CMEmaterials - De vinil

Polipropileno

editor — Thu, 21 May 2015 19:39:17 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

Composición química:

(-CH₂-CH(CH₃))_n

Unidad estructural:

Propilè

Materias primas:

propileno

Estructura molecular del polipropileno. Existen tres tipos de polipropilenos: isotáctico, atáctico y sindiotáctico. El polipropileno isotáctico es aquel en que todos los grupos metilo de la cadena quedan dispuestos en la misma dirección en la cadena principal. Existen dos tipos más de polipropileno: el atáctico, donde los metilos se colocan de forma desordenada sobre el canal principal, y el sindiotáctico, donde los metilos se colocan de forma regular alternada en sentidos opuestos.
El isotáctico es el único que es utilizado para aplicaciones en ingeniería de materiales, mientras que la atáctico no se utiliza en ingeniería de materiales pero si tiene algunas aplicaciones. Aquí se comenta la isotáctico.

Sus propiedades son similares a las del PE, pero con algunas diferencias debido a los metilos enlazados al esqueleto: tiene buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente, precio bajo, es fácil de procesar, químicamente inerte, presenta una absorción de agua débil, baja densidad, és buen aislante eléctrico incluso en medio acuoso, soldabilidad viable y versatilidad en los métodos de procesado.

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. Las frecuencias de vibración correspondientes a 2953 cm^-1, 2917 cm-1, 2875 cm^-1 y 2841 cm^-1 pertenecen al stretching del CH.
En 1457 cm^-1 está la parte del bending asimétrico de intensidad media del CH₃; esta banda coincide con el bending del CH₂. El bending simétrico aparece a 1375 cm^-1. Las bandas que comprendidas entre 1164 cm^-1 y 812 cm^-1 corresponden a la vibración del esqueleto del CH₃.

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de transmitancia. Se observa que hacia 3000 - 2800 cm^-1 aparecen los Stretching del CH. En la zona de 1500 cm^-1 aparece el bending asimétrico del CH₃, que coincide con el bending del CH₂. Hacia 700 cm^-1 sale la vibración del esqueleto de CH₂.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

0.89-0.91 g/cm³

Cristalinidad:

50-60% (Se trata de un polímero con un grado de cristalinidad elevado)

Precio:

1.45 - 1.6 €/kg

Observaciones:

Es el tercer termoplástico más vendido y uno de los más baratos ya que se puede sintetizar a partir de materiales petroquímicos de bajo coste.

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

0.896 - 1.55 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.405 - 0.427

Resistencia mecánica a la compresión:

25.1 - 55.2 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

27.6 - 41.4 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

3 - 4.5 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

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

Dureza:

A Temperatura de:	Vikers
T_amb	6.2 - 11.2 HV

Observaciones:

Las fibras de vidrio proporcionan un fuerte reforzamiento. La presencia de elastómeros en la cadena incrementaa la resistencia al impacto pero disminuye el módulo. Tiene buena resistencia a la fractura.

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de	Constante dieléctrica
T_amb	2.1 - 2.3

Observaciones:

Es un buen aislante eléctrico.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

(-25.2) - (-15.2) ºC

Temperatura de fusión:

150 - 175 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	80e-6 - 100e-6 1/ºC

Conductividad térmica:

0.113 - 0.167 W/m·K	Conductividad térmica
T_amb	0.113 - 0.167 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

Es un buen aislante térmico.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.48 - 1.5

Observaciones:

Se trata de un material translúcido. La transparencia es difícil de alcanzar y a menudo limitada.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

100 - 115 ºC

Mecanización:

Media

Soldabilidad:

Es un polímero altamente soldable.

Formabilidad:

Buena. Las piezas moldeadas de PP suelen ser blancas y opacas.

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Observaciones:

A baja temperatura sus propiedades disminuyen.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene muy buena resistencia a los ácidos fuertes y débiles.

Resistencia a los álcalis:

Tiene muy buena resistencia a los álcalis fuertes y débiles.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene muy buena resistencia a los disolventes orgánicos.

Absorción de agua:

Absorbe débilmente el agua.

Resistencia al oxígeno:

Su resistencia frente a la oxidación a 500 ºC es muy pobre. Tiene mayor sensibilidad a la oxidación al aire que el PE.

Resistencia al ozono:

Tiene baja resistencia al ozono y a la luz.

