de agua caliente. Las poliolefinas pueden reticularse calentándolas con peróxidos como el peróxido de di-ter-butilo o por irradiación. Es ventajoso reticular estos polímeros después de su conformación, como por ejemplo en el caso de aislamientos para cables. Los productos reticulados son menos solubles y más resistentes al calor que las poliolefinas lineales. El polietileno deuterado puede obtenerse a partir del HDPE, pero se produce más fácilmente mediante la polimerización de etileno predeuterado. Este último se obtiene por reducción de acetileno deuterado con sulfato de cromo (II) en una disolución de dimetil- fomamida (DMF/H 2 O) El polietileno, como otros polímeros derivados de los alcanos, es resistente a la oxidación química, pero arde en presencia de oxígeno. Los pliegues de polietileno cristalino son menos resistentes al ataque químico, produciéndose ácidos α,ω-dicarboxílicos por reacción con ácido nítrico concentrado. 2. TIPOS Polietileno El polietileno (PE) es químicamente el polímero más simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2)n. Es uno de los plásticos más comunes debido a su bajo precio y simplicidad en su fabricación, lo que genera una producción mundial de aproximadamente 60 millones de toneladas anuales alrededor del mundo. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre. Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres Polimerización aniónica Polimerización por coordinación de iones Polimerización catiónica. Polimerización catalizada por metalocenos Polimerización Ziegler-Natta Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno. Entre los tipos de polietileno que se conoce, se tienen: Polietileno de baja densidad: El polietileno de baja densidad es un polímero de la familia de los polímeros olefínicos, como el polipropileno y los polietilenos. Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno. Es formado a partir de una polimerización vinílica por radicales libres a muy altas presiones (1500- 2000 bar) y temperaturas (150 a 300 °C). Para iniciar el proceso de polimerización necesita por lo general un peróxido como agente catalizador. Se designa como LDPE (por sus siglas en inglés, Low Density Polyethylene) o PEBD, polietileno de baja densidad. Ilustración 1: Molécula de LDPE Los objetos fabricados con LDPE se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo en la parte inferior o posterior: Características: Termoplástico comercial y semicristalino (un 50% típicamente) Buena resistencia térmica y química Liviano, impermeable, inerte (al contenido), no toxico, con poca estabilidad dimensional y bajo costo. Buena resistencia al impacto. Es de color lechoso, puede llegar a ser trasparente dependiendo de su espesor. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformados empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión. Es más flexible que el polietileno de alta densidad. Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él. Densidad de 0.92 g/cc. Polietileno de alta densidad: El polietileno de alta densidad es un polímero de cadena lineal no ramificada, por lo cual su densidad es alta y las fuerzas intermoleculares también. Su fórmula es (- CH2-CH2-)n. Es un polímero termoplástico conformado por unidades repetitivas de etileno. Es formado a través de una polimerización de Ziegler-Natta del etileno (Polimerización por coordinación). Se trata de un proceso de polimerización catalítico (catalizador de Ziegler-Natta, que por lo general es etilato de aluminio y éster titánico en un aceite) a baja presión (por debajo de 14 MPa) y temperatura inferior a 70 °C. También se puede obtener mediante los llamados procesos de Phillips y Standard oil, los cuales utilizan un óxido metálico sobre sílice o alúmina como catalizador (Catalizadores tipo Phillips). El polietileno de alta densidad se produce normalmente con un peso molecular que se encuentra en el rango de 200.000 y 500.000, pero puede ser mayor. La distribución de pesos moleculares de éste es en gran parte controlada por el tipo de catalizador usado en la polimerización y por el tipo de proceso de fabricación empleado. Se designa como HDPE (por sus siglas en inglés, High Density Polyethylene) o PEAD (polietileno de alta densidad). Ilustración 2: Molécula de HDPE Los objetos fabricados con HDPE se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo en la parte inferior o posterior: Características: Excelente resistencia térmica y química. Material termoplástico parcialmente amorfo y parcialmente cristalino (este último depende del peso molecular, de la cantidad de comonómero presente y del tratamiento térmico aplicado) Muy buena resistencia al impacto. Es sólido, incoloro, translúcido, casi opaco. Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar por los métodos de conformados empleados para los termoplásticos, como inyección y extrusión. Es flexible, aún a bajas temperaturas. Es tenaz. Es más rígido que el polietileno de baja densidad. Presenta dificultades para imprimir, pintar o pegar sobre él. Es muy ligero. Su densidad es igual o menor a 0.952 g/cm3. No es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100 ºC y a la mayoría de los disolventes ordinarios. Polietilenos lineal de baja densidad: El polietileno lineal de baja densidad o PELBD (LLDPE en inglés) es un polímero con un esqueleto lineal con ramificaciones laterales muy cortas y uniformes, similar al HDPE pero introduciendo como monómeros olefinas más largas que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al agrietamiento sean superiores a la del polietileno de baja densidad. La longitud y posición de las cadenas laterales también afecta las propiedades del producto. El proceso básico de polimerización a baja presión para la obtención del LLDPE requiere de la copolimerización del etileno y el monómero de elección (α-olefina) usando un catalizador. Las presiones y temperaturas del reactor varían dependiendo del proceso empleado y los comonómeros comúnmente usados son: 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno. Los sistemas a baja presión que se usan principalmente en la producción de LLDPE son dos: el proceso en lecho fluidificado en fase gaseosa (Catalizador con Titanio, 2.1 MPa y 80-100 °C) y los procesos en disolución (Catalizador tipo Ziegler, 3-5 MPa, 150-300 °C) Ilustración 3: Molécula de LLDPE Los objetos fabricados con LLDPE se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo en la parte inferior o posterior: Características: Propiedades mecánicas mucho más altas que las de LDPE y HDPE Resistencia a la tracción, al impacto, al rasgado, a la perforación o punción, a las fuerzas en el sellado al calor, y al agrietado por efectos ambientales. Buena resistencia al impacto a temperaturas muy bajas (hasta -95°C) Excelente elongación en películas Grado de cristalinidad (%) : 30-40 Densidad (g/cm3) : 0,9-0,93 Temp. de cristalización(ºC): 121-125 Estabilidad química : Buena Esfuerzo de ruptura (N/mm2): 10-30 Elongación a ruptura (%) : 16 Cof. de expansión lineal (K -1 ): 2x10 -4 Polietilenos de ultra alta densidad El polietileno de ultra alta densidad o UHMWPE (Ultra High Molar weight Polyethylene) es el miembro más pesado de esta familia, y sus propiedades lo colocan entre los plásticos de ingeniería. Es un termoplástico industrial semicristalino, blanquecino y realmente opaco que, químicamente, es un HDPE con un peso molecular muy elevado (3-6 millones). Por consiguiente tiene una viscosidad de fundido extremadamente alta (efectivamente infinita) y sólo puede ser transformado por sinterización de polvo. Se fabrican empleando la polimerización catalizada por metalocenos a bajas presiones. Su uso comienza a popularizarse gracias a una aplicación que podemos ver muy fácilmente: las tablas para picar que encontramos en tiendas departamentales, de color blanco. De hecho su presentación comercial es en forma de tablas, bloques, barras, tubos huecos y perfiles, ya que este plástico tiene tan alto peso molecular que la maquinaria convencional para procesamiento de termoplásticos, como las extrusoras e inyectoras, no pueden procesarlo, y el polvo blanco que se obtiene de los reactores se procesa por compresión o por un proceso especial llamado extrusión