Industria Del Polipropileno

Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ingeniería

Industrias y Servicios Polipropileno

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAS Y SERVICIOS

POLIPROPILENO

Garbulinski, Laura Sales, Diego Manzino, Ricardo Garay, Luciano Fourcade, Julio Del Rio, Ariel

2006

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INDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………….................. HISTORIA………………………………………………………………............... LOS POLIMEROS……………………………………………………………….. PROCESO DE TRANSFORMACION TRANSFORMACION DE TERMOPLASTICOS……………. PROCESOS DE POLIMERIZACIÓN………………………………………….. HISTORIA DEL POLIPROPILENO…………………………………………….. ESTRUCTURA DEL POLIPROPILENO………………………………………. TIPOS DE POLIPROPILENO…………………………………………………... PROPIEDADES DEL POLIPROPILENO……………………………………… PROCESO PRODUCTIVO (NOVOLEN)……………………………………… PRINCIPALES EMPRESAS NACIONALES Y PRINCIPALES…………….. LOCALIZACION DE PETROQUIMICA CUYO……………………………….. PANORAMA LATINOAMERICANO…………………………………………… EMPRESAS……………………………………………………………………… BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA………………………………………………..

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INTRODUCCIÓN El polipropileno forma parte de una amplia familia denominada PLÁSTICOS, palabra que deriva del griego "Plastikos" que significa "Capaz de ser Moldeado", sin embargo, esta definición no es suficiente para describir de forma clara a la gran variedad de materiales que así se denominan. Técnicamente los plásticos son sustancias de origen orgánico formadas por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura carbono e hidrógeno principalmente. Es posible moldearlos mediante procesos de transformación aplicando calor y presión. Los plásticos son parte de la gran familia de los Polímeros. Polímeros es una palabra de origen latín que significa Poli:” muchas” y meros: “partes”, de los cuales se derivan también otros productos como los adhesivos, recubrimientos y pinturas.

HISTORIA El desarrollo del plástico surge, cuando se descubrió que las resinas naturales podían emplearse para elaborar objetos de uso práctico. Estas resinas (como el betún, el ámbar, etc.) son extraídas de ciertos árboles, y se tienen referencias de que ya se utilizaban en Egipto, Babilonia, la India, Grecia y China. En América se conocía otro material utilizado por sus habitantes antes de la llegada de Colón, conocido como hule o caucho pero su aplicación resultaba limitada. Se puede decir que la primera resina semisintética fue el hule vulcanizado, obtenida por Charles Goodyear en 1839 al hacer reaccionar azufre con la resina natural en caliente. El producto obtenido resultó ser muy resistente a los cambios de temperatura y a los esfuerzos mecánicos. A mediados del siglo XIX, el inventor inglés Alexander Parkes obtuvo accidentalmente nitrocelulosa, mediante la reacción de la celulosa con ácido nítrico y sulfúrico, y la llamó "Parkesina", que con aceite de ricino se podía moldear. Sin embargo debido a su flamabilidad, no tuvo éxito comercial. Alrededor de 1860, en los Estados Unidos surgió el primer plástico de importancia comercial gracias a un concurso para encontrar un material que sustituyen al marfil en la fabricación de las bolas de billar (en esa época se utilizaban tanto marfil, que se sacrificaba 12,000 elefantes anualmente para cubrir la demanda). Casualmente los hermanos Hyatt trabajaban con el algodón tratado con ácido nítrico, siendo un producto muy peligroso que podía utilizarse como explosivo. Aprovechando la idea de Parkes, sustituyeron el aceite de ricino por alcanfor y al producto obtenido le llamaron "Celuloide", el cual hizo posible la producción de varios artículos como peines, bolas de billar y películas fotográficas. El siglo XX puede considerarse como el inicio de "La Era del Plástico", ya que en esta época la obtención y comercialización de los plásticos sintéticos ha sido continuamente incrementada. En 1907 salió al mercado la resina fenólica "Baquelita", mientras Staundinger trabajaba en la fabricación de poli estireno y Otto Rhom enfocaba sus estudios al acrílico, que para 1930 ya se producían industrialmente. El químico Herman Staundinger, premio Nóbel de 1953 con sus trabajos revolucionarios iniciados en 1920, demostró que muchos productos naturales y todos

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los plásticos, contienen macromoléculas. Este descubrimiento hizo que se considerara como el "Padre de los Plásticos". La década de los sesenta se distinguió porque se lograron fabricar algunos plásticos mediante nuevos procesos, aumentando de manera considerable el número de materiales disponibles.