Observaciones:

Tiene muy buena resistencia al agua, tanto dulce como salada. Se trata de un material inflamable. Su resistencia a la radiación UV es baja. Normalmente es un polímero sensible a metales oxidantes como el cobre, el manganeso o el cobalto

Obtención

Observaciones:

La obtención del polipropileno se produce, básicamente, a bajas presiones (entre 1 y 5 bares), a temperaturas que oscilan entre los 30 y 80 ºC. El proceso suele ser catalizado por catalizadores tipo Ziegler-Natta introducidos en hidrocarburos saturados. Se produce una polimerización por suspensión, por lo que el polímero que se forma es insoluble y forma una suspensión de partículas finas. También se puede obtener el polímero a partir de una polimerización en masa (a partir de monómeros licuados) o una polimerización en fase gas, que requiere catalizadores especiales.
La técnica más reciente se basa en una polimerización mediante catálisis organometálica: se obtiene una distribución uniforme del peso molecular, aumentando la dureza, la resistencia al impacto, mejorando el comportamiento a bajas temperaturas y sus propiedades ópticas. Se elimina el catalizador y los hidrocarburos utilizados como dispersantes mediante desecación y se procesa posteriormente hasta obtener un granulado, como en el caso del PE.
En los procesos en los que se utiliza el catalizador Ziegler-Natta se produce una polimerización estereoespecífica, obteniéndose polipropileno isotáctico y lineal. En la síntesis del polipropileno se obtiene un 10% de macromoléculas de polipropileno atáctico como subproducto, que es eliminado posteriormente por disolución en n-heptano. Reduciendo el porcentaje de polipropileno atáctico se pueden regular algunas propiedades del isotáctico, como la resistencia al impacto a bajas temperaturas.

Conformación

Observaciones:

El polipropileno se transforma fundamentalmente por inyección, extrusión en planchas, láminas planas (llamadas cast Polypropylene; CPP), tubos y láminas sopladas, moldeo por soplado, calandrado, compresión, mediante la formación de espumas, co-extrusión y soldadura. El PP es apto para termoconformar y conformar en frío. En cambio, no es apto para ser soldado por HF y sólo se puede pegar después de hacerle un tratamiento previo, como por ejemplo una oxidación por ataque con una mezcla de ácido sulfúrico y crómico. La metalización galvánica sólo es posible en algunos PP que contienen TiO₂.

Imágenes:

Descripción:

Granza de PP coloreada.

Reciclaje

Observaciones:

El PP es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el PP.

Aplicaciones

Observaciones:

El PP se utiliza para conformar piezas de electrotecnia, láminas de condensadores, tuberías y codos, válvulas, planchas filtrantes, cajas de baterías, sacos, envases alimentarios, cintas de embalaje, cuerdas, tapas de WC, carcasas de aspiradores , prendas de batidores, bombos de lavadoras, estuches, maletas, mochilas escolares, tacones de zapatos, utensilios domésticos, césped artificial, pistas de esquí, pavimento de pistas deportivas, instrumentos médicos esterilizables, bolsas de transfusión, papeleras, herramientas de jardinería, juguetes, contenedores para congeladores, componentes automovilísticos, ventiladores, conductos de ventilación, lavaplatos industriales ...

Imágenes:

Descripción:

Envases de jabones y de utensilios de higiene, de alimentación, así como material escolar y de oficina está hecho con PP.

Imágenes:

Descripción:

Los recipientes de recogida selectiva de desechos y algunas cubos están fabricadas a partir de PP.

Català

Polietileno de baja densidad

editor — Thu, 21 May 2015 18:48:30 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

LDPE

Composición química:

(-CH₂-CH₂-)_n

Materias primas:

etileno

El LDPE tiene un grado de ramificación elevado, entre 20 y 40 ramas por cada 1000 átomos de carbono. Son ramificaciones de cadena corta y/o larga.
Tiene una cristalinidad inferior a la del HDPE y al PE de macromoléculas lineales, debido a la presencia de macromoléculas muy ramificadas en su estructura. Este hecho provoca que haya una mayor distancia entre las macromoléculas, haciendo que el plástico tenga menos densidad y resistencia; precisamente de ahí proviene el nombre low-density-poly-Ethylene o polietileno flexible. Se trata de un plástico con escasa dureza, pero tiene una elevada resistencia al impacto y a la elongación.

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

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.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

0.917 - 0.932 g/cm³

Cristalinidad:

40 - 50 %

Precio:

1.5 - 1.65 €/kg.