RAM. Ilustración 4: Molécula de UHMWPE Características: Su dureza, su resistencia al desgaste y a la cizalla son excelentes y mejores que las del HDPE Rango de T. de trabajo: -100ºC +80ºC. Buena resistencia al impacto incluso a bajas temperaturas. Bajo coeficiente de fricción. Resistencia a la abrasión. Fisiológicamente inerte. Liviano e irrompible. Muy baja absorción de agua. Aprobado por FDA para contacto con alimentos. Resistente a agentes químicos corrosivos como ser ácido sulfúrico, etc. Coeficiente de expansión térmica negativo Polipropileno El polipropileno (PP) es un polímero termoplástico, parcialmente cristalino. Es uno de los polímeros más versátiles que andan a nuestro alrededor. Cumple una doble tarea, como plástico y como fibra. Como plástico se utiliza para hacer cosas como envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 °C. El polietileno, un plástico más común, se recalienta a aproximadamente 100 °C, lo que significa que los platos de polietileno se deformarían en el lavaplatos. Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf. Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua. Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo El polipropileno se puede obtener a partir del monómero propileno, por polimerización Ziegler- Natta o por polimerización catalizada por metalocenos. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. Los objetos fabricados con PP se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo en la parte inferior o posterior: Entre los tipos de polipropileno que se conoce, se tienen: Polipropileno homopolímero Se denomina homopolímero al PP obtenido de la polimerización de propileno puro. Presenta alta resistencia a la temperatura, puede esterilizarse por medio de rayos gamma y óxido de etileno, tiene buena resistencia a los ácidos y bases a temperaturas debajo de 80°C, pocos solventes orgánicos lo pueden disolver a temperatura ambiente. Posee buenas propiedades dieléctricas, su resistencia a la tensión es excelente en combinación con la elongación, su resistencia al impacto es buena a temperatura ambiente, pero a temperaturas debajo de 0°C se vuelve frágil y quebradizo. Según su tacticidad, se distinguen tres tipos: PP atáctico: Esto significa que los grupos metilos están distribuidos al azar a ambos lados de la cadena. Es caracterizado por sus características pegajosas, amorfas y bajo peso molecular. Ilustración 5: PP atáctico PP isotáctico: Esto significa que todos los grupos metilos de la cadena están del mismo lado. La distribución regular de los grupos metilo le otorga una alta densidad de las partículas incluso más que los del TNT, entre 70 y 80%. Es el tipo más utilizado hoy día Ilustración 6: PP isotáctico PP sindiotáctico: Esto significa que los radicales metilo, están alternados a lo largo de la cadena de manera ordenada estereoquímicamente. Es muy poco cristalino, lo cual le hace ser más elástico que el PP isotáctico pero también menos resistente. Ilustración 7: PP sindiotáctico Sin embargo estos no son las únicas estructuras que podríamos tener. Usando catalizadores especiales tipo metaloceno, podemos hacer copolímeros en bloque, que contengan bloques de polipropileno isotáctico y bloques de polipropileno atáctico en la misma cadena polimérica, como lo mostramos en la figura: Ilustración 8: PP con bloques Isotácticos y atácticos Polipropileno copolímero Se obtiene al añadir entre un 5 y un 30% de etileno en la polimerización del Propileno. Presenta excelente resistencia a bajas temperaturas, es más flexible que el tipo Homopolímero, su resistencia al impacto es mucho mayor y aumenta si se modifica con hule EPDM, incrementando también su resistencia a la tensión al igual que su elongación; sin embargo, la resistencia química es inferior que el Homopolímero, debilidad que se acentúa a temperaturas elevadas. Existen, a su vez, dos tipos: Copolímero estadístico. El etileno y el propileno se introducen a la vez en un mismo reactor, resultando cadenas de polímero en las que ambos monómeros se alternan de manera aleatoria. Copolímero en bloques. En este caso primero