CMEmaterials - De vinil

Poliestirè

editor — Wed, 10 Apr 2013 11:31:38 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

Composició química:

(CH(C₆H₅)-CH₂)_n

Primeres matèries:

Estirè; etilbenzè; etilè i benzè

El poliestirè consta de cadenes macromoleculars sense ramificar. Els benzens ocupen posicions espaials laterals de forma desordenada (atàctica) al llarg de la cadena principal. Té una elevada estabilitat dimensional.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. A 3027 cm^-1 apareixen vàries bandes corresponents als stretchings del grup C-H de l'anell aromàtic.

Les bandes de vibració a 2921 cm^-1 i 2853 cm^-1 pertanyen als stretchings del C-H del Csp³.

Entre 2000 i 1650 cm^-1s'observen les bandes de combinació del grup fenílic. Els pics d'intensitat mitjana corresponents a 1596 cm^-1 i 1490 cm^-1 són de la vibració de l'enllaç C-C de l'anell aromàtic.

A 1448 cm^-1 apareix una banda d'intensitat mitjana corresponent al bending del CH₂.

Entre 1186 cm^-1 i 972 cm^-1 apareixen nombroses bandes d'intensitat variable que pertanyen al bending en el pla de l'enllaç C-H de l'anell aromàtic, mentres que la banda intensa que surt a 752 cm^-1 correspon al bending fora del pla del mateix enllaç C-H.

Propietats generals

Densitat:

1.04 - 1.05 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

1.23 - 1.36 €/kg

Observacions:

És un plàstic transparent, inodor, insípid, amb aspecte de vidre i trenca amb facilitat. Existeixen altres varietats modificades que el fan resistent a l'impacte i també expansible. És el quart termoplàstic més venut.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

1.2 - 2.6 GPa

Coeficient de Poisson:

0.383 - 0.403

Resistència mecànica a compressió:

31.6 - 61.8 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

35.9 - 56.5 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

0.7 - 1.1 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	1.5 - 2.5 %

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	8.6 - 16.9 HV

Observacions:

Es tracta d'un polímer amb resistència mecànica i duresa mitjana. És fràgil. La resistència a l'impacte augmenta per copolimerització amb polibutadiè. Té molta tendència a fisurar-se per tensió. Pateix termofluència.

Imatges:

Descripció:

Corbes de termofluència del poliestirè a 25 ºC

Propietats elèctriques

Rigidesa dielèctrica:

A la temperatura de:	Rigidesa dielèctrica
T_amb	20·10⁶ V/m

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	>10¹⁴ ohms·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.5 a 1⁶ Hz

Observacions:

És un bon aïllant elèctric, però lleugerament pitjor que el PE. Té una tendència acusada a les càrregues electroestàtiques, que poden ser eliminades afegint additius antiestàtics.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

73.9 - 110 ºC

Temperatura de fusió:

150 - 243 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	50·10^-6 - 83·10^-6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.121 - 0.131 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.69e3 - 1.76e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic. La seva dilatació tèrmica es mitjana.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.57 - 1.59

Observacions:

Es tracta d'un material completament transparent amb qualitat òptica. Té una superfície brillant i bona transmissió de la llum.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

76.9 - 103 ºC

Mecanització:

Mitjà, encara que a vegades presenta problemes.

Soldabilitat:

És un polímer altament soldable excepte amb HF.

Formabilitat:

Bona.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

Té molt bona estabilitat dimensional, baixa contracció en emmotllament i es poden processar fàcilment a baix cost.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té bona resistència als àcids febles i mitjana als àcids forts (concentrats i/o oxidants).

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis febles i mitjana als àlcalis forts.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt baixa resistència als dissolvents orgànics, tant normals com halogenats.

Absorció d’aigua:

Escassa.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre.

Resistència a l’ozó:

No resisteix la intempèrie.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material inflamable que crema desprenent un fum negre dens de dolça olor; es pot millorar afegint additius ignífugs. És sensible a la radiació UV i la seva resistència és mitjana.

Obtenció

Observacions:

Existeixen diverses formes de sintetitzar el PS a partir d'estirè; normalment s'utilitza la polimerització en massa o la polimetització per suspensió, i per a alguns copolímers s'utilitza la polimerització en emulsió, com en el cas de l'ABS.

En la polimerització en massa cal excitar la reacció per a que aquesta es produeixi. Per tant, es realitza mitjançant un tractament tèrmic o bé una polimerització per radicals, en la que s'addicionen iniciadors. En el procés es poden utilitzar dos reactors diferents: el de tipus torre o els proveïts d'agitador.