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

0.172 - 0.283 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.439 - 0.457

Resistencia mecánica a la compresión:

10.8 - 17.4 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

13.3 - 26.4 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

1.21 - 3.39 MPa .m^1/2

Comportamiento a tracción:

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

Dureza:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	2.7 - 4.4 HV

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	2.2 - 2.4

Observaciones:

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.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

(-125) - (-90) ºC

Temperatura de fusión:

98 - 115 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	100e-6 - 200e-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.322 - 0.348 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

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

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.57

Observaciones:

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.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-68) - (-58) ºC

Temperatura máxima de utilización:

81 - 95 ºC

Reciclabilidad:

Es reciclable

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene muy buena resistencia a los ácidos débiles y buena a los ácidos fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene elevada resistencia a los álcalis, tanto fuertes como débiles.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Media.

Resistencia al oxígeno:

Resistencia muy pobre frente la oxidación a 500ºC.

Resistencia al ozono:

Tiene buena resistencia a la radiación ultravioleta.

Observaciones:

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.

Obtención

Observaciones:

En la síntesis de polietileno se emplean básicamente dos tipos de procesos: la producción de PE a alta presión y la producción a baja presión. Para sintetizar LDPE se utiliza el proceso a alta presión.
En el proceso de alta presión se utiliza un mecanismo radicalario en el que la presencia de trazas de oxígeno actúa como iniciador de la reacción. Se trata de un proceso de polimerización con temperaturas cercanas a 200ºC y presiones entre 1500 y 2.000 bares en fase gas. La reacción se inicia cuando una molécula de oxígeno se disocia en dos átomos radicalarios debido a un aporte energético; uno de estos radicales iniciadores activan el doble enlace de un monómero de eteno. De esta manera el doble enlace se abre y se forma un radical monomérico de eteno que activa a otro monómero, alargando la cadena de etileno. El proceso de crecimiento de la cadena se detiene cuando dos radicales se encuentran y así finalizan la reacción, formando macromoléculas. El aporte energético tanto puede ser mediante calor o radiación.

Existe una variante especial de la polimerización en masa llamada polimerización en fase gaseosa; la reacción se produce en reactores de doble camisa tubulares bajo presión. El calor de la reacción se debe eliminar para evitar la descomposición de la mezcla reaccionando. El polímero sale del reactor a presión a unos 200ºC en forma de masa viscosa, y es alimentado a una máquina extrusora donde se le añaden los aditivos necesarios; de allí se extrae el polímero en forma de tubo o de cinta, se enfría y se corta hasta convertirlo en un granulado.

El LDPE es, debido a las cantidades en que se obtiene, la poliolefina más importante.

Conformación

Observaciones:

Los principales métodos de transformación en el LDPE son la extrusión, la extrusión-soplado para la fabricación de bolsas y botellas y la inyección.

Imágenes:

Descripción:

Granza de LDPE.

Reciclaje

Observaciones:

El LDPE es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el LDPE.

Aplicaciones

Observaciones:

Puede presentarse de diferentes maneras: en forma de láminas planas y tubulares, planchas, tubos, monofilamentos, redes y tubos flexibles interconectables, tacos, y varas de aditivos para soldar. Se utiliza como revestimiento de alambres y cables, piezas electroaislantes, carcasas de bombas y ventiladores, filtros, bidones y depósitos para carburantes, botellas, frascos para cosmética, productos químicos, detergentes domésticos, cajas para el transporte de botellas de bebidas, latas, garrafas, recubrimiento de envases, láminas multicapa para envases alimentarios, cubetas para morteros, depósitos de gasóleo para calefacciones, tuberías de ventilación y de alcantarillado, asientos de aseo, cubos, bolsas de basura, bolsas de mano, cuerdas, césped artificial, sacos para carbón vegetal, toldos para zonas de jardín, pavimentos de pistas deportivas, juguetes infantiles, jeringas desechables, inyectables, botellas para soluciones de transfusiones.

Imágenes:

Descripción:

Bolsas de plástico, frascos lavadores, botes de análisis orinará, jeringas o césped artificial están hechos con LDPE.

Imágenes:

Descripción:

También están fabricados a partir de LDPE las bolsas de basura y el film transparente.

Català

Polietileno de alta densidad

editor — Thu, 21 May 2015 18:33:32 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

HDPE

Composición química:

(-CH₂-CH₂-)_n

Materias primas:

HDPE, high-density-poly-Ethylene, polietileno rígido

El HDPE tiene un grado de ramificación bajo, entre 1 y 10 ramas por cada 1000 átomos de carbono. Son ramificaciones con cadenas cortas.

Tiene una elevada cristalinidad debido a su poca ramificación, y por tanto hay poca distancia entre macromoléculas vecinas haciendo que este polietileno tenga una elevada densidad y resistencia que le da el nombre high-density-poly-Ethylene. Se trata de un plástico con elevada dureza, pero tiene una baja resistencia al impacto y a la elongación.