LOS POLIMEROS Un polímero es una sustancia cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el monómero. Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una muy buena resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química del polímero y pueden ser de varias clases. Las más comunes son las denominadas Fuerzas de Van der Waals. El consumo de polímeros o plásticos ha aumentado en los últimos años. Estos petroquímicos han sustituido parcial y a veces totalmente a muchos materiales naturales como la madera, el algodón, el papel, la lana, la piel, el acero y el cemento. Los factores que han favorecido el mercado de los plásticos son los precios competitivos y a veces inferiores a los de los productos naturales, y el hecho de que el petróleo ofrece una mayor disponibilidad de materiales sintéticos que otras fuentes naturales. La crisis petrolera de 1974 también influyó en el aumento del consumo de los plásticos, sobre todo en la industria automotriz. Los plásticos permitían disminuir el peso de los vehículos, lo cual repercutía en un ahorro en el consumo de combustible por kilómetro recorrido. Clasificación de los polímeros

Puede establecerse la siguiente clasificación de los plásticos: por el proceso de polimerización, por la forma en que pueden procesarse y por su naturaleza química. La siguiente es una clasificación de acuerdo a las propiedades presentadas por el producto final: 

Termofijos

Durante su proceso de moldeo ocurre una reacción química de polimerización, de tal manera que al terminar este proceso, estos materiales ya son susceptibles de una nueva fusión. Se caracterizan por poseer cadenas entrecruzadas formando una resina con una estructura tridimensional que no se funde. Polimerizan irrevesiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y dura. Esta es la principal diferencia con los termoplásticos. Ejemplos de resinas mas usadas son: Poliuretanicas, epoxidicas, de poliéster insaturado, de fenol-formaldehido. Estas generalmente se refuerzan mediante fibras conformando materiales compuestos de muy buenas propiedades.

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Termoplásticos

Los termoplásticos son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total. Si bien existen más de cien tipos de plásticos, los más comunes son sólo seis, y se los identifica con un número dentro de un triángulo a los efectos de facilitar su clasificación para el reciclado, ya que las características diferentes de los plásticos exigen generalmente un reciclaje por separado. TIPO

CARACTERISTICAS

USOS Y APLICACIONES

PET Polietileno Tereftalato

Son termoplásticos semicristalinos. Tienen una buena resistencia química, alta tenacidad y elongación en la rotura, así como buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Pueden ser procesados en prácticamente todos los procesos usuales, son económicos. Tienen posibilidades de modificación por medio de la fabricación de copolimerizados y aleaciones poliméricas.

Envases para gaseosas, agua mineral, aceites, cosmética, frascos, películas transparentes, fibras textiles, envases al vacío, bolsas para horno, bandejas para microondas, cintas de video y audio, películas radiográficas.

Presenta un alto grado de cristalinidad. Es un material opaco y de aspecto ceroso. La rigidez, dureza y resistencia a la tensión de los polietilenos, se incrementa con la densidad, también presenta fácil procesamiento y buena resistencia al impacto y a la abrasión. Tiene una muy buena resistencia a sustancias químicas y otros medios. No es atacado por soluciones acuosas, salinas, ácidos y álcalis. Se lo puede transformar por: Inyección, Soplado, Extrusión, o Rotomoldeo.

Envases para: detergentes, shampoo, lácteos, lavandina, productos químicos, bolsas para supermercados, bolsas para basura, bazar, cajones, baldes para pintura, macetas, bolsas tejidas y caños para gas, cubiertas de libros y carpetas. En el sector automotriz se usa en recipientes para aceite y gasolina, conexiones y tanques para agua, además de tubos y mangueras.

