Ponencia Fernando Espada (REPSOL) (PDF 561 KB.)

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!