Caracterización

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. Las señales que aparecen en 2909 y 2845 cm^-1 pertenecen al stretching del CH sp3.
En 1460 cm^-1 sale una parte que corresponde a la vibración de deformación del CH₂; se trata de una banda de intensidad media.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

0.952 - 0.965 g/cm³

Cristalinidad:

70 - 80 %

Precio:

1.26 - 1.39 €/ kg

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

1.07 - 1.09 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.41 - 0.427

Resistencia mecánica a la compresión:

18.6 - 24.8 MPa

Resistencia mecánica a la flexión:

30.9 - 43.4 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

22.1 - 31 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

1.52 - 1.82 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

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

Dureza:

A la temperatura de:	Vikers
T_amb	7.9 - 9.9 HV

Propiedades eléctricas

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	2.2 - 2.4

Propiedades térmicas

Temperatura de fusión:

130 - 137 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	60e-6 - 110e-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.461 - 0.502 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.53 - 1.55

Observaciones:

Se trata de un material translúcido. Tiene menor transparencia que el LDPE.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-82) - (-72) ºC.

Temperatura máxima de utilización:

113 - 129 ºC

Reciclabilidad:

És un material reciclable.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Es muy resistente a ácidos débiles, pero menos resistente a ácidos fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene elevada resistencia tanto a álcalis fuertes como débiles.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene una resistencia media a los disolventes orgánicos.

Absorción de agua:

Resistencia muy pobre frente la oxidación a 500ºC.

Resistencia al ozono:

Es bastante resistente a la radiación ultravioleta.

Observaciones:

No se altera en presencia de agua dulce o salada. La absorción de agua y la permeabilidad al vapor de agua son muy bajas, pero en cambio la permeabilidad es grande respecto al N₂, O₂ y CO₂. Tiene una considerable sensibilidad a la tensofisuración, especialmente en presencia de tensioactivos, alcoholes, ácidos orgánicos, aceites de silicona, aceites esenciales y álcalis acuosos. Se trata de un material inflamable (norma UL94).

Obtención

Observaciones:

En la síntesis de polietileno se emplean básicamente dos tipos de procesos: la producción de PE a alta presión y la producción a baja presión.
En el proceso de alta presión se utiliza un mecanismo radicalario en el que la presencia de trazas de oxígeno actúa como iniciador de la reacción. Se trata de un proceso de polimerización con temperaturas cercanas a 200ºC y presiones entre 1500 y 2.000 bares en fase gas. La reacción se inicia cuando una molécula de oxígeno se disocia en dos átomos radicalarios debido a un aporte energético; uno de estos radicales iniciadores activan el doble enlace de un monómero de eteno. De esta manera el doble enlace se abre y se forma un radical monomérico de eteno que activa a otro monómero, alargando la cadena de etileno. El proceso de crecimiento de la cadena se detiene cuando dos radicales se encuentran y así finalizan la reacción, formando macromoléculas. El aporte energético tanto puede ser mediante calor o radiación.

Existe una variante especial de la polimerización en masa llamada polimerización en fase gaseosa; la reacción se produce en reactores de doble camisa tubulares bajo presión. El calor de la reacción se debe eliminar para evitar la descomposición de la mezcla reaccionando. El polímero sale del reactor a presión a unos 200ºC en forma de masa viscosa, y es alimentado a una máquina extrusora donde se le añaden los aditivos necesarios; de allí se extrae el polímero en forma de tubo o de cinta, se enfría y se corta hasta convertirlo en un granulado.

El proceso a baja presión se caracteriza por el uso de catalizadores inorgánicos para llevar a cabo el proceso de polimerización. El mecanismo de reacción es similar al proceso de alta presión, pero diferenciados en que el etileno, o bien en gas o en disolución, reacciona consigo mismo sobre la superficie límite de un catalizador sólido. Para este proceso normalmente se emplea el catalizador Ziegler o el catalizador Phillips. En el caso de utilizar un mecanismo en fase gas se emplea catálisis heterogénea, por lo que se hace pasar un caudal de etileno gas a través de la red creada por el catalizador; así se forman gránulos de polietileno. Estos quedan normalmente en forma de polvo y se han de purificar, separándolos cuando sea necesario del catalizador y secándolos. En la actualidad se trabajan con nuevos catalizadores donde no es necesaria su posterior eliminación. El polietileno fabricado a baja presión recibe aditivos y es granulado de la misma manera que en el proceso de alta presión.