PEAD Polietileno de Alta Densidad

PVC Cloruro de Polivinilo

Para su procesado es necesario Caños, perfiles, planchas y fabricar compuestos con aditivos láminas para termoformado, especiales, que permiten obtener revestimiento de edificios y marcos productos de variadas propiedades para de puertas, perfiles para marcos de un gran número de aplicaciones. Se ventanas, caños para desagües obtienen productos rígidos o totalmente domiciliarios y de redes, blister flexibles. Se pueden transformar por para medicamentos, juguetes, Inyección, Extrusión, Soplado. envolturas para golosinas, Es posible, la fabricación de películas flexibles para envasado, productos transparentes papel vinílico (decoración), bolsas El PVC tiene un rango de estado para sangre. termoplástico muy estrecho y tiende con Envases para agua mineral, mucha facilidad a la descomposición jugos, aceites, mayonesa. durante el procesamiento.

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Se produce de dos maneras: a alta presión o a baja presión a partir del gas natural. En el primer caso se obtiene polietileno ramificado y en el segundo se obtiene el propileno de baja densidad lineal, que posee características como poder hacer películas más delgadas y resistentes. Posee gran resistencia a los ataques de sustancias químicas. Es atoxico, impermeable al agua y poco permeable al vapor de agua y gases, puede estar en contacto directo con alimentos sin presentar riesgo para los consumidores. Su transparencia, flexibilidad, tenacidad y economía hacen que esté presente en una gran diversidad de envases y en muchas aplicaciones. Se procesa de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión y Rotomoldeo.

Tiene aplicación dentro del sector de envase y empaque, destacando su utilización en bolsas, botellas, envase industrial, laminaciones, tapas para botellas, etc. Películas para Agro (invernadero, tuberías de riego, etc.), envasamiento automático de alimentos y productos industriales. Base para pañales descartables, bolsas para suero, contenedores herméticos domésticos. Tubos y pomos (cosméticos, medicamentos y alimentos).

El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. El PP es un plástico rígido de alta cristalinidad y elevado punto de fusión, excelente resistencia química y de baja densidad. Al adicionarle distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.), se potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de ingeniería. PP PP es transformado en la industria Polipropileno por losEl procesos de inyección, soplado y extrusión/ termoformado.

Film para alimentos, cigarrillos, chicles, golosinas, indumentaria. Bolsas (para papas, cereales). Envases industriales. Hilos, cordelería. Jeringas descartables. Bazar. Cajones para bebidas. Baldes para pintura. Potes para margarina y helados. Fibras para tapicería, cubrecamas, etc. Alfombras. Cajas de batería, paragolpes y autopartes. Ductos de calefacción, aspas de ventiladores, fuelles, carcasas para filtros de aire y carcasas de bombas para agua.

Tiene gran dureza y estabilidad a la forma, gran rigidez. Superficie brillante y muy baja absorción de agua. PS Cristal: polímero de estireno monómero cristalino y de alto brillo. PS Alto Impacto: polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta PS resistencia al impacto. Poliestireno Ambos son fácilmente moldeables a través de procesos de Inyección, Soplado, Extrusión/Termoformado.

Potes para lácteos, dulces, envases varios, vasos, bandejas de supermercados. Contrapuertas y estantes de heladeras. Envases para cosmética, máquinas descartables de afeitar, bandejas, cubiertos, platos, etc. Juguetes, casetes, blisteres, aislantes (planchas de PS espumado).

PEBD Polietileno de Baja Densidad

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PROCESO DE TRANSFORMACION DE TERMOPLASTICOS 

Moldeo por Inyección

El polímero se inyecta dentro de un molde a alta presión. El molde se mantiene a una temperatura prefijada mientras el polímero se enfría, las mitades se abren y el artículo terminado se expulsa. Para partes pequeñas, muchos moldes están montados en una máquina y el polímero fundido se inyecta simultáneamente en todos ellos. El moldeo por inyección puede producir artículos más complejos que el proceso de extrusión, pero no es un proceso continuo. Este proceso permite obtener artículos huecos. Con el proceso de co-inyección es posible producir artículos con almas rígidas (metálicas o poliméricas) colocándolas en el molde antes de la inyección final.