L'estirè entra al reactor en torre a 80 ºC i conté aproximadament un 30% de material sense polimeritzar. Un cop a la torre les temperatures van augmentant a mesura que el polímer descendeix per la torre, des de 110 ºC a 180 ºC. El poliestirè surt per l'extrem inferior del reactor a 220 ºC en forma de massa viscosa. La part del polímer que resta sense reaccionar que s'elimina amb buit. El poliestirè s'extrueix en forma de cinta o macarró, es refreda i es granula.

En un reactor amb agitació es treballa a temperatures elevades. El monòmer residual s'elimina del polímer mitjançant dispositius especials de desgasificació.

En polimerització per suspensió s'inicia el procés amb estirè, utilitzant-se com a iniciadors peròxids. Comença a 70-90 ºC i acaba a 90-120 ºC a una pressió de 5 bar. Aquest tipus de poliestirè no cal granular, ja que s'obté en forma de perles petites que es separen de l'aigua per centrifugació o filtrat i després es renten i s'assequen.

En presència de radiacions lluminoses, d'oxígen o fins i tot a temperatura ambient, l'estirè tendeix a reaccionar amb ell mateix i polimeritzar; per tant, el seu emmagatzematge es realitza sempre en presència d'agents inhibidors que s'eliminen per destil·lació o extracció abans d'iniciar la polimerització per a obtenir el poliestirè.

Imatges:

Descripció:

El procés transcorre mitjançant una reacció radicalària entre el etilè i el benzè, formant-se etilbenzè. A continuació es sotmet el producte a una deshidrogenació, obtenint-se estirè.

Conformació

Observacions:

El PS és transformat mitjançant emmotllament per injecció, emmotllament per bufat, extrusió, termoconformat, injecció-bufat i enganxat. Es considera que és un material ideal per a ser injectat. Excepte per injecció-bufat, aquests procediments són aptes per a transformar el poliestirè expandint. El PS no es pot soldar amb HF, però si que és soldable per altres processos.

Imatges:

Descripció:

Gransa de PS.

Reciclatge

Observacions:

El PS és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al PS.

Aplicacions

Observacions:

El PS s'utilitza per obtenir làmines, làmines biorientades per a envasos termoconformats, planxes, peces d'aparells de ràdio, televisió, equips electrònics i de comunicación, prismàtics, envasos d'un sol ús per a aliments, cafè, productes cosmètics, medicaments, envasos transparents per a tèxtil, joguets, eines i articles metàl.lics, vasos, ampolles, envasos de mantega, salers, sucrers, estoigs de joieria, imitacions de cristall, bijuteria, pinces, penjarobes, bases de raspalls, coberts d'un sol ús, bolígrafs, caixes per a classificar, instruments de dibuix, xeringues, tubs i caixes de pastilles, pipetes...

Imatges:

Descripció:

El porexpan, envasos de làctics i taps de bolígraffs estan fabricats amb PS

Español

Polietilè de baixa densitat

editor — Wed, 10 Apr 2013 10:19:23 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

LDPE

Composició química:

(-CH₂-CH₂-)_n

Primeres matèries:

Etilè

El LDPE té un grau de ramificació elevat, entre 20 i 40 branques per cada 1000 àtoms de carboni. Són ramificacions de cadena curta i/o llarga.

Té una cristal.linitat inferior a la del HDPE i al PE de macromolècules lineals, a causa de la presència de macromolècules molt ramificades en la seva estructura. Aquest fet provoca que hi hagi una major distància entre les macromolècules, fent que el plàstic tingui menys densitat i resistència; precisament d'aquí prové el nomlow-density-poly-ethylen o polietilè flexible. Es tracta d'un plàstic amb escassa duresa, però té una elevada resistència a l'impacte i a la elongació.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Les senyals que apareixen a 2909 i 2849 cm^-1 pertanyen al stretching del C-H sp³.

A 1460 cm^-1surt una banda que correspon a la vibració de deformació del CH₂; es tracta d'una banda d'intensitat mitjana.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

0.917 - 0.932 g/cm³

Cristal·linitat:

40 - 50 %

Preu:

1.5 - 1.65 €/kg.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

0.172 - 0.283 GPa

Coeficient de Poisson:

0.439 - 0.457

Resistència mecànica a compressió:

10.8 - 17.4 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

13.3 - 26.4 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.21 - 3.39 MPa .m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	100 - 650 %

Duresa:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	2.7 - 4.4 HV

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	1e13 - 1e17 ohm·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.2 - 2.4

Observacions:

És molt bon aïllant elèctric i pot destinar-se a aplicacions en alta freqüència. Té bona resistència a les corrents parasitàries, però tenen tendència a acumular càrregues electrostàtiques; aquesta tendència es pot contrarrestar amb additius del tipus grafit, negre de fum o antiestàtics.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