Existen otros procesos de obtención de polietileno: como por ejemplo el proceso de suspensión, que consiste en una polimerización de precipitación. Se basa en la diferencia de solubilidades entre el eitlè y el polietileno. Se emplea un hidrocarburo aromático de bajo peso molecular como disolvente, 15 bares de presión y una temperatura entre 20 y 70ºC. En estas condiciones experimentales el etileno es soluble en el hidrocarburo mientras que el polietileno es insoluble, por lo que a medida que avanza la reacción precipita polietileno, que queda suspendido en forma de partículas finas. Finalmente la separación se realiza mediante centrifugación.
El proceso en solución se realiza a alta presión y temperatura para asegurar que el polietileno formado queda disuelto en el disolvente; una vez finalizada la síntesis el disolvente se elimina por destilación.

Conformación

Observaciones:

Los principales métodos de transformación en el HDPE son la extrusión-soplado (moldeado por soplado), inyección, sinterización rotacional y en lecho fluidizado.

Reciclaje

Observaciones:

El HDPE es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el HDPE.

Aplicaciones

Observaciones:

Imágenes:

Descripción:

Con HDPE se hacen envases de productos de limpieza y de bebidas entre otros, así como tapones de botellas o cordel para tender la ropa.

Imágenes:

Descripción:

El tejido Raschel también está hecho con HDPE.

Català

Poliestireno

editor — Wed, 20 May 2015 10:46:26 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Nomenclatura:

Composición química:

(CH(C₆H₅)-CH₂)_n

Materias primas:

estireno; etilbenceno; etileno y benceno

El poliestireno consta de cadenas macromoleculares sin ramificar. Los bencenos ocupan posiciones espaciales laterales de forma desordenada (atáctico) a lo largo de la cadena principal. Tiene una elevada estabilidad dimensional.

Caracterización

Difracción de Rayos X:

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Descripción:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. En 3027 cm^-1 aparecen varias bandas correspondientes a los Stretching del grupo CH del anillo aromático.
Las bandas de vibración a 2921 cm^-1 y 2853 cm^-1 pertenecen a los Stretching del CH del Csp3.
Entre 2000 y 1650 cm^-1se observan las bandas de combinación del grupo fenólica. Los picos de intensidad media correspondientes a 1596 cm^-1 y 1490 cm^-1 son de la vibración del enlace CC del anillo aromático.
En 1448 cm^-1 aparece una banda de intensidad media correspondiente al bending del CH₂.
Entre 1186 cm^-1 y 972 cm^-1 aparecen numerosas bandas de intensidad variable que pertenecen al bending en el plano del enlace CH del anillo aromático, mientras que la banda intensa que sale a 752 cm^-1 corresponde al bending fuera del plano del mismo enlace CH.

Propiedades generales

Densidad:

1.04 - 1.05 g/cm³

Cristalinidad:

Amorfo

Precio:

1.23 - 1.36 €/kg

Observaciones:

Es un plástico transparente, inodoro, insípido, con aspecto de vidrio y rompe con facilidad. Existen otras variedades modificadas que lo hacen resistente al impacto y también expansible. Es el cuarto termoplástico más vendido.

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

1.2 - 2.6 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.383 - 0.403

Resistencia mecánica a la compresión:

31.6 - 61.8 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

35.9 - 56.5 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

0.7 - 1.1 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

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

Dureza:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	8.6 - 16.9 HV

Observaciones:

Se trata de un polímero con resistencia mecánica y dureza media. Es frágil. La resistencia al impacto aumenta por copolimerización con polibutadieno. Tiene mucha tendencia a fisurarse por tensión. Sufre termofluència.

Imágenes:

Descripción:

Curvas de termofluència del poliestireno a 25 ºC

Propiedades eléctricas

Rigidez dieléctrica:

A la temperatura de:	Rigidez dieléctrica
T_amb	20·10⁶ V/m

Resistividad específica:

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

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	2.5 a 1⁶ Hz

Observaciones:

Es un buen aislante eléctrico, pero ligeramente peor que el PE. Tiene una tendencia acusada a las cargas electrostáticas, que pueden ser eliminadas añadiendo aditivos antiestáticos.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

73.9 - 110 ºC

Temperatura de fusión:

150 - 243 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	50·10^-6 - 83·10^-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.121 - 0.131 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

Es un buen aislante térmico. Su dilatación térmica es media.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.57 - 1.59

Observaciones:

Se trata de un material completamente transparente con calidad óptica. Tiene una superficie brillante y buena transmisión de la luz.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

76.9 - 103 ºC

Mecanización:

Media, aunque a veces presenta problemas.

Soldabilidad:

Es un polímero altamente soldable excepto con HF.

Formabilidad:

Buena.