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Calandrado

Es un proceso continuo que requiere de la alimentación de polímero gelificado y caliente a los rodillos atemperados de la calandra. En ella, hay normalmente cuatro rodillos de distintos tamaños que giran a velocidades ligeramente diferentes para formar láminas o films de polímero. Estas pueden tratarse mecanicamente ó orientarse por estirado, para producir artículos rígidos o plastificados.

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Termoformado

Proceso de producción de artículos formados a partir de una hoja plana, con ayuda de presión y temperatura. La misma se calienta, se coloca en un molde y por medio de vacío se le da la forma. Posteriormente se enfría con un fluido refrigerante y se retira del molde el producto terminado.

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Colada

Posibilita la aplicación de varias capas con o sin color en un modelo (molde) pre-diseñado. Ejemplos de este proceso pueden ser la producción de etiquetas, cubrealfombras para automóviles y llaveros. Se coloca una capa de polimero, de un color, al molde, se lleva al horno a pre-gelificarse, y luego se van colocando las sucesivas capas de color en la posición que corresponda, pregelificándose previo al agregado de la siguiente.

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Extrusión

Se alimenta polímero, en forma de pellets o mezcla seca en polvo (dry blend) en un cañón calefaccionado dentro del cual uno o más tornillos lo compactan, funden y homogeneizan alimentando un cabezal que da forma al producto (terminado o semi-

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terminado). El cabezal se diseña de manera de producir la forma deseada del producto final.

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Rotomoldeo

Es un proceso utilizado para obtener artículos normalmente huecos como juguetes, pelotas, mobiliario para jardín.El rotomoldeo utiliza un plastisol (pasta más o menos viscosa obtenida por la dispersión de PVC en plastificante) muy fluido que se introduce en el molde, éste se cierra, se rota vertical y horizontalmente y se introduce en un horno. Cuando el plastisol comienza a fundir, el molde que continúa rotando, distribuye al plastisol sobre sus paredes por efecto de la fuerza centrífuga formando una piel. Después de un periodo determinado, el molde se retira del horno y se enfría cuidadosamente para evitar que el producto sufra encogimiento o torsión.

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Moldeo por soplado

Se extruye una matriz fundida en la forma de un tubo vertical que se sujeta entre las dos mitades del molde. Este tubo es inflado con aire para que adquiera la forma del molde. Éste se enfría, y se desmolda el recipiente ya totalmente formado.

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Para recipientes grandes, el polímero fundido debe extruirse muy rápidamente o se deformará debido a la gravedad. Esto se llama extrusión intermitente ya que normalmente sólo produce uno o dos recipientes durante cada ciclo de máquina.

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Pulverización

Utilizado en el montaje de automóviles para la protección de la parte inferior de la carrocería y para garantizar un buen sellado de las juntas. El polímero es aplicado con el auxilio de un pico pulverizador.

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Moldeo en hueco

Se aplica el polímero en un molde, y se gelifica en un baño caliente, a una temperatura de alrededor de 200-230°C. El periodo d e permanencia dentro del baño depende del espesor requerido. Se extrae el polímero sobrante no gelificado, completándose luego la gelificación del mismo que permanece en el molde. Finalmente, desmolda. Las aplicaciones para este proceso incluyen autopartes y máscaras.

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Inmersión

Se pueden fabricar cuerpos huecos por inmersión, proceso que puede ser igualmente utilizado en el revestimiento de tejidos previamente colocados en formas (guantes), de frascos y artículos domésticos. Se puede hacer: Moldeo por inmersión, Revestimiento por imersión en caliente, Revestimiento por inmersión en frío.

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Film soplado y extruido

El film soplado se produce a partir de mezclas secas o pellets, de polímero y aditivos, que se alimentan a una extrusora donde se funde y se homogeneiza. Esta mezcla fundida alimenta un cabezal circular de soplado donde se conforma un tubo continuo, que al momento de abandonar el cabezal es inflado. El volumen del aire estira el tubo al ancho deseado, esta burbuja se cierra por medio de dos rodillos y a partir de allí comienza el corte y bobinado del film. El espesor se regula con la velocidad de extrusión y la velocidad de bobinado.