(-125) - (-90) ºC

Temperatura de fusió:

98 - 115 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	100e-6 - 200e-6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.322 - 0.348 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.84e3 - 1.92e3 J/kg·K

Observacions:

És un excel·lent aïllant tèrmic. Té una gran dilatació tèrmica.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.57

Observacions:

És un material translúcid a causa de la presència de cristalls. El caràcter opac desapareix fàcilment quan s'escalfa una pel.lícula de LDPE per sobre de 100ºC. Transmet el 80% de la llum incident. Té millor transparència que el HDPE.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-68) - (-58) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

81 - 95 ºC

Reciclabilitat:

És reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids febles i bona als àcids forts.

Resistència als àlcalis:

Té elevada resistència als àlcalis, tant forts com febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Mitjana.

Resistència a l’oxigen:

Resistència molt pobre front l'oxidació a 500ºC.

Resistència a l’ozó:

Té bona resistència a la radiació ultravioleta.

Observacions:

És molt resistent tant a l'aigua dolça com salada. Es tracta d'un material no tòxic i resistent a la humitat. Envelleix al ser exposat a la llum i a l'oxígen. És tracta d'un material inflamable.

Obtenció

Observacions:

En la síntesi de polietilè s'empren bàsicament dos tipus de processos: la producció de PE a alta pressió i la producció a baixa pressió. Per sintetitzar LDPE s'utilitza el procés a alta pressió.

En el procés d'alta pressió s'utilitza un mecanisme radicalari en el que la presència de traces d'oxígen actua com a iniciador de la reacció. Es tracta d'un procés de polimerització amb temperatures properes a 200ºC i pressions entre 1500 i 2000 bars en fase gas. La reacció s'inicia quan una molècula d'oxigen es dissocia en dos àtoms radicalaris a causa d'una aportació energètica; un d'aquests radicals iniciadors activen el doble enllaç d'un monòmer d'etè. D'aquesta manera el doble enllaç s'obre i es forma un radical monomèric d'etè que activa a un altre monòmer, allargant la cadena d'etilè. El procés de creixement de la cadena s'atura quan dos radicals es troben i així finalitzen la reacció, formant macromolècules. L'aportació energètica tant pot ser mitjançant calor o radiació.

Existeix una variant especial de la polimerització en massa anomenada polimerització en fase gasosa; la reacció es produeix en reactors de doble camisa tubulars sota pressió. L'escalfor de la reacció s'ha d'eliminar per evitar la descomposició de la barreja reaccionant. El polímer surt del reactor a pressió a uns 200ºC en forma de massa viscosa, i és alimentat a una màquina extrusora on se li afegeixen els additius necessaris; d'allà s'extreu el polímer en forma de tub o de cinta, es refreda i es talla fins a convertir-lo en un granulat.

El LDPE és, degut a les quantitats en que s'obté, la poliolefina més important

Conformació

Observacions:

Els principals mètodes de transformació en el LDPE són l'extrusió, l'extrusió-bufat per la fabricació de bosses i ampolles i l'injecció.

Imatges:

Descripció:

Gransa de LDPE.

Reciclatge

Observacions:

El LDPE és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al LDPE.

Aplicacions

Observacions:

Pot presentar-se de diferents maneres: en forma de làmines planes i tubulars, planxes, tubs, monofilaments, xarxes i tubs flexibles interconnectables, tacs, i vares d'additius per a soldar. S'utilitza com a revestiment de filferros i cables, peces electroaïllants, carcasses de bombes i ventiladors, filtres, bidons i dipòsits per a carburants, ampolles, flascons per a cosmètica, productes químics, detergents domèstics, capses per al transport d'ampolles de begudes, llaunes, garrafes, recobriment d'envasos, làmines multicapa per a envasos alimentaris, cubetes per a morters, dipòsits de gasoil per a calefaccions, canonades de ventilació i de clavegueram, seients de lavabo, galledes, bosses d'escombraries, bosses de mà, cordes, gespa artificial, sacs per a carbó vegetal, tendals per a zones de jardí, paviments de pistes esportives, joguets infantils, xeringues d'un sol ús, injectables, ampolles per a solucions de transfusions.

Imatges:

Descripció:

Bosses de plàstic, flascons rentadors, pots d'anàlisi orinari, xeringues o gespa artificial estan fets amb LDPE.

Imatges:

Descripció:

També estan fabricats a partir de LDPE les bosses d'escombraries i el film transparent.

Español

Policlorur de vinil

editor — Wed, 10 Apr 2013 09:51:02 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Polimèric

Termoplàstic

De vinil

Poli(clorur de vinil)

Nomenclatura:

PVC

Composició química:

(CH₂CHCl)_n

Primeres matèries:

Acetilè, àcid clorhídric, clor i etilè; clorur de vinil i clorur d'etilè.

Es tracta d'un homopolímer de clorur de vinil lineal. Les cadenes macromoleculars de PVC són poc ramificades. Els grups cloro laterals estan estèricament desordenats (atàctic) al llarg de la macromolècula, donant lloc a un polímer polar. El contingut teòric de clor és aproximadament del 57%.

El poli(clorur de vinil) presenta diverses propietats en funció dels monòmers o polímers que s'utilitzin en la plimerització. D'aquesta manera existeixen en el mercat diferents tipus de PVC, com el el poli(clorur de vinil) rígid (PVC-U), el d'alt impacte (PVC-HI), el clorat (PVC-C), el plastificat (PVC-P).

Caracterització

Mètodes espectromètrics:

Preparació:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. A 2922 cm^-1 i 2862 cm^-1 apareixen vàries bandes d'intensitat variable que corresponen al stretching del C-H sp³.

A 1431 cm^-1 hi ha una banda d'intensitat mitjana que pertany al bending del CH₂; la senyal surt fora de l'intèrval normal a causa de la presència de Cl^-.

A 1091 cm^-1 trobem el stretching del grup C-Cl, amb una banda intensa i ample.

La vibració de l'esquelet de CH₂ apareix a 772 cm^-1.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

1.3 - 1.58 g/cm³

Cristal·linitat:

Amorf

Preu:

1.04 - 1.14 €/kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

2.14 - 4.14 GPa

Coeficient de Poisson:

0.383 - 0.407

Resistència mecànica a compressió:

42.5 - 89.6 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

40.7 - 65.1 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.46 - 5.12 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	40 - 80 %

Duresa:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	10.6 - 15.6 HV

Propietats elèctriques

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	3.1 - 4.4

Observacions:

És un bon aïllant elèctric.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

74.9 - 105 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	50·10^-6 - 100·10^-6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.147 - 0.293 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.36e3 - 1.44e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.54 - 1.56

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

60 - 70 ºC

Mecanització:

Mitjà.

Soldabilitat:

És un polímer altament soldable.

Formabilitat:

Bona

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids febles i bona per als forts.

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis forts i febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té una resistència mitjana als dissolvents orgànics.

Absorció d’aigua:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material inflamable. La seva resistència a la radiació UV és molt bona, tant el PVC rígid com el flexible.

Obtenció

Observacions:

L'obtenció del poli(clorur de vinil) es fa a partir d'acitilè i àcid clorhídric. El PVC no pot ser processat per ell mateix, ha d'estar composat per, com a mínim, un estabilitzant, un lubricant, i en el cas de que es tracti de PVC flexible, un plastificant. La major part de la producció mundial es realitza en discontinu a través d'una polimerització per emulsió. En aquesta, el clorur de vinil líquid es dispersa finament en aigua mitjançant agitació. S'empren peròxids orgànics com a iniciadors, dissolts en el clorur de vinil. A la suspensió se li afegeixen col·loides protectors en mínimes quantitats; aquestes impedeixen que les partícules s'uneixin en el moment de la transició de l'estat líquid a sòlid. Les partícules més grans es denominen partícules primàries i són separades fàcilment del líquid per centrifugació, tamissat o filtrat. Les partícules més fines queden en suspensió amb l'ajut de bombes d'alta pressió o agitadors molt revolucionats, de manera que es produeix una polimerització en microsuspensió. Després es renta, s'asseca i s'elimina completament el clorur de vinil que resta sense reaccionar, mitjançant un procés de desgasificació intensa, entre altres.

En la polimerització per emulsió, tant en discontinu com en continu, s'utilitza clorur de vinil liquat, que es dispersa en l'aigua formant partícules fines, amb l'ajut d'emulsionants. S'empren com a iniciadors peròxids solubles en aigua, com peròxid d'hidrògen o persulfat potàssic. La seva acció es nota a elevada temperatura, quan les gotes de clorur de vinil es van transformant progressivament en grànuls de poli(clorur de vinil), amb un diàmetre comprès entre 0.1 i 1 micròmetres, convertint-se així en partícules primàries.

Es fabriquen també diferents PVCs en funció de la feina per a la qual han sigut designats. Així, es crea polímer especial si és destinat a suspensió (S-PVC), a emulsió (E-PVC) o a massa (M-PVC).

Conformació

Observacions:

En la seva forma pura, el PVC és pesat, rígid i fràgil. Es pot transformar d'un material rígid a un tant elàstic i suau com la goma. El PVC plastificat és utilitzat com un substitut econòmic per al cuir, ja que s'assemblen en color i textura. És menys transparent que el PMMA o PC, però és menys car, i per tant s'utlitza per a fabricar containers transparents. Les seves propietats mecàniques difereixen força depenent de si la formulació del PVC és rígida o plàstica.

El PVC rígid té rigidesa a temperatura ambient i és fràgil a baixa temperatura; té baix preu, resistència química excepte en presència d'alguns dissolvents, possibilita el contacte amb aliments, és transparent, és naturalment retardant ignífug i en cas d'incendiar-se desprenen fums tòxics i corrosius; dimensionalment estable. És fàcilment soldable i l'injecció és menys fàcil.

Les característiques del PVC flexible depenen, en línies generals, de la formulació; té flexibilitat, comportament millorat a baixa temperatura, diferents graus de retardant ignífug però fa major flamarada si els plastificants són flamejants, i crema desprenent fims tòxics i corrosius; baix preu, permet el contacte amb aliments i és transparent. és molt més sensible a la calor que el PVC rígid. La seva resistència química i tèrmica al envelliment decreix amb el temps. També és fàcilment soldable. Tots dos tenen alta densitat.

Poden ser extrudits, injectats, comprimits, termoformats, calendrats, emmotllats per bufat, vernissats, co-extudits; s'empra per crear films, tubs, cables i fibres.

Reciclatge

Observacions:

El PVC és un material reciclable, tot i que en l'actualitat presenta problemes ecològics a causa del clor present i d'alguns plastificants emprats en la síntesi del PVC flexible.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al PVC.

Aplicacions

Observacions:

El 68% del poli(clorur de vinil) que s'utilitza és rígid, mentre que el el 31% és flexible. El PVC s'empra principalment en el sector de la construcció, consumint dos terceres parts del PVC total. S'usa per a fer canonades, embalatges, aparells elèctrics i electrònics, tanques, barreres, sistemes interns i externs de sostres, parets i sòls, senyals de carretera, envasos de cosmètics i aliments, ampolles transparents i opaques, canoes, mangueres de jardí, paviments de vinil, finestres, discs de vinil, nines, cuir artificial, aïllant de cables, films, tapisseria de cotxes; components de sistemes telefònics, refrigeradors, rentadores, aires acondicionats, ordinadors, teclats, disqueteres; com a soles de sabates, cortines opaques, lones impermeables, matalassos inflables, material d'escola i d'oficina, mobiliari de terrassa, tarjetes de crèdit, material mèdic, venes sanguínies per a ronyons, cors i pulmons artificials, bosses de transfusió sanguínies, pell artificial, guants, màsqueres d'inhalació, tiretes, ...

Imatges:

Descripció:

Les canonades estan fetes a partir de PVC.

Imatges:

Descripció:

El PVC es pot conformar en tub, i s'empra per a fabricar impermeables.

Imatges:

Descripció:

Algunes aixetes estan fetes amb PVC.

Español

Polietilè d'alta densitat

editor — Wed, 10 Apr 2013 09:01:06 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

HDPE

Composició química:

(-CH₂-CH₂-)_n

Primeres matèries:

HDPE, high-density-poly-ethylen, polietilè rígid

El HDPE té un grau de ramificació baix, entre 1 i 10 branques per cada 1000 àtoms de carboni. Són ramificacions amb cadenes curtes.

Té una elevada cristal·linitat a causa de la seva poca ramificació, i per tant hi ha poca distància entre macromolècules veïnes fent que aquest polietilè tingui una elevada densitat i resistència que li dóna el nom high-density-poly-ethylen . Es tracta d'un plàstic amb elevada duresa, però té una baixa resistència a l'impacte i a l'elongació.

Caracterització

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Les senyals que apareixen a 2909 i 2845 cm^-1 pertanyen al stretching del C-H sp³.

A 1460 cm^-1surt una banda que correspon a la vibració de deformació del CH₂; es tracta d'una banda d'intensitat mitjana.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

0.952 - 0.965 g/cm³

Cristal·linitat:

70 - 80 %

Preu:

1.26 - 1.39 €/ kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

1.07 - 1.09 GPa

Coeficient de Poisson:

0.41 - 0.427

Resistència mecànica a compressió:

18.6 - 24.8 MPa

Resistència mecànica a flexió(MPa):

30.9 - 43.4 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

22.1 - 31 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

1.52 - 1.82 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	10 - 120 %

Duresa:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	7.9 - 9.9 HV

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	1e13 - 1e17 ohm·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	2.2 - 2.4

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

130 - 137 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	60e-6 - 110e-6 1/ ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.461 - 0.502 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.75e3 - 1.81e3 J/kg·K

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.53 - 1.55

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid. Té menor transparència que el LDPE.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-82) - (-72) ºC.