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Observaciones:

Tiene muy buena estabilidad dimensional, baja contracción en moldeo y se puede procesar fácilmente a bajo coste.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene buena resistencia a los ácidos débiles y media a los ácidos fuertes (concentrados y/o oxidantes).

Resistencia a los álcalis:

Tiene muy buena resistencia a los álcalis débiles y media a los álcalis fuertes.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene muy baja resistencia a los disolventes orgánicos, tanto normales como halogenados.

Absorción de agua:

Escasa.

Resistencia al oxígeno:

Su resistencia frente a la oxidación a 500 ºC es muy pobre.

Resistencia al ozono:

No resiste la intemperie.

Observaciones:

Tiene muy buena resistencia al agua, tanto dulce como salada. Se trata de un material inflamable que quema desprendiendo un humo negro denso de dulce olor; se puede mejorar añadiendo aditivos ignífugos. Es sensible a la radiación UV y su resistencia es media.

Obtención

Observaciones:

Existen varias formas de sintetizar el PS a partir de estireno; normalmente se utiliza la polimerización en masa o la polimetització por suspensión, y para algunos copolímeros se utiliza la polimerización en emulsión, como en el caso del ABS.
En la polimerización en masa hay que excitar la reacción para que ésta se produzca. Por lo tanto, se realiza mediante un tratamiento térmico o bien una polimerización por radicales, en la que se adicionan iniciadores. En el proceso se pueden utilizar dos reactores diferentes: el de tipo torre o los provistos de agitador.
El estireno entra al reactor en torre a 80 ºC y contiene aproximadamente un 30% de material sin polimerizar. Una vez en la torre las temperaturas van aumentando a medida que el polímero desciende por la torre, desde 110 ºC a 180 ºC. El poliestireno sale por el extremo inferior del reactor a 220 ºC en forma de masa viscosa. La parte del polímero que queda sin reaccionar se elimina con vacío. El poliestireno se extruye en forma de cinta o macarrón, se enfría y se granula.

En un reactor con agitación se trabaja a temperaturas elevadas. El monómero residual se elimina del polímero mediante dispositivos especiales de desgasificación.

En polimerización por suspensión se inicia el proceso con estireno, utilizándose como iniciadores peróxidos. Comienza a 70-90 ºC y termina a 90-120 ºC a una presión de 5 bar. Este tipo de poliestireno no hay granular, ya que se obtiene en forma de perlas pequeñas que se separan del agua por centrifugación o filtrado y luego se lavan y se secan.

En presencia de radiaciones luminosas, de oxígeno o incluso a temperatura ambiente, el estireno tiende a reaccionar con él mismo y polimerizar; por tanto, su almacenamiento se realiza siempre en presencia de agentes inhibidores que se eliminan por destilación o extracción antes de iniciar la polimerización para obtener el poliestireno.

Imágenes:

Descripción:

El proceso transcurre mediante una reacción radicalaria entre el etileno y el benceno, formándose etilbenceno. A continuación se somete el producto a una deshidrogenación, obteniéndose estireno.

Conformación

Observaciones:

El PS es transformado mediante moldeo por inyección, moldeo por soplado, extrusión, termoconformado, inyección-soplado y enganchado. Se considera que es un material ideal para ser inyectado. Excepto por inyección-soplado, estos procedimientos son aptos para transformar el poliestireno expandiendo. El PS no se puede soldar con HF, pero si que es soldable por otros procesos.

Imágenes:

Descripción:

Granza de PS.

Reciclaje

Observaciones:

El PS es un material reciclable.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el PS.

Aplicaciones

Observaciones:

El PS se utiliza para obtener láminas, láminas biorientado para envases termoconformados, planchas, piezas de aparatos de radio, televisión, equipos electrónicos y de comunicación, prismáticos, envases desechables para alimentos, café, productos cosméticos, medicamentos, envases transparentes para textil, juguetes, herramientas y artículos metálicos, vasos, botellas, envases de mantequilla, saleros, azucareros, estuches de joyería, imitaciones de cristal, bisutería, pinzas, perchas, bases de cepillos, cubiertos de desechables, bolígrafos, cajas para clasificar, instrumentos de dibujo, jeringas, tubos y cajas de pastillas, pipetas ...

Imágenes:

Descripción:

El porexpan, envases de lácteos y tapones de bolígraffs están fabricados con PS

Català

Policloruro de vinilo

editor — Wed, 20 May 2015 10:18:47 +0000

Pestañas verticales

Datos generales

Clasificación:

Polimérico

Termoplástico

De vinilo

Poli(cloruro de vinilo)(PVC)

Nomenclatura:

PVC

Composición química:

(CH₂CHCl)_n

Materias primas:

Acetileno, ácido clorhídrico, cloro y etileno; cloruro de vinilo y cloruro de etileno.

