Espuma De Poliestileno

Espuma de Polietileno

El polietileno es un polímero aromático sintético hecho del monómero de estireno, un líquido petroquímico. El polietileno puede ser rígido o espumado. Generalmente es claro, duro y quebradizo. Es una resina de muy bajo costo por unidad de peso. El polietileno es uno de los plásticos más utilizados, la escala de su producción crea varios millones de kilogramos al año. Puede ser naturalmente transparente o ser coloreado con colorantes. Sus usos incluyen el embalaje de protección, contenedores, tapas, botellas, bandejas, vasos y cubiertos desechables.

Como un polímero termoplástico, polietileno se encuentra en un estado sólido a temperatura ambiente pero los flujos si se calienta por encima de aproximadamente 100 º C, su temperatura de transición vítrea. Se vuelve rígido nuevamente al enfriarse. Este comportamiento de la temperatura se explota para la extrusión, y también para el moldeo y la formación al vacío, ya que se puede colocar en moldes con detalles finos.

Es muy lento para biodegradarse, por lo que es un foco de controversia, ya que a menudo es abunda como en forma de basura en el ambiente al aire libre, sobre todo a lo largo de las costas y vías fluviales, especialmente en su forma de espuma.

Historia

El Polietileno fue descubierto en 1839 por Eduard Simon, un boticario de Berlín. La resina del árbol Liquidámbar orientalis, destila una sustancia aceitosa, un monómero que fue llamado estirol, varios días después, Se encontró que el estireno se había espesado, presumiblemente por oxidación, en una gelatina que llamó óxido de estireno. En 1845 los químicos John Buddle Blyth (nacido en Jamaica), y August Wilhelm von Hofmann (nacido en Alemania) mostraron la misma transformación de estireno pero se llevó a cabo en ausencia de oxígeno. Llamando a esta sustancia metastyrol. El análisis posterior demostró que era químicamente idéntico al Styroloxyd. En 1866 Marcelin Berthelot identificó correctamente la formación de metastyrol/Styroloxyd de estireno como un proceso de polimerización. Años más tarde se dio cuenta que el calentamiento de estireno iniciaba una reacción en cadena que produce macromoléculas, siguiendo la tesis del químico orgánico alemán Hermann Staudinger se llegó a la sustancia que recibe su nombre actual, el polietileno.

La empresa IG Farben comenzó la fabricación de polietileno en Ludwigshafen, en 1931, con la esperanza de que fuese un sustituto adecuado para la fundición inyectada de zinc en muchas aplicaciones. Se obtuvo éxito cuando desarrollaron una vasija de reactor con el polietileno extruido a través de un tubo calentado y un cortador, así comenzó la producción de polietileno en forma de gránulos.

En 1941, Dow Chemical inventó el proceso de espuma de polietileno.

Antes de 1949, el ingeniero químico Fritz Stastny desarrollo perlas de PS pre-expandidas mediante la incorporación de los hidrocarburos alifáticos, tales como pentano. Estos granos fueron la materia prima para el moldeo de partes y extrusión de hojas. BASF y Stastny solicitó la patente de este producto que se emitió en 1949 - El proceso de moldeo se demostró en el Kunststoff Messe 1952 en Düsseldorf. Los productos se denominan Styropor.

En 1954, el Koppers Company, Inc. en Pittsburgh, Pennsylvania, desarrolló la espuma de polietileno expandido. En 1960, Dart Container, el mayor fabricante de vasos de polietileno, envía su primer pedido. En 1988, aparece la primera prohibición de la espuma de polietileno en general, promulgada en Berkeley, California. EEUU.

Estructura

En términos químicos, polietileno es un hidrocarburo de cadena larga en el que los centros de carbono alternantes están unidos a grupos fenilo. La fórmula química del polietileno es N, que contiene los elementos químicos de carbono e hidrógeno.

Las propiedades del material se determinan por atracciones de corto alcance entre las cadenas de polímeros. Puesto que las moléculas son cadenas largas de hidrocarburos que consisten de miles de átomos, la fuerza de atracción total entre las moléculas es grande. Cuando se calienta, las cadenas son capaces de asumir un mayor grado de conformación y deslizarse una sobre otra. Esta debilidad intermolecular confiere flexibilidad y elasticidad. La capacidad del sistema para ser fácilmente deformado por encima de su temperatura de transición vítrea lo cual permite al polietileno ser fácilmente moldeado y suavizándolo tras el calentamiento. El polietileno extruido es casi tan fuerte como el aluminio sin alear, pero mucho más flexible y ligero.

Polimerización

Los resultados del polietileno cuando monómeros estireno interconexión. En la polimerización, el enlace pi enlaza carbono-carbono rompiéndose y formando un nuevo enlace sencillo carbono-carbono, adjuntando otro monómero de estireno a la cadena. El enlace sigma recién formado es mucho más fuerte que el enlace pi que se rompió, por lo que es muy difícil de despolimerizar al polietileno. Cerca de unos pocos miles de monómeros comprenden típicamente una cadena de polietileno, dando un peso molecular de 100,000-400,000.

Un modelo 3-D mostraría que cada uno de los carbonos quirales es la columna vertebral que se encuentra en el centro de un tetraedro, con sus 4 enlaces apuntando hacia los vértices. Tenga en cuenta que los-CC-bonos gira de manera que la cadena principal se encuentra en su totalidad en el plano del diagrama. A partir de este esquemática plana, no es evidente que de los grupos fenilo están en ángulo hacia fuera desde el plano del diagrama, y cuáles son hacia el interior. El isómero donde todos los grupos fenilo están en el mismo lado se llama polietileno isotáctico, que no se produce comercialmente.

Polietileno atáctico.

La única forma comercialmente importante de polietileno es atáctico, en el que los grupos fenilo están distribuidos al azar en ambos lados de la cadena de polímero. Este posicionamiento aleatorio impide las cadenas de la alineación con la regularidad suficiente para lograr cualquier cristalinidad. El plástico tiene una temperatura de transición vítrea Tg de 90 ~ C. Se inicia la polimerización con radicales libres.

El polietileno sindiotáctico

Ziegler-Natta de polimerización puede producir un polietileno sindiotáctico ordenado con los grupos fenilo posicionados en lados alternos de la cadena principal hidrocarbonada. Esta forma es muy cristalino con una Tm de 270 C. Tales materiales no se producen comercialmente porque la polimerización es lento.

Degradación

El polietileno es químicamente inerte, siendo resistente a los ácidos y bases. Debido a su capacidad de resistencia e inercia, se utiliza para la fabricación de muchos objetos

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