Los Plásticos y su procedencia Fernando Espada REPSOL QUÍMICA S.A Murcia – Almería - Huelva 01/10/13 – 03/10/13 ÍNDICE 1. 2. 3. 4. 5. 6. ORIGEN DE LOS PLÁSTICOS EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS PLÁSTICOS LOS TERMOPLÁSTICOS EL POLIETILENO EL POLIPROPILENO LOS COPOLÍMEROS DE ETILENO 1. EL ORIGEN DE LOS PLÁSTICOS PETRÓLEO 100 % GASOIL FUELOIL 52 % NAFTAS 28 % GASOLINAS 18 % OTROS 20 % MATERIAS PRIMAS PETROQUíMICAS 10 % PLÁSTICOS 6% OTROS PRODUCTOS QUIMÍCOS 4% POLIETILENO POLIPROPILENO POLIESTIRENO EVA / EBA POLIÉSTERES POLIAMIDAS POLIURETANOS etc 2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS PLÁSTICOS EVOLUCIÓN INDUSTRIAL 1932 1939 1957 Descubrimiento Primer Primer PP del PE proceso comercial industrial PE DESARROLLO TECNOLÓGICO 2013 3. LOS TERMOPLÁSTICOS El polietileno y el polipropileno son polímeros termoplásticos semicristalinos. Tª TERMOPLÁSTICO ESTADO SÓLIDO FUNDIDO Procesado Uniones por soldadura Tª Zona amorfa Flexibilidad ESTRUCTURA SEMICRISTALINA Resistencia al impacto Zona cristalina Rigidez Resistencia a la tracción 4. EL POLIETILENO ETILENO Catalizador, presión, POLIETILENO Temperatura, PEBD • Muy alta presión: 1000-2000 bar PEAD • Presiones bajas: 10-45 bar • Comonómero: buteno, propileno, hexeno, .. 4.1. TIPOS DE POLIETILENO El grado de ramificación y la longitud de las cadena laterales condicionan en gran medida las propiedades del polietileno. PEAD PEL PEBD 940 - 965 918 - 945 915 - 930 % Cristalinidad 55 - 85 35 - 60 30 – 45 Tª de Fusión, °C 130-135 120-125 110-115 Dens. kg/m3 + Rigidez Impermeabilidad Resistencia a deformación por Tª Resistencia al Impacto Densidad/Critalinidad Baja Densidad/Critalinidad Alta 4.2. TIPOS DE POLIETILENO vs. PROPIEDADES PEAD: PEBD: PELBD: d= 0,94-0,97 Pf = 125-132 ºC % Crist.= 55-77 E = 1.000–1.400 d= 0,91-0,94 Pf = 98-115 ºC % Crist. = 30-54 E = 170 – 350 Mpa d= 0,90-0,94 Pf = 100-125 ºC % Crist. = 22-55 E = 260 – 900 MPa PEMBD: d= 0,86-0,90 Pf = 60-100 ºC % Crist. = 0-22 E = < 260 MPa SÍNTESIS Y TRANSFORMACIÓN Etileno y comonómero (Hex.) Sencilla y con ayuda de proceso Etileno Sencilla Etileno y comonómero (Buteno, Hexeno y Octeno) Dificil transformación, requieren mas cizalla y ayuda de proceso. METALOCENO ZIEGLER-NATTA PROPIEDADES ÓPTICAS Y MECÁNICAS No estirable Opaco, Poco resistente al rasgado Estirable Transparente pero Turbio Resistente al rasgado Blando, flexible Cristalino y Muy brillante Muy estirable Muy Resistente al rasgado Mayor Soldabilidad PEMBD: 4.2. TIPOS DE POLIETILENO vs. PROPIEDADES PELBD: PEBD: PEAD: PEMBD: ESTABILIDAD TÉRMICA Y RESISTENCIA A LA INTEMPERIE Necesidad de Estabilizantes UV Necesidad de Antioxidantes Menor Permeabilidad que el PEBD Necesidad de Estabilizantes UV para largas duraciones. No necesita, aunque es recomendable Baja permeabilidad al agua, pero permeable a gases Necesidad de Estabilizantes UV Necesidad de Antioxidantes Permeabilidad similar al PEBD Necesidad de Estabilizantes UV Necesidad de Antioxidantes Permeabilidad similar al PEBD APLICACIONES Objetos duros poco deformables Botellas, tuberías. Mallas de sombre, cortavientos, etc. Impermeabilización. Objetos blandos, deformables pero recuperando la forma Filmes Industrial y Agrícola Film de cubierta, acolchado, Film Estirable, etc. Filmes similares al PEBD y PELBD con mejores mecánicas y ópticas 5. EL POLIPROPILENO PROPILENO Catalizador ZN Catalizador Metaloceno CH2 POLIPROPILENO CH2 CH CH3 CH CH3 5. EL POLIPROPILENO Estructura helicoidal donde los grupos metilo adoptan posiciones Espaciales de 120º respecto al anterior En su fabricación, se obtiene diferente estereoespecificidad en función del lado en que se coloca el grupo metilo. 