Se trata de un homopolímero de cloruro de vinilo lineal. Las cadenas macromoleculares de PVC son poco ramificadas. Los grupos cloro laterales están estéricamente desordenados (atáctico) a lo largo de la macromolécula, dando lugar a un polímero polar. El contenido teórico de cloro es aproximadamente del 57%.
El poli (cloruro de vinilo) presenta varias propiedades en función de los monómeros o polímeros que se utilicen en la polimerització. De este modo existen en el mercado diferentes tipos de PVC, como el del poli (cloruro de vinilo) rígido (PVC-U), el de alto impacto (PVC-HI), el clorato (PVC-C), el plastificado (PVC-P).

Caracterización

Métodos espectrométricos:

Metodos espectrométricos:

Preparación:

El espectro de IR se ha realizado a partir de medidas de absorbancia. En 2922 cm^-1 y 2862 cm^-1 aparecen varias bandas de intensidad variable que corresponden al stretching del CH sp3.
En 1431 cm^-1 hay una banda de intensidad media que pertenece al bending del CH₂; la señal sale fuera del intervalo normal debido a la presencia de Cl^-.
En 1091 cm^-1 encontramos el stretching del grupo C-Cl, con una banda intensa y ancho.
La vibración del esqueleto de CH₂ aparece a 772 cm^-1.

Calorimetría:

Propiedades generales

Densidad:

1.3 - 1.58 g/cm³

Cristalinidad:

Amorfo

Precio:

1.04 - 1.14 €/kg

Propiedades mecánicas

Módulo elástico:

2.14 - 4.14 GPa

Coeficiente de Poisson:

0.383 - 0.407

Resistencia mecánica a la compresión:

42.5 - 89.6 MPa

Resistencia mecánica a la tracción:

40.7 - 65.1 MPa

Tenacidad a fractura (KIc):

1.46 - 5.12 MPa·m^1/2

Comportamiento a tracción:

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

Dureza:

A la Temperatura de:	Vikers
T_amb	10.6 - 15.6 HV

Propiedades eléctricas

Constante dieléctrica:

A la temperatura de:	Constante dieléctrica
T_amb	3.1 - 4.4

Observaciones:

Es un buen aislante eléctrico.

Propiedades térmicas

Temperatura de transición vítrea:

74.9 - 105 ºC

Coeficiente de dilatación térmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficiente de expansión lineal
T_amb	50·10^-6 - 100·10^-6 1/ ºC

Conductividad térmica:

A la temperatura de:	Conductividad térmica
T_amb	0.147 - 0.293 W/m·K

Capacidad calorífica específica:

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

Observaciones:

Es un buen aislante térmico.

Propiedades ópticas

Índex de refracció:

1.54 - 1.56

Observaciones:

Se trata de un material translúcido.

Propiedades tecnológicas

Temperatura mínima de utilización:

(-123) - (-73.2) ºC

Temperatura máxima de utilización:

60 - 70 ºC

Mecanización:

Mediana

Soldabilidad:

Es un polímero altamente soldable.

Formabilidad:

Buena

Reciclabilidad:

Es un material reciclable.

Propiedades químicas

Resistencia a los ácidos:

Tiene muy buena resistencia a los ácidos débiles y buena para los fuertes.

Resistencia a los álcalis:

Tiene muy buena resistencia a los álcalis fuertes y débiles.

Resistencia a los disolventes orgánicos:

Tiene una resistencia media a los disolventes orgánicos.

Absorción de agua:

Su resistencia frente a la oxidación a 500 ºC es muy pobre.

Observaciones:

Tiene muy buena resistencia al agua, tanto dulce como salada. Se trata de un material inflamable. Su resistencia a la radiación UV es muy buena, tanto el PVC rígido como el flexible.