Temperatura màxima d’utilització:

113 - 129 ºC

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

És molt resistent a àcids febles, però menys resistent a àcids forts.

Resistència als àlcalis:

Té elevada resistència tant a àlcalis forts com febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té una resistència mitjana als dissolvents orgànics.

Absorció d’aigua:

Resistència molt pobre front l'oxidació a 500ºC.

Resistència a l’ozó:

És força resistent a la radiació ultravioleta.

Observacions:

No s'altera en presència d'aigua dolça o salada. L'absorció d'aigua i la permeabilitat al vapor d'aigua són molt baixes, però en canvi la permeabilitat és gran respecte el N₂, O₂ i CO₂. Té una considerable sensibilitat a la tensofissuració, especialment en presència de tensioactius, alcohols, àcids orgànics, olis de silicona, olis essencials i àlcalis aquosos. Es tracta d'un material inflamable (norma UL94).

Obtenció

Observacions:

En la síntesi de polietilè s'empren bàsicament dos tipus de processos: la producció de PE a alta pressió i la producció a baixa pressió.

En el procés d'alta pressió s'utilitza un mecanisme radicalari en el que la presència de traces d'oxígen actua com a iniciador de la reacció. Es tracta d'un procés de polimerització amb temperatures properes a 200ºC i pressions entre 1500 i 2000 bars en fase gas. La reacció s'inicia quan una molècula d'oxígen es dissocia en dos àtoms radicalaris a causa d'una aportació energètica; un d'aquests radicals iniciadors activen el doble enllaç d'un monòmer d'etè. D'aquesta manera el doble enllaç s'obre i es forma un radical monomèric d'etè que activa a un altre monòmer, allargant la cadena d'etilè. El procés de creixement de la cadena s'atura quan dos radicals es troben i així finalitzen la reacció, formant macromolècules. L'aportació energètica tant pot ser mitjançant calor o radiació.

Existeix una variant especial de la polimerització en massa anomenada polimerització en fase gasosa; la reacció es produeix en reactors de doble camisa tubulars sota pressió. L'escalfor de la reacció s'ha d'eliminar per evitar la descomposició de la barreja reaccionant. El polímer surt del reactor a pressió a uns 200ºC en forma de massa viscosa, i és alimentat a una màquina extrusora on se li afegeixen els additius necessaris; d'allà s'extreu el polímer en forma de tub o de cinta, es refreda i es talla fins a convertir-lo en un granulat.

El procés a baixa pressió es caracteritza per l'ús de catalitzadors inorgànics per a dur a terme el procés de polimerització. El mecanisme de reacció és similar al procés d'alta pressió, però diferenciats en que l'etilè, o bé en gas o en dissolució, reacciona amb ell mateix sobre la superfície límit d'un catalitzador sòlid. Per a aquest procés normalment s'empra el catalitzador Ziegler o el catalitzador Phillips. En el cas de utilitzar un mecanisme en fase gas s'empra catàlisi heterogènia, de manera que es fa passar un cabal d'etilè gas a través de la xarxa creada pel catalitzador; així es formen grànuls de polietilè. Aquests queden normalment en forma de pols i s'han de purificar, separant-los quan calgui del catalitzador i assecant-los. En l'actualitat es treballen amb nous catalitzadors on no és necessària la seva posterior eliminació. El polietilè fabricat a baixa pressió rep additius i és granulat de la mateixa manera que en el procés d'alta pressió.

Existeixen altres processos d'obtenció de polietilè: com per exemple el procés de suspensió, que consisteix en una polimerització de precipitació. Es basa en la diferència de solubilitats entre l'eitlè i el polietilè. S'empra un hidrocarbur aromàtic de baix pes molecular com a dissolvent, 15 bars de pressió i una temperatura entre 20 i 70ºC. En aquestes condicions experimentals l'etilè és soluble en el hidrocarbur mentres que el polietilè és insoluble, de manera que a mesura que avança la reacció precipita polietilè, que queda suspès en forma de partícules fines. Finalment la separació es fa mitjançant centrifugació.

El procés en solució es realitza a elevada pressió i temperatura per assegurar que el polietilè format queda dissolt en el dissolvent; un cop finalitzada la síntesi el dissolvent s'elimina per destil.lació.

Conformació

Observacions:

Els principals mètodes de transformació en el HDPE són l'extrusió-bufat (emmotllat per bufat), injecció, sinterització rotacional i en llit fluïditzat.

Reciclatge

Observacions:

El HDPE és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al HDPE.

Aplicacions

Observacions:

Imatges:

Descripció:

Amb HDPE es fan envasos de productes de neteja i de begudes entre altres, així com taps d'ampolles o cordill per a estendre la roba.

Imatges:

Descripció:

El teixit Raschel també està fet amb HDPE.

Español

Polipropilè

editor — Tue, 02 Apr 2013 10:26:20 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Nomenclatura:

Composició química:

(-CH₂-CH(CH₃))_n

Unitat estructural:

Propilè

Primeres matèries:

Propilè

Estructura molecular del polipropilè. Existeixen tres tipus de polipropilens: isotàctic, atàctic i sindiotàctic. El polipropilè isotàctic és aquell en que tots els grups metil de la cadena queden disposats en la mateixa direcció en la cadena principal. Existeixen dos tipus més de polipropilè: l'atàctic, on els metils es col·loquen de forma desordenada sobre la cadena principal, i el sindiotàctic, on els metils es col·loquen de forma regular alternada, en sentits oposats.
L'isotàctic és l'únic que és utilitzat per a aplicacions en enginyeria de materials, mentres que l' atàctic no s'utilitza en enginyeria de materials però si té algunes aplicacions. Aquí es comenta l'isotàctic.

Les seves propietats són semblants a les del PE, però amb algunes diferències a causa dels metils enllaçats a l'esquelet: té bones propietats mecàniques a temperatura ambient, preu baix, és fàcil de processar, químicament inert, absorció d'aigua feble, baixa densitat, bon aïllant elèctric fins i tot en medi aquós, soldabilitat viable i versatilitat en els mètodes de processat.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures d'absorbància. Les freqüències de vibració corresponents a 2953 cm^-1, 2917 cm^-1, 2875 cm^-1 i 2841 cm^-1 pertanyen a l'stretching del C-H.

A 1457 cm^-1 hi ha la banda del bending asimètric d'intensitat mitjana del CH₃; aquesta banda coincideix amb el bending del CH₂. El bending simètric apareix a 1375 cm^-1. Les bandes que comprenen entre 1164 cm^-1 i 812 cm^-1 corresponen a la vibració de l'esquelet del CH₃.

Mètodes espectromètrics:

Descripció:

L'espectre d'IR s'ha realitzat a partir de mesures de transmitància. S'observa que cap a 3000- 2800 cm^-1 apareixen els stretchings del C-H. A la zona de 1500 cm^-1 apareix el bending asimètric del CH₃, que coincideix amb el bending del CH₂. Cap a 700 cm^-1 surt la vibració de l'esquelet de CH₂.

Calorimetria:

Propietats generals

Densitat:

0.89-0.91 g/cm³

Cristal·linitat:

50 - 60 % (Es tracta d'un polímer amb un grau de cristal·linitat elevat)

Preu:

1.45 - 1.6 €/kg

Observacions:

És el tercer termoplàstic més venut i un dels més barats ja que es pot sintetizar a partir de materials petroquímics de baix cost.

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

0.896 - 1.55 GPa

Coeficient de Poisson:

0.405 - 0.427

Resistència mecànica a compressió:

25.1 - 55.2 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

27.6 - 41.4 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

3 - 4.5 MPa·m^1/2

Comportament a tracció:

A la temperatura de	Allargament (%)
T_amb	100 - 600

Duresa:

A Temperatura de:	Vikers
T_amb	6.2 - 11.2 HV

Observacions:

Les fibres de vidre proporcionen un fort reforçament. La presència d'elastòmers en la cadena incrementen la resistència a l'impacte però disminueixen el mòdul. Té bona resistència a la fractura.

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de	Resistivitat específica
T_amb	> 10e15 ohm·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de	Constant dielèctrica
T_amb	2.1 - 2.3

Observacions:

És un bon aïllant elèctric.

Propietats tèrmiques

Temperatura de Transició vítria:

(-25.2) - (-15.2) ºC

Temperatura de fusió:

150 - 175 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de	Coeficient d’expansió lineal
T_amb	80e-6 - 100e-6 1/ºC

Conductivitat tèrmica:

0.113 - 0.167 W/m·K	Conductivitat tèrmica
T_amb	0.113 - 0.167 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

1.87e3 - 1.96e3 J/kg·K	Capacitat calorífica específica
T_amb	1.87e3 - 1.96e3 J/kg·K

Observacions:

És un bon aïllant tèrmic.