5.1. TIPOS DE POLIPROPILENO EL POLIPROPILENO Pf = 145-165 ºC MUY BAJA DENSIDAD = 0,905 Kg/m3 ALTA CRISTALINIDAD = 55-77 INERTE QUÍMICAMENTE HOMOPOLÍMERO COPOLÍMERO HETEROFÁSICO O BLOQUE COPOLÍMERO RANDOM: COMPOSICIÓN Propileno Se añade un bloque de etileno al final de la reacción Contenido Etileno – 6 – 20% El Etileno se interpone en la cadena de Polipropileno. Contenido 0,5 – 5% EL POLIPROPILENO PROPIEDADES ÓPTICAS Y MECÁNICAS Gran Rigidez Alta Temperatura de servicio Transparencia y Brillo Resistencia al Impacto Balance Rigidez - Impacto Opacos Menor Rigidez Buen Balance Rigidez - Impacto Transparencia y Brillo Facilidad de Soldadura APLICACIONES Tutores y guías para los cultivos. Pinzas Rafia Tejido No Tejido para semiforzado. Mayas para cubierta. Mayas de sombreo y Mayas cortavientos 6 Copolímeros de Etileno (EVA / EBA) EVA Comonómero 1: etileno (CH2=CH2) Comonómero 2: acetato de vinilo (CH2=CH-O-CO-CH3) EBA Comonómero 1: etileno (CH2=CH2) - (CH2 - CH2)M Comonómero 2: acrilato butilo n (CH2=CH-CO-O-C4H9) Los EVA comerciales presentan unos contenidos en AV = 5 - 40% – Por debajo del 5% se consideran PEBD modificados (aspecto translúcido) – Por encima del 40% dejan de ser termoplásticos (poliacetato de vinilo) 6.1 Propiedades Copolímero EVA/EBA Las propiedades del copolímero EVA/EBA variarán en función del contenido en co-monómero y del índice de fluidez. • Aumento del contenido en AV/AB: Disminuye Módulo de rigidez Dureza Resistencia a la tracción Punto de fusión Aumenta Resistencia al impacto Alargamiento a la rotura Resistencia al stress cracking (ESCR) Elasticidad en los filmes Tª de reblandecimiento Coeficiente de fricción Resistencia química Cristalinidad Adhesión Permeabilidad frente a los gases Flexibilidad a bajas temperaturas Polaridad Compatibilidad con aditivos y cargas 6.2 Propiedades Copolímero EVA/EBA PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y ÓPTICAS Los copolímeros EVA/EBA no son tan aislantes como el polietileno, teniendo limitado su uso en aquellas aplicaciones donde existan altas frecuencias. La resistencia dieléctrica y la resistividad volumétrica son tales que permiten su uso en voltajes medios o bajos en aplicaciones de aislamiento a bajas frecuencias. El brillo y la transparencia mejoran con el contenido en AV. A igual contenido en comonómero, los copolímeros EVA presentan en general menor turbidez que los EBA. ESTABILIDAD TÉRMICA, QUÍMICA Y A LA INTEMPERIE Se recomienda no sobrepasar la temperatura de 200 ºC para evitar la descomposición del copolímero EVA. El EBA es mucho más resistente a la temperatura, pudiendo ser transformado hasta los (~ 280 ºC). Los compolímeros EVA/EBA son más resistentes que el PEBD a la degradación por efecto de la luz UV. No obstante necesitan también estar convenientemente aditivados para retrasar el proceso de degradación. Similar al PEBD, excepto hacia los hidrocarburos cuya resistencia disminuye debido a la solubilidad con la temperatura y al contenido en AV/AB. APLICACIONES Aplicaciones muy diversas: moldeo por inyección, extrusión de filme, lámina y perfiles, producción de espumas y como componente fundamental en adhesivos hot melt. Film: Cubiertas de Invernadero plano y Multitunel. ¡Muchas gracias por su atención!