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En el caso del Film extruido también se alimenta una extrusora con la diferencia que se utiliza un cabezal plano donde se forma el film. Éste se dirige hacia un rodillo frío para enfriarlo y luego se lo bobina. Generalmente tiene mejores propiedades ópticas que una película soplada y puede producirse a velocidades de línea de producción más altas.

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Recubrimiento

Consiste en depositar una capa de polímero sobre un soporte tal como tejidos de fibras naturales o sintéticas, telas o papel. A continuación esta capa depositada se gelifica en un horno de gelificación o estufa. Esta técnica permite la fabricación de una variada gama de productos terminados tales como: cueros sintéticos para los sectores de vestidos y calzados, bolsas, muebles, manteles impermeables para mesa, lonas, cintas transportadoras, papeles para decoración de paredes, alfombras, etc.

PROCESOS DE POLIMERIZACIÓN Existen diversos procesos para unir moléculas pequeñas con otras para formar moléculas grandes. Su clasificación se basa en el mecanismo por el cual se unen estructuras monómeras o en las condiciones experimentales de reacción. La polimerización puede efectuarse por distintos métodos a saber:

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Polimerización por adición:

Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización de tipo vinilo.). Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la molécula (polimerización tipo epóxi.). Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de la molécula (polimerización alifática del tipo diazo.). Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del anillo con eliminación de una parte de la molécula (polimerización del tipo a aminocarboxianhidro.). Adición de birradicales formados por deshidrogenación (polimerización tipo pxileno.). o

Polimerización por condensación

Formación de poliésteres, poliamidas, poliéteres, polianhidros, etc., por eliminación de agua o alcoholes, con moléculas bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas, diésteres entre otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas.). Formación de polihidrocarburos, por eliminación de halógenos o haluros de hidrógeno, con ayuda de catalizadores metálicos o de haluros metálicos (policondensación del tipo de Friedel-Craffts y Ullmann.). Formación de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminación de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidación de dimercaptanos (policondensación del tipo Thiokol.). o

Polimerización en suspensión, emulsión y masa

Polimerización en suspensión En este caso el peróxido es soluble en el monómero. La polimerización se realiza en agua, y como el monómero y polímero que se obtiene de él son insolubles en agua, se obtiene una suspensión. Para evitar que el polímero se aglomere en el reactor, se disuelve en el agua una pequeña cantidad de alcohol polivinílico, el cual cubre la superficie de las gotitas del polímero y evita que se peguen. Polimerización en emulsión La reacción se realiza también en agua, con peróxidos solubles en agua pero en lugar de agregarle un agente de suspensión como el alcohol polivinílico, se añade un emulsificante, que puede ser un detergente o un jabón. En esas condiciones el monómero se emulsifica, es decir, forma gotitas de un tamaño tan pequeño que ni con un microscopio pueden ser vistas. Estas microgotitas quedan estabilizadas por el jabón durante todo el proceso de la polimerización, y acaban formando un látex de aspecto lechoso, del cual se hace precipitar el polímero rompiendo la emulsión. Posteriormente se lava, quedando siempre restos de jabón, lo que le imprime características especiales de adsorción de aditivos. Polimerización en masa En este tipo de reacción, los únicos ingredientes son el monómero y el peróxido. El polímero que se obtiene es muy semejante al de suspensión, pero es más puro que éste y tiene algunas ventajas en la adsorción de aditivos porque no esta contaminado con alcohol polivinílico.

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HISTORIA DEL POLIPROPILENO El polipropileno es un termoplástico semicristalino, que se produce polimerizando propileno en presencia de un catalizador estereo específico. El polipropileno tiene múltiples aplicaciones, por lo que es considerado como uno de los productos termoplásticos de mayor desarrollo en el futuro. Es un producto inerte, totalmente reciclable, su incineración no tiene ningún efecto contaminante, y su tecnología de producción es la de menor impacto ambiental. Esta es una característica atractiva frente a materiales alternativos.