se lleva a cabo la polimerización del propileno en un reactor y luego, en otro reactor, se añade etileno que polimeriza sobre el PP ya formado, obteniéndose así cadenas con bloques homogéneos de PP y PE. La resistencia al impacto de estos copolímeros es muy alta, por lo que se les conoce como PP impacto o PP choque. Características: El PP isotáctico comercial es muy similar al polietileno, excepto por las siguientes propiedades: Menor densidad: el PP tiene un peso específico entre 0,9 g/cm³ y 0,91 g/cm³, mientras que el peso específico del PEBD (polietileno de baja densidad) oscila entre 0,915 y 0,935, y el del PEAD (polietileno de alta densidad) entre 0,9 y 0,97 (en g/cm³) Temperatura de reblandecimiento más alta Gran resistencia al stress cracking Mayor tendencia a ser oxidado (problema normalmente resuelto mediante la adición de antioxidantes) El PP tiene un grado de cristalinidad intermedio entre el polietileno de alta y el de baja densidad. Presenta muy buena resistencia a la fatiga, por ello la mayoría de las piezas que incluyen bisagras utilizan este material. A baja temperatura el PP homopolímero se vuelve frágil (típicamente en torno a los 0 °C); no tanto el PP copolímero, que conserva su ductilidad hasta los -40 °C. Poliestireno El poliestireno (PS) es un polímero vinílico termoplástico que se obtiene de la polimerización vinílica por radicales libres del estireno. Estructuralmente, es una larga cadena hidrocarbonada, con un grupo fenilo unido cada dos átomos de carbono. Es un plástico económico y resistente y probablemente sólo el polietileno sea más común que él en la vida diaria. La cubierta exterior de las computadoras está hecha de poliestireno, al igual que las maquetas de autos y aviones. El poliestireno también se presenta en forma de espuma para envoltorio y como aislante. (Styrofoam TM es una marca de espuma de poliestireno). Las tazas plásticas transparentes están hechas de poliestireno. También una gran cantidad de partes moldeadas en el interior de los autos, como los botones de la radio. El poliestireno también es usado en juguetes y para las partes exteriores de secadores de cabello y accesorios de cocina. Los objetos fabricados con PS se identifican, en el sistema de identificación americano SPI (Society of the Plastics Industry), con el siguiente símbolo en la parte inferior o posterior: Entre los tipos de poliestireno que se conoce, se tienen: PS cristal Este homopolímero se obtiene directamente de la polimerización del estireno. Es de estructura amorfa, se considera uno de los plásticos de mayor transparencia y brillo en la superficie. Sin embargo también presenta alta rigidez y fragilidad. Es considerado también como uno de los plásticos de más fácil procesamiento. No requiere secado y presenta mínimas contracciones de moldeo. El poliestireno cristal o GPPS es un material amorfo de alto peso molecular (200,000 a 300,000 g/gmol), de baja densidad, duro, transparente, con buenas propiedades ópticas, mínima absorción de agua, buena estabilidad dimensional y aislamiento eléctrico. Tiene baja resistencia al impacto y estabilidad térmica. Es resistente a ácidos orgánicos e inorgánicos concentrados y diluidos (excepto los altamente oxidantes), alcoholes, sales y álcalis. No resiste a los ésteres, cetonas, hidrocarburos aromáticos, clorados y aceites etéreos. PS de alto impacto Se obtiene por polimerización por radicales libres del monómero estireno, por agregado de caucho polibutadieno a la mezcla. El polibutadieno tiene enlaces dobles en su estructura, capaces de polimerizar. Se obtiene el polibutadieno copolimerizando con el monómero estireno. Copolímero llamado copolímero de injerto. Este es un polímero con cadenas que surgen de él y que son de diferente clase de la cadena principal. En este caso, se trata de una cadena de poliestireno con cadenas de polibutadieno que emergen de ella. Ilustración 9: PS de alto impacto Estas cadenas elastómeras colgando de la cadena principal son altamente beneficiosas para el poliestireno. Recuerde que los homopolímeros de polibutadieno y poliestireno no se combinan entre