Obtención

Observaciones:

La obtención del poli (cloruro de vinilo) se hace a partir de acitilè y ácido clorhídrico. El PVC no puede ser procesado por sí mismo, debe estar compuesto por, al menos, un estabilizante, un lubricante, y en el caso de que se trate de PVC flexible, un plastificante. La mayor parte de la producción mundial se realiza en discontinuo a través de una polimerización por emulsión. En ésta, el cloruro de vinilo líquido se dispersa finamente en agua mediante agitación. Se emplean peróxidos orgánicos como iniciadores, disueltos en el cloruro de vinilo.A la suspensión se le añaden coloides protectores en mínimas cantidades; estas impiden que las partículas se unan en el momento de la transición del estado líquido a sólido. Las partículas más grandes se denominan partículas primarias y son separadas fácilmente del líquido por centrifugación, tamizado o filtrado. Las partículas más finas quedan en suspensión con la ayuda de bombas de alta presión o agitador, de modo que se produce una polimerización en microsuspensió. Después se lava, se seca y se elimina completamente el cloruro de vinilo que queda sin reaccionar, mediante un proceso de desgasificación intensa, entre otros.En la polimerización por emulsión, tanto en discontinuo como en continuo, se utiliza cloruro de vinilo licuado, que se dispersa en el agua formando partículas finas, con la ayuda de emulsionantes. Se emplean como iniciadores peróxidos solubles en agua, como peróxido de hidrógeno o persulfato potásico. Su acción se nota a elevada temperatura, cuando las gotas de cloruro de vinilo se van transformando progresivamente en gránulos de poli (cloruro de vinilo), con un diámetro comprendido entre 0.1 y 1 micrómetros, convirtiéndose así en partículas primarias.

Se fabrican también diferentes PVCs en función del trabajo para el que han sido designados. Así, se crea polímero especial si es destinado a suspensión (S-PVC), en emulsión (E-PVC) o masa (M-PVC).

Conformación

Observaciones:

En su forma pura, el PVC es pesado, rígido y frágil. Se puede transformar de un material rígido a tanto elástico y suave como la goma. El PVC plastificado es utilizado como un sustituto económico para el cuero, ya que se parecen en color y textura. Es menos transparente que el PMMA o PC, pero es menos caro, y por tanto utlitza para fabricar containers transparentes. Sus propiedades mecánicas difieren bastante dependiendo de si la formulación del PVC es rígida o plástica

.El PVC rígido tiene rigidez a temperatura ambiente y es frágil a baja temperatura; tiene bajo precio, resistencia química excepto en presencia de algunos disolventes, posibilita el contacto con alimentos, es transparente, es naturalmente retardante ignífugo y en caso de incendiarse desprenden humos tóxicos y corrosivos; dimensionalmente estable. Es fácilmente soldable y la inyección es más difícil.
Las características del PVC flexible dependen, en líneas generales, de la formulación; tiene flexibilidad, comportamiento mejorado a baja temperatura, diferentes grados de retardante ignífugo pero hace mayor llamarada si los plastificantes son llameantes, y crema desprendiendo films tóxicos y corrosivos; bajo precio, permite el contacto con alimentos y es transparente. es mucho más sensible al calor que el PVC rígido. Su resistencia química y térmica al envejecimiento decrece con el tiempo. También es fácilmente soldable. Ambos tienen alta densidad.
Pueden ser extruidos, inyectados, comprimidos, termoformados, calendrats, moldeados por soplado, barnizados, co-extudits; se emplea para crear películas, tubos, cables y fibras.

Reciclaje

Observaciones:

El PVC es un material reciclable, aunque en la actualidad presenta problemas ecológicos debido al cloro presente y a algunos plastificantes empleados en la síntesis del PVC flexible.

Imágenes:

Descripción:

Símbolo de reciclaje para el PVC.

Aplicaciones

Observaciones:

El 68% del poli (cloruro de vinilo) que se utiliza es rígido, mientras que el 31% es flexible. El PVC se emplea principalmente en el sector de la construcción, consumiendo dos terceras partes del PVC total. Se usa para hacer tuberías, embalajes, aparatos eléctricos y electrónicos, vallas, barreras, sistemas internos y externos de techos, paredes y suelos, señales de carretera, envases de cosméticos y alimentos, botellas transparentes y opacas, canoas, mangueras de jardín , pavimentos de vinilo, ventanas, discos de vinilo, muñecas, cuero artificial, aislante de cables, filmes, tapicería de coches; componentes de sistemas telefónicos, refrigeradores, lavadoras, aires acondicionados, ordenadores, teclados, disqueteras; como suelas de zapatos, cortinas opacas, lonas impermeables, colchones inflables, material de escuela y de oficina, mobiliario de terraza, tarjetas de crédito, material médico, venas sanguíneas para riñones, corazones y pulmones artificiales, bolsas de transfusión sanguíneas , piel artificial, guantes, máscaras de inhalación, tiritas ...

Imágenes:

Descripción:

Las tuberías están hechas a partir de PVC.

Imágenes:

Descripción:

El PVC se puede conformar en tubo, y se emplea para fabricar impermeables.

Imágenes:

Descripción:

Algunas grifos están hechas con PVC.

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