TERMOPL STICOS

1. POLIMEROS 2009 1 TERMOPL�STICOS

2. POLIMEROS 2009 2 POLIETILENO Polietileno: ( PE, - CH=CH-). Fabricaci�n: Lo normal es obtenerlo a partir de gas etileno, proveniente del craqueo (rotura) de hidrocarburos superiores bien procedentes del petr�leo o del gas natural. Historia y lo que nos interesa de ella: Los primeros polietilenos eran blandos, y a partir de los 70/80�C perd�an su consistencia. A partir de la segunda guerra mundial un nuevo m�todo de polimerizaci�n sin presi�n y a temperaturas inferiores a 70�C daba un polietileno con unas caracter�sticas diferentes. �D�nde esta la miga del asunto ?: En la cristanilidad, el orden, y el orden es cristalinidad

3. POLIMEROS 2009 3 POLIETILENO Los primeros polietilenos ten�an una estructura muy ramificada (amorfo) y los segundos muy organizada � cadenas lineales ( cristalinos). Y en que nos afecta: En LA DENSIDAD A mayor cristalinidad mayor densidad, cuanto mas amorfo menos denso esto nos lleva a alguna relaci�n. (ver la siguiente tabla)

4. POLIMEROS 2009 4 POLIETILENO

5. POLIMEROS 2009 5 POLIETILENO Resumen: A mayor densidad menor resistencia al impacto, menor elongaci�n, menor flexibilidad y transparencia. Y por el contrario aumenta la rigidez, la resistencia a la tracci�n, la cristalinidad, por tanto cuesta mas fluir por lo que hay que aumentar la temperatura y el tiempo de transformaci�n con lo que necesitamos mas ciclo ( de calor).

6. POLIMEROS 2009 6 POLIETILENO CUIDADOS/PELIGROS Hemos de tener especial cuidado con las caracter�sticas de los polietilenos y colorantes empleados. Cuando se prepara un masterbatch es necesario saber sobre que PE lo vamos a utilizar puesto que la temperatura de transformaci�n puede diferir enormemente, por ejemplo un baja densidad y un media/alta densidad, estamos hablando de utilizar 200�C frente a 280/300�C lo que va a influir en la solubilidad del colorante (pigmento), y entre otros aspectos en la solidez a la migraci�n.

7. POLIMEROS 2009 7 POLIETILENO Siguiendo con los peligros y cuidados que deberemos tener, no deberemos olvidar que el PE no presenta una buena resistencia a la intemperie, de ah� la necesidad de a�adir aditivos que refuercen su resistencia sobre todo a los rayos UV m�ximos responsables de su envejecimiento. Por lo tanto de nada valdr� utilizar �un buen colorante� con una alta solidez ( a la luz, migraci�n,...) si la base del polietileno no esta bien aditivada.

8. POLIMEROS 2009 8 POLIETILENO Los dos peligros/cuidados siguientes vienen dados por el lenguaje coloquial que empleamos y las prisas. El primero viene por la confusi�n entre homopolimero copolimero y las mezclas (blends). Un homopol�mero, es un pol�mero formado por grupos iguales, mientras que en un copol�mero la distribuci�n esta formada por distintos grupos por ejemplo grupos etileno con grupos propileno, etileno con acetato de vinilo,.... Mientras que en una mezcla se juntan por ejemplo PEBD y PEHD, o PE con PP,.... La diferencia esta en que las cadenas son separables, es similar a la diferencia que nos hac�an en el colegio cuando estudi�bamos la diferencia entre mezclas y combinaciones.

9. POLIMEROS 2009 9 POLIETILENO La anterior aclaraci�n nos lleva a entender porque se fabrican copol�meros de polietileno ( son todos los que utilizamos en f�brica) con peque�as cantidades de alfa-olefinas buteno-1 , exeno-1,... CH2= CH-CH2-CH3 CH2= CH-CH2-CH2-CH2-CH3 buteno 1 hexeno-1 Tiene mas masa molecular las bases exeno (hexeno) eso quiere decir que necesitamos mas temperatura y/o tiempo (ciclo de calor) para transformar estos pl�sticos.

10. POLIMEROS 2009 10 POLIETILENO A ra�z del razonamiento anterior tendr�amos claro como actuar para alargar o acortar el ciclo pero la cosa se vuelve a liar con el material del molde. Normalmente empleamos .Molde de chapa Molde de aluminio Sabemos que la conductividad t�rmica del aluminio es unas cinco veces mayor que la del hierro y la mitad aproximadamente que la del cobre, de ah� el uso de los distintos materiales para distintos usos, insertos, brachettes termiques, moldes,... Si pero que esto no nos confunda en el hecho que muchas piezas hechas en moldes de chapa necesiten menos ciclo de calor que otras hechas en aluminio. Ojo no todas las piezas son iguales, ni la cantidad de superficie de contacto con el molde, ni el espesor y no olvidemos tambi�n la diferencia de espesor habitual de los moldes de chapa y aluminio

11. POLIMEROS 2009 11 POLIETILENO RECORDATORIO

12. POLIMEROS 2009 12 POLIETILENO Aclaraci�n al agrietamiento por tensi�n (Tensofisuraci�n). Algunas piezas pueden presentar a temperatura ambiente, en el aire, sin estar sometido a contacto con producto qu�mico alguno, y sin someterlos a solicitaci�n mec�nica alguna, deterioros en forma de fisuras, llamadas fisuras por tensiones. Estas fisuras por tensiones aparecen sobre todo cuando las piezas son sometidas adem�s a tensiones mec�nicas adicionales debidas al montaje o funcionamiento (atornillado, resortes,...) y adem�s sufren el ataque de l�quidos y vapores. Estas tensiones adicionales, se suman a las tensiones internas existentes provocando peque�as fisuras, apareciendo estas al cabo de un tiempo pudiendo este ser largo si no hay contacto qu�mico sino s�lo con el aire. No hay un ensayo especifico para su evaluaci�n, pues depender� del tipo de pieza, ni unas tablas de referencia, ni unas tablas de referencia, pues depender� del tipo de pieza

13. POLIMEROS 2009 13 POLIPROPILENO POLIPROPILENO ( PP, -CH=CH-CH2-) Fabricaci�n: Se obtiene del gas acetileno y en contra de lo que pueda parecer es mas barato de obtener que el polietileno. Historia y lo que nos interesa de ella: Empezamos a poder utilizar el propileno cuando hace poco m�s de cincuenta a�os Natta consigui� elaborar polipropileno isost�ctico ( quiere decir que todos los grupos metilo estaban ordenados a la misma parte de la cadena), lo cual fue fundamental para poder producir copol�meros ( diapositiva 8) con el polietileno. Realmente lo que coloquialmente denominamos polipropileno de uso normal es un copol�mero de etileno y propileno y esto es as� para lograr mayor resistencia al impacto y estabilidad a intemperie.

14. POLIMEROS 2009 14 POLIPROPILENO EN GRANDES RASGOS DIFERENCIAS FUNDAMENTALES CON EL PE. El polipropileno tiene una densidad relativa menor 0,900 frente al 935 del PEMD. Soporta temperaturas mayores Es m�s duro, m�s r�gido, pero.....MAS FRAGIL El polipropileno es mas resistente al agrietamiento por tensi�n mediambiental.

15. POLIMEROS 2009 15 POLIPROPILENO VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL POLIPROPILENO

16. POLIMEROS 2009 16 POLIPROPILENO DISTINTOS TIPOS DE POLIPROPILENO Al igual que ocurre con el polietileno, en el polipropileno tambi�n se pueden variar sus especificaciones, con lo que los resultados finales pueden ser tan dispares como lo es un producto realizado en PEBD y el mismo producto realizado con PEHD. Utilicemos los siguientes polipropilenos de un mismo proveedor: uno de ellos tipo random y otro copolimero En que se parecen aparte de ser comercializados por la misma empresa y presentar una densidad relativa similar (0,905g/cc)

17. POLIMEROS 2009 17 POLIPROPILENO � Y el resto de caracter�sticas son similares ? Veamos: El copolimero presenta una fluidez media, es opaco , poroso y presenta una resistencia al impacto aceptable. El tipo Random Posee una muy buena fluidez, poco poroso, brillante, translucido, y peor resistencia al impacto.

18. POLIMEROS 2009 18 POLIPROPILENO Seamos claros EL tipo Rand�m Ha sido �dise�ado� para obtener con un ciclo r�pido de subida de temperatura, junto con un enfriamiento r�pido por agua y un molde con pulido espejo, piezas translucidas, pero presenta una mayor fragilidad

19. POLIMEROS 2009 19 POLIPROPILENO No olvidemos la qu�mica elemental Todos los procesos est�n sujetos a distintas variables, pero algunas son siempre comunes, y la mas com�n es el tiempo. Todo proceso necesita su �tiempo natural� para transformar los elementos entrantes en productos salientes, En el proceso de transformaci�n del polipropileno ( en el polietileno,... , lo mismo) alteramos su ciclo por ejemplo enfriando mas r�pido alteraremos el reposo final de las mol�culas devengando en mas amorfas, por tanto mas transparente el producto y m�s fr�gil. Por el contrario cuanto mas tiempo de cumplimiento de ciclo le otorgemos, mas relajado ser� el producto final y con mejores caracter�sticas t�cnicas

20. POLIMEROS 2009 20 POLIAMIDA Fabricaci�n: La poliamida en principio se obtiene a partir de distintas formulaciones de amino�cidos diaminas y �cidos dib�sicos. En cuanto a su f�rmula vamos a dejarla para mas tarde pues son numerosas sus f�rmulas seg�n la cadena num�rica posterior ( seg�n su longitud afecta a sus propiedades) y es necesario entender lo que significa y como se obtienen. Historia y lo que nos interesa de ella: La poliamida en principio nace como una fibra sint�tica, en los laboratorios de la Dupont, y se le da el nombre comercial de Nyl�n, y aqu� empieza el foll�n, pues luego el nombre comercial ha servido para todas las poliamidas, y las poliamidas ya hemos dicho antes que muchas propiedades y comportamientos vienen definido por el n�mero posterior.

21. POLIMEROS 2009 21 POLIAMIDA No se puede dejar pasar por alto que el autentico Nyl�n es la Poliamida 6.6 ( tambi�n se puede escribir Poliamida 66, Poliamida 6/6, Nyl�n) y es todo lo mismo. Por �ltimo aclarar que la poliamida 66, es una poliamida de condensaci�n ( y esto es importante). Aclaremos conceptos: �Es lo mismo la poliamida 6, que la poliamida 6.6 ? NO Se parecen lo mismo que una hormiga y una termita. Veamos sus f�rmulas: Poliamida 6 (caprolactama): [-NH-(CH2)5-CO-]n Poliamida 66 (Nyl�n): [-NH-(CH2)6 �NH-CO-(CH2)4-CO-]n Excepci�n de sus componentes qu�micos C,N,O,H en poco mas se parecen

22. POLIMEROS 2009 22 POLIAMIDA ESTA VARIACION DE ESTRUCTURA INCIDE EN LAS PROPIEDADES FISICO QUIMICAS Y DEPENDIENDO DE LO QUE BUSQUEMOS DEBEREMOS UTILIZAR O POLIAMIDAS PROCEDENTES DE LA CAPROLACTAMA (POLIAMIDA 6), O DEL NYLON ( POLIAMIDA 66). NYLON 6:[-NH-(CH2)5-CO-]n NILON 11:[-NH-(CH2)10-CO-]n NYLON12:[-NH-(CH2)11-CO-]n NYLON 66:[-NH-(CH2)6 �NH-CO-(CH2)4-CO-]n NYLON 6.10:[-NH-(CH2)6 �NH-CO-(CH2)8-CO-]n NYLON 6.12:[-NH-(CH2)6 �NH-CO-(CH2)10-CO-]n Cualquier parecido del grupo superior al inferior es el mismo que los coches a los camiones, sirven para transportar cosas y personas , y van por la carretera . Pero.............

23. POLIMEROS 2009 23 POLIAMIDA Primera diferencias y consideraciones respecto a la poliamida 6 y a la poliamida 11. y 12. El precio: la poliamida 6 , es mucho mas barata La densidad: la poliamida 6, es mas densa La poliamida 6, es mucho mas higrosc�pica, pero ojo a las leyendas urbanas, es conveniente secar la poliamida 60/80�C, Es muy importante considerar que una vez alcanzado el punto de fusi�n de la poliamida esta se derrite r�pidamente volvi�ndose muy fluida por lo que deberemos evitar movimientos r�pidos y bruscos para evitar descuelgues.

24. POLIMEROS 2009 24 POLIAMIDA Es importante que no olvidemos que la PA6, resiste mejor el calor que la PA11 y PA 12, y que de igual modo necesitaremos unos 30 o 40�C mas de temperatura de horno en la primera . Resiste muy bien a los hidrocarburos en general ( gasolina, benceno,...) por lo de su idoneidad para la construcci�n de d�positos. Y no son atacadas por hongos y bacterias ( de ah� su empleo sobre todo en ropa interior) Se obtienen productos generalmente r�gidos, firmes y con mayor resistencia que los de polietileno y polipropileno, siendo tambi�n much�simo mas f�ciles de pintar. Alcoy 4 febrero de 2009