sí. De modo que las ramas de polibutadieno tratan de provocar una separación de fases y forman pequeñas bolitas, como usted ve en la figura de abajo. Pero estas pequeñas bolitas siempre estarán unidas a la fase de poliestireno. Y por lo tanto ejercen un efecto sobre ese poliestireno. Actúan para absorber energía cuando el polímero es golpeado con algo, confiriéndole una resistencia que el poliestireno normal no posee. Esto lo hace más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos, sin romperse como el poliestireno normal. Este material se conoce como poliestireno de alto impacto, o HIPS, según se abreviatura. Su inconveniente principal es su opacidad, si bien algunos fabricantes venden grados especiales de poliestireno choque translúcido. PS expandido El poliestireno expandido, más conocido como "corcho blanco", "Poliespan" o "Porexpan" es un plástico que se obtiene de la polimerización del estireno con relativa facilidad. Se trata de un material bastante frágil y muy sensible a prácticamente todos los disolventes. Está dotado de un excelente comportamiento dieléctrico y es de fácil moldeo por lo que se encuentra presente en infinidad de componentes eléctricos. Se utiliza principalmente en la industria de la construcción, para envases frigoríficos, vasos desechables del tipo térmico o empaques para el uso agrícola y electrónico, entre otros. Es un plástico 100% reciclable por lo que tiene asegurada la garantía de protección medioambiental. PS extrusionado: El poliestireno extruido, extrudido o extrusionado, también conocido por su acrónimo inglés XPS o styrofoam, es una espuma rígida resultante de la extrusión del poliestireno en presencia de un gas espumante, usada principalmente como aislante térmico. El poliestireno extruido comparte muchas características con el poliestireno expandido, pues su composición química es idéntica: aproximadamente un 95% de poliestireno y un 5% de gas. La diferencia radica únicamente en el proceso de conformación; pero es una diferencia crucial, ya que el extrusionado produce una estructura de burbuja cerrada, lo que convierte al poliestireno extrusionado en el único aislante térmico capaz de mojarse sin perder sus propiedades. Esta no es la única clasificación. Hay una nueva clase de poliestireno, llamada: PS sindiotáctico. Es diferente porque los grupos fenilo de la cadena polimérica están unidos alternativamente a ambos lados de la misma. El poliestireno "normal" o poliestireno atáctico no conserva ningún orden con respecto al lado de la cadena donde están unidos los grupos fenilos. El nuevo poliestireno sindiotáctico es cristalino, y funde a 270 °C pero es mucho más costoso. En 1985 la japonesa Idemitsu sintetizó por vez primera poliestireno sindiotáctico (SPS) y tres años más tarde inició una colaboración con Dow para su producción industrial. En 1996 Dow abrió una planta de SPS en Schkopau (Alemania) pero en 2005 tuvo que cerrarla por su escaso éxito comercial. Ilustración 10: SPS y GPPS 3. MECANISMOS DE REACCION LDPE (polimerización vinílica por radicales libres) El etileno puede ser polimerizado por un mecanismo de radicales bajo muy altas presiones y temperaturas con la adición de un iniciador de radicales peróxido orgánico. Esta reacción se cree que procede de la siguiente manera donde las flechas indican el flujo individual de electrones: Paso 1: Iniciación.- la disociación de los enlaces de oxígeno del peróxido conduce a un intermedio temporal, que después se convierte rápidamente en dióxido de carbono y 2 radicales: (*) Indica un electro desapareado y R representa a un grupo de carbono Paso 2: Iniciación.- Estos radicales pueden entonces actuar como electrófilos y atacar el doble enlace del etileno formando un intermedio estable: Paso 3: Propagación.- El radical recién formado se puede añadir a sí mismo atacando otra molécula de etileno: Las unidades de polietileno pueden crecer de 4-5 unidades monomericas hasta moléculas muy grandes que tienen pesos moleculares tan grandes como de 1 millón. El número de unidades de monómero de etileno y por lo tanto el peso molecular en la molécula de polietileno pueden ser controlados por la temperatura de reacción, el tipo de catalizador empleado, y la concentración de radicales. Paso 4: Terminación.- Finalmente se termina la reacción cuando dos radicales reaccionan entre sí para producir un producto con electrones apareados: Los pasos de reacción se resumen a continuación: Donde I es un iniciador (peróxido orgánico), P es el producto, M es un monómero, y R * es un radical de longitud 1, j, o i. Tenga en cuenta que el acetileno está presente en la reacción. El acetileno se utiliza también como un iniciador para aumentar la velocidad de reacción. HDPE (Polimerización de Ziegler-Natta) Ilustración 11: Polimerización de Ziegler-Natta Polipropileno (Polimerización de Ziegler-Natta) Poliestireno (polimerización vinílica por radicales libres) 4. PROCESOS INDUSTRIALES LDPE LLDPE HDPE (Procesos de Ziegler-Natta (1) y Phillips (2)) Polipropileno (proceso de fase gaseosa) Poliestireno 5. APLICACIONES Polietileno LDPE: Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.; Películas para agro; Recubrimiento de acequias; Envasado automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.; Stretch film; Base para pañales desechables; Bolsas para suero; Contenedores herméticos domésticos; Bazar; Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos; Tuberías para riego. HDPE: Envases para: detergentes, lejía, aceites automotor, champú, lácteos; Bolsas para supermercados; Bazar y menaje; Cajones para pescados, gaseosas, cervezas; Envases para pintura, helados, aceites; Tambores; Tuberías para gas, telefonía, agua potable, minería, láminas de drenaje y uso sanitario; Bolsas tejidas; Guías de cadena, piezas mecánicas. También se usa para recubrir lagunas, canales, fosas de neutralización, depósitos de agua, recubrimientos interiores de depósitos, plantas de tratamiento de aguas, lagos artificiales, canalones de lámina, etc.; Biberones para bebé; Juguetes; Cubos. Polipropileno El polipropileno ha sido uno de los plásticos con mayor crecimiento en los últimos años y se prevé que su consumo continúe creciendo más que el de los otros grandes termoplásticos (PE, PS, PVC, PET). En 2005 la producción y el consumo de PP en la Unión Europea fueron de 9 y 8 millones de toneladas respectivamente, un volumen sólo inferior al del PE. 1 El PP es transformado mediante muchos procesos diferentes. Los más utilizados son: Moldeo por inyección de una gran diversidad de piezas, desde juguetes hasta parachoques de automóviles Moldeo por soplado de recipientes huecos como por ejemplo botellas o depósitos de combustible Termoformado de, por ejemplo, contenedores de alimentos. En particular se utiliza PP para aplicaciones que requieren resistencia a alta temperatura (microondas) o baja temperatura (congelados). Producción de fibras, tanto tejidas como no tejidas. Extrusión de perfiles, láminas y tubos. Producción de película, en particular: Película de polipropileno biorientado (BOPP), la más extendida, representando más del 20% del mercado del embalaje flexible en Europa Occidental Película moldeada ("cast film") Película soplada ("blown film"), un mercado pequeño actualmente (2007) pero en rápido crecimiento El PP es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. Una gran parte de los grados de PP son aptos para contacto con alimentos y una minoría puede ser usada en aplicaciones médicas o farmacéuticas. Funda flexible de CD Tubo de microcentrífuga Caja de CD Poliestireno Las ventajas principales del poliestireno son su facilidad de uso y su costo relativamente bajo. Sus principales desventajas son su baja resistencia a la alta temperatura (se deforma a menos de 100 °C, excepto en el caso del poliestireno sindiotáctico) y su resistencia mecánica modesta. Estas ventajas y desventajas determinan las aplicaciones de los distintos tipos de poliestireno. El poliestireno choque se utiliza principalmente en la fabricación de objetos mediante moldeo por inyección. Algunos ejemplos: carcasas de televisores, impresoras, puertas e interiores de frigoríficos, maquinillas de afeitar desechables, juguetes. Según las aplicaciones se le pueden añadir aditivos como por ejemplo sustancias ignífugas o colorantes. El poliestireno cristal se utiliza también en moldeo por inyección allí donde la transparencia y el bajo coste son importantes. Ejemplos: cajas de CD, perchas, cajas para huevos. Otra aplicación muy importante es en la producción de espumas rígidas, denominadas a veces "poliestireno extruido" o XPS, a no confundir con el poliestireno expandido EPS. Estas espumas XPS se utilizan por ejemplo para las bandejas de carne de los supermercados, así como en la construcción. En Europa, la mayor aplicación del poliestireno es la elaboración de envases desechables de productos lácteos mediante extrusión-termoformado. 16 En estos casos se suele utilizar una mezcla de choque y de cristal, en proporción variable según se desee privilegiar la resistencia mecánica o la transparencia. Un mercado de especial importancia es el de los envases de productos lácteos, que aprovechan una propiedad casi exclusiva del poliestireno: su secabilidad. Es esto lo que permite separar un yogur de otro con un simple movimiento de la mano. La forma expandida (poliestireno expandido) se utiliza como aislante térmico y acústico y es ampliamente conocido bajo diversas marcas comerciales (Poliexpan, Telgopor, Emmedue, Icopor, etc.). La forma extruida (poliestireno extruido) se emplea como aislamiento térmico en suelos, debido a su mayor resistencia mecánica, y también como alma en paneles sandwich de fachada. Pero su uso más específico es el de aislante térmico en cubiertas invertidas, donde el aislamiento térmico se coloca encima del impermeabilizante, protegiéndolo de las inclemencias del tiempo y alargando su vida útil. 17 Otras aplicaciones menores: indumentaria deportiva, por ejemplo, por tener la propiedad de flotar en agua, se usa en la fabricación de chalecos salvavidas y otros artículos para los deportes acuáticos; o por sus propiedades ligeras y amortiguadoras, se usa en la fabricación de cascos de ciclismo; también se utiliza como aglutinante en ciertos explosivos como el RDX y en el Napalm. Envase de yogurt Cuchilla de afeitar (Extrusión) (Inyección) Policloruro de vinilo Películas para envasado de productos medicinales, desde películas mono capas hasta películas con altas barreras y laminados para proteger productos farmacéuticos. Envases para plasma, suero y sangre. Filmes y láminas para el envasado de productos electrónicos que requieren condiciones de protecciones específicas. Filmes y láminas para el envasado de diversos productos como pilas, lámparas eléctricas, cámaras fotográficas, herramientas, productos para el hogar, productos de cosmética. Bandejas y tapas termos formados, para el envasado de alimentos. Filmes termo contraíbles, para etiquetado de botellas, frascos, cápsulas para botellas de vino o envases con protección de evidencia de apertura. Filmes y películas destinadas al envasado de alimentos. Cuerpos huecos (garrafas, bidones, botellas, frascos), translúcidos u opacos y coloreados; con amplia diversidad de diseños y formas, con asas o sin ellas. Industria de la cosmética: botellas, frascos, cremas, jabones, etc. Industria química y de limpieza: envasado de productos químicos como alcoholes, aguarrás o para artículos de limpieza como detergentes, ceras, aceites, desengrasantes, agua de lavandina, etc., en diferentes tipos de envases. 6. BIBLIOGRAFIA http://www.educa.madrid.org/web/ies.isi dradeguzman.alcala/departamentos/fisic a/temas/organica/polimeros_1.html http://pslc.ws/spanish/pp.htm http://pslc.ws/spanish/styrene.htm http://pslc.ws/spanish/mcene.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno# Poliestireno_sindiot.C3.A1ctico http://www.textoscientificos.com/polimer os/poliestireno http://www.textoscientificos.com/polimer os/polipropileno http://cpmaindia.com/pp.php http://www.eis.uva.es/~macromol/curso1 3-14/PE/obtencion.html http://www.bvsde.paho.org/bvsair/e/repi ndex/repi59/pia/pia.html http://www.essentialchemicalindustry.org /polymers/polypropene.html http://www.textoscientificos.com/polimer os/polipropileno/polimerizacion