La polimerización catalítica del propileno fue descubierta por el italiano Giulio Natta en 1954 y marcó un notable hito tanto por su interés científico, como por sus importantes aplicaciones en el ámbito industrial. Empleando catalizadores selectivos, se obtuvo un polímero cristalino formado por la alineación ordenada de moléculas de propileno monómero. Los altos rendimientos de reacción permitieron su rápida explotación comercial. Aunque el polipropileno fue dado a conocer a través de patentes y publicaciones en 1954, su desarrollo comercial comenzó en 1957 y fue debido a la empresa italiana Montecatini. Pocos años más tarde, otras empresas, entre ellas I.C.I. y Shell fabricaban también dicha poliolefina. Hoy en día el polipropileno es uno de los termoplásticos más vendidos en el mundo, con una demanda anual estimada de 50 millones de toneladas. Sus incrementos anuales de consumo han sido próximos al 10% durante las últimas décadas, confirmando su grado de aceptación en los mercados. La buena acogida que ha tenido ha estado directamente relacionada con su versatilidad, sus buenas propiedades físicas y la competitividad económica de sus procesos de producción. Varios puntos fuertes lo confirman como material idóneo para muchas aplicaciones: baja densidad, alta dureza y resistente a la abrasión, alta rigidez, buena resistencia al calor, excelente resistencia química, excelente versatilidad. Por la excelente relación entre sus prestaciones y su precio, el polipropileno ha sustituido gradualmente a materiales como el vidrio, los metales o la madera, así como polímeros de amplio uso general (PVC).

ESTRUCTURA DEL POLIPROPILENO Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo.

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El polipropileno fabricado de manera industrial es un polímero lineal, cuya espina dorsal es una cadena de hidrocarburos saturados. Cada dos átomos de carbono de esta cadena principal, se encuentra ramificado un grupo metilo (CH3). Esto permite distinguir tres formas isómeras del polipropileno: •

Isotáctica

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Sindiotáctica

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Atáctica

Estas se diferencian por la posición de los grupos metilo-CH3 con respecto a la estructura espacial de la cadena del polímero. Las formas isotácticas y sindiotácticas, dada su gran regularidad, tienden a adquirir en estado sólido una disposición espacial ordenada, semicristalina, que confiere al material unas propiedades físicas excepcionales. La forma atáctica, en cambio, no tiene ningún tipo de cristalinidad. Los procesos industriales más empleados están dirigidos hacia la fabricación de polipropileno isotáctico que es el que ha despertado mayor interés comercial.

TIPOS DE POLIPROPILENO El Polipropileno se puede clasificar en tres tipos: homopolímero, copolímero rándom y copolímero de alto impacto, los cuales pueden ser modificados y adaptados para determinados usos, a través de múltiples técnicas de aditivación. •

Polipropileno homopolimero

Contiene sólo monómeros de propileno a lo largo de su cadena polimérica. Su estructura presenta un alto grado de cristalinidad, lo que se traduce en el aporte de rigidez y dureza a la pieza elaborada, pero exhibe pobre resistencia al impacto a bajas temperaturas y su transparencia no es suficiente para algunas aplicaciones. Sus usos mas comunes son inyección de artículos de uso doméstico, envases y contenedores, muebles, juguetes y tapas, extrusión de fibras y filamentos (para cordeles, alfombras, hilos, tapices, sacos, pañales desechables), extrusión de grandes planchas (de hasta 250 µm de espesor) para cubiertas de muebles y estanques y planchas delgadas para termoformar envases y contenedores.

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Polipropileno copolimero randomico

Este copolímero se produce con la adición de un comonómero, generalmente etileno, durante la reacción de polimerización en el reactor. La inserción de etileno disminuye la formación de esferulitas, bajando el porcentaje de zonas cristalinas. De esta manera, se obtiene un material más transparente que el homopolímero y también, inferior temperatura de fusión y gravedad específica. La menor temperatura de fusión, conlleva a un menor calor de distorsión, menor temperatura de ablandamiento y menor temperatura de sellado. Posee mayor resistencia al impacto que el polipropileno homopolimero, aún a bajas temperaturas (-20ºC), una menor rigidez, dureza y un incremento del ablandamiento y la flexibilidad, disminuyendo la resistencia a la tracción Por otro lado, puede ser reciclado con pérdidas poco significativas en resistencia y claridad. El principal uso son aplicaciones donde se requiere alta claridad, poca rigidez y propiedades de barrera a la humedad, como: soplado de botellas para llenado en caliente y con barrera de multicapa (envases de alimentos, productos de higiene personal y limpieza del hogar) , inyección de envases rígidos y semirígidos, estuches de video cassette, juguetes, bandejas desechables y reusables para alimentos, potes y envases de alimentos posibles a ser utilizados en microondas, película orientada de alta claridad, brillo y resistencia en envoltorios contraíbles para alimentos, juguetes, cigarrillos y juegos. •

Polipropileno copolimero de alto impacto

Este copolímero tiene un contenido mayor de etileno (entre 10 y 25%). En la producción del copolímero de alto impacto se forma una fase bipolimérica de etileno/propileno con características gomosas. El copolímero de alto impacto, se utiliza, en aplicaciones que requieren elevada resistencia al impacto y dureza, en especial a bajas temperaturas (hasta -35ºC). La resistencia al impacto depende del tipo, cantidad y morfología de la fase elastomérica (etileno-propileno), mientras que la rigidez es determinada por el polipropileno. Se utiliza en inyección de piezas automotrices, artículos de uso doméstico, baldes industriales, carcasas de batería, envases de pintura y muebles de terraza, extrusión de planchas, para sustitución de termoplásticos de ingeniería de alto impacto, tuberías.

PROPIEDADES DEL POLIPROPILENO 

Propiedades físicas

La densidad del polipropileno, esta comprendida entre 0.90 y 0.93 gr/cm3. Posee una gran capacidad de recuperación elástica.

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Tiene una excelente compatibilidad con el medio. Es un material fácil de reciclar Posee alta resistencia al impacto.

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Dispersión de pesos moleculares

Como en la síntesis de otros polímeros, la longitud de las cadenas de polipropileno creadas en una misma partida no es uniforme. Se obtiene una dispersión de pesos moleculares más o menos amplia, que condiciona las propiedades mecánicas del grado producido. La distribución de pesos moleculares viene restringida por los procesos de fabricación, por las condiciones de operación, y sobre todo por los sistemas catalíticos empleados. 

Viscosidad - Características reológicas

La viscosidad en fundido es, junto con la dispersión de pesos moleculares una de las características más importantes a la hora de la caracterización de los grados de polipropileno, ya que influye directamente sobre las condiciones de procesado, y por ello sobre la economía de los procesos. Una manera de caracterizar la viscosidad de los productos es por medio de un ensayo normalizado llamado índice de fluidez. Cuanto mayor es el índice de fluidez, menor es la viscosidad. Está relacionado de manera inversa con el peso molecular del polímero. 

Cristalinidad - Propiedades mecánicas

Al tratarse de moléculas altamente lineales, las moléculas de polipropileno tienden a tomar en estado sólido una estructura ordenada, semicristalina. Las moléculas forman cadenas largas y estables, con altos pesos moleculares. Esta es la que le confiere sus propiedades mecánicas excepcionales, en particular en lo que respecta a la dureza, la resistencia a la tracción y la rigidez.

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PROCESO PRODUCTIVO (NOVOLEN)

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En el primer reactor se obtiene un homopolímero con menor tiempo de proceso, que es transferido a un segundo reactor en fase gas, donde se adicionan etileno y propileno. Estos se activan por acción del catalizador proveniente del primer reactor, formando el copolímero de etileno-propileno (60% de etileno y 40% de propileno) que crece dentro de la matriz de polipropileno. El proceso Novelen utiliza uno o dos reactores de la fase gas. Homopolímeros y Copolímeros Random pueden ser fabricados en un solo reactor o en cascada con dos reactores, según la capacidad requerida y rango del producto. Los copolímeros de Impacto requieren dos reactores conectados en serie, en el primer reactor el homopolímero del propileno o copolímero Random es el polimerizado, en el segundo reactor se agrega caucho por polimerización y una mezcla de etