POLIMEROS

PET (POLIETILENO TEREFTALATO):

El Polietileno tereftalato es un Poliéster, comúnmente llamado PET, que pertenece a la familia de los termoplásticos, es decir, aquellos materiales que pueden ser moldeados cuando se calientan, pudiendo repetir este ciclo infinitas veces.

Si bien en un principio se empleaba únicamente para la fabricación de fibras textiles, las propiedades mecánicas y químicas de este polímero le abrieron nuevas y prometedoras aplicaciones en el campo del envasado de alimentos y bebidas. Sus excelentes características de brillo, transparencia, elevada resistencia al impacto, baja permeabilidad a los gases y estabilidad dimensional garantizan los requisitos exigidos a los envases destinados a la conservación y transporte de productos de uso alimentario. Además, dada su composición, el PET es un material reciclable.

Química y propiedades

El PET se sintetiza en dos etapas. En una primera etapa de esterificación se prepara el monómero bis-(2-hidroxietil) terftalato o diglicol terftalato, haciendo reaccionar el ácido terftálico con etilenglicol bajo unas condiciones de temperatura y presión determinadas. A continuación hay una segunda reacción de policondensación del monómero bajo elevada temperatura y reducida presión. Al final de esta reacción se obtiene un polímero que tiene una viscosidad intrínseca de 0,65 dL/g. Aproximadamente este valor corresponde a 100 unidades repetidas de la molécula.

Para asegurar que el equilibrio de la reacción se desplaza hacia la formación del polímero, en esta reacción de policondensación debe eliminarse de la fase fundida el glicol que se ha generado lo más rápidamente posible.

Sin embargo, a medida que la reacción avanza, la eliminación del glicol es cada vez más difícil porque la viscosidad de la fase fundida va aumentando. Para acelerar dicho proceso se adiciona un catalizador base antimonio, germanio o titanio, mientras que para mejorar la estabilidad térmica de la fase fundida se emplean compuestos de fósforo.

La reacción de policondensación genera polímeros de diferentes pesos moleculares, dímeros procedentes de monómeros, trímeros de un monómero y un dímero, etc. La manera más fácil para determinar el peso molecular medio es medir la viscosidad de la solución bajo condiciones definidas.

Paralelamente a la reacción de policondensación debe evitarse que la molécula de PET pueda descomponerse provocando la rotura de cadenas que generan acetaldehido gaseoso y grupos carboxílicos –COOH.

El polímero en estado fundido se extrae caliente en hebras que se enfrían con agua rápidamente. Una vez las hebras de PET se han solidificado, se cortan en gránulos obteniéndose granza transparente en estado amorfo que denominamos BasicPet AS-12. En este punto el PET es adecuado para aplicaciones textiles.

La producción comercial de PET para su utilización en el campo de la botellería y envases empezó a principios de 1.976. Fue necesario, para esta aplicación, aumentar el peso molecular del PET a través de la postcondensación en estado sólido. Para evitar que la granza se enganche, previo al proceso de postcondensación en estado sólido, se cristalizan los gránulos calentando a 170ºC con agitación. La reacción de cristalización de los gránulos es crítica para evitar que durante el proceso de postcondensación en estado sólido los gránulos de PET se enganchen debido al reblandecimiento por calentamiento de los mismos. Tras la cristalización los gránulos se vuelven opacos.

A continuación se calienta la granza durante varias horas en un reactor bajo unas condiciones de presión y temperatura determinadas y con corriente de nitrógeno. El polímero final que se obtiene es opaco, con una longitud media de cadenas entre 130-155 que corresponde a una viscosidad intrínseca entre 0,75 dL/g (SedaPet WP75) y 0,80 dL/g (SedaPet SP04). Si se alarga el tiempo de postcondensación en estado sólido, se alcanzan viscosidades más elevadas.

Aplicaciones

Envases para gaseosas, aceites, agua mineral, cosmética, frascos varios (mayonesa, salsas, etc.). Películas transparentes, fibras textiles, laminados de barrera (productos alimenticios), envases al vacío, bolsas para horno, bandejas para microondas, cintas de video y audio, geotextiles (pavimentación /caminos); películas radiográficas.

PEAD (POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD):

El polietileno de alta densidad (HDPE) se produce normalmente con un peso molecular que se encuentra en el rango entre 200.000 y 500.000, pero puede ser mayor. Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Es más duro, fuerte y un poco más pesado que el de baja densidad, pero es menos dúctil. El polietileno con peso molecular entre 3.000.000 y 6.000.000 es el que se denomina UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene). Con este material se producen fibras, tan fuertes, que pueden utilizarse para fabricar chalecos a prueba de balas.

Síntesis

La obtencion del HDPE se hace mediante un proceso de polimerizacion Ziegler-Natta, que es un proceso de polimerización catalítica (catalizador de Ziegler-Natta). Hay tres procesos comerciales importantes usados en la polimerización del HDPE: los procesos en disolución, en suspensión y en fase gaseosa.

Los catalizadores usados en la fabricación del HDPE, por lo general, son o del tipo óxido de un metal de transición o del tipo Ziegler - Natta. En este proceso se utiliza un solvente el cual disuelve al monómero, al polímero y al iniciador de la polimerización. 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. Generalmente se puede utilizar benceno o clorobenceno como solventes. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Esta es una polimerización directa de monómeros en un polímero, en una reacción en la cual el polímero permanece soluble en su propio monómero. Adicionalmente, con los catalizadores de Phillips (triódixo de cromo), se produce HDPE con muy alta densidad, y de cadenas rectas.

Aplicaciones

El HDPE tiene muchas aplicaciones en la industria actual. Más de la mitad de su

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