Propietats òptiques

Índex de refracció:

1.48 - 1.5

Observacions:

Es tracta d'un material translúcid. La transparència és difícil d'assolir i sovint limitada.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura màxima d’utilització:

100 - 115 ºC

Mecanització:

Mitjà.

Soldabilitat:

És un polímer altament soldable.

Formabilitat:

Bona. Les peces moldejades de PP solen ser blanquinoses i opaques.

Reciclabilitat:

És un material reciclable.

Observacions:

A baixa temperatura les seves propietats disminueixen.

Propietats químiques

Resistència als àcids:

Té molt bona resistència als àcids forts i febles.

Resistència als àlcalis:

Té molt bona resistència als àlcalis forts i febles.

Resistència als dissolvents orgànics:

Té molt bona resistència als dissolvents orgànics.

Absorció d’aigua:

Absorbeix feblement l'aigua.

Resistència a l’oxigen:

La seva resistència front a l'oxidació a 500 ºC és molt pobre. Té major sensibilitat a l'oxidació a l'aire que el PE.

Resistència a l’ozó:

Té baixa resistència a l'ozó i a la llum.

Observacions:

Té molt bona resistència a l'aigua, tant dolça com salada. Es tracta d'un material inflamable. La seva resistència a la radiació UV és baixa. Normalment és un polímer sensible a metalls oxidants com el coure, el manganès o el cobalt

Obtenció

Observacions:

L'obtenció del polipropilè es produeix , bàsicament, a baixes pressions (entre 1 i 5 bars), a temperatures que osci·.len entre els 30 i 80 ºC. El procés sol ser catalitzat per catalitzadors tipus Ziegler-Natta introduïts en hidrocarburs saturats. Es produeix una polimerització per suspensió, de manera que el polímer que es forma és insoluble i forma una suspensió de partícules fines. També es pot obtenir el polímer a partir d'una polimerització en massa (a partir de monòmers liquats) o una polimerització en fase gas, que requereix catalitzadors especials.

La tècnica més recent es basa en una polimerització mitjançant catàlisi organometèl·lica: s'obté una distribució uniforme del pes molecular, augmentant la duresa, la resistència a l'impacte, millorant el comportament a baixes temperatures i les seves propietats òptiques.

S'elimina el catalitzador i els hidrocarburs emprats com a disperssants mitjançant secació i es processa posteriorment fins a obtenir un granulat, com en el cas del PE.

En els processos en els que s'utilitza el catalitzador Ziegler-Natta es produeix una polimerització estereoespecífica, obtenint-se polipropilè isotàctic i lineal. En la síntesi del polipropilè s'obté un 10% de macromolècules de polipropilè atàctic com a subproducte, que és eliminat posteriorment per dissolució en n-heptà. Reduïnt el percentatge de polipropilè atàctic es poden regular algunes propietats de l'isotàctic, com la resistència a l'impacte a baixes temperatures.

Conformació

Observacions:

El polipropilè es transforma fonamentalment per injecció, extrusió en planxes, làmines planes (anomenades cast polypropylene; CPP), tubs i làmines bufades, emmotllament per bufat, calandrat, compressió, mitjançant la formació d'escumes, co-extrusió i soldadura. El PP és apte per a termoconformar i conformar en fred. En canvi, no és apte per a ser soldat per HF i només es pot enganxar després de fer-li un tractament previ, com per exemple una oxidació per atac amb una barreja d'àcid sulfúric i cròmic. La metal·lització galvànica només és possible en alguns PP que contenen TiO₂.

Imatges:

Descripció:

Gransa de PP colorejada.

Reciclatge

Observacions:

El PP és un material reciclable.

Imatges:

Descripció:

Símbol de reciclatge per al PP.

Aplicacions

Observacions:

El PP s'utilitza per a conformar peces d'electrotècnia, làmines de condensadors, canonades i colzes, vàlvules, planxes filtrants, caixes de bateries, sacs, envasos alimentaris, cintes d'embalatge, cordes, tapes de WC, carcasses d'aspiradors, peces de batidores, bombos de rentadores, estoigs, maletes, motxilles escolars, talons de sabates, estris domèstics, gespa artificial, pistes d'esquí, paviment de pistes esportives, instruments mèdics esterilitzables, bosses de transfusió, papereres, eines de jardineria, joguets, contenidors per a congeladors, components automobilístics, ventiladors, conductes de ventilació, rentaplats industrials...

Imatges:

Descripció:

Envasos de sabons i d'estris d'higiene, d'alimentació, així com material escolar i d'oficina està fet amb PP.

Imatges:

Descripció:

Els recipients de recollida selectiva de deixalles i algunes galledes estan fabricades a partir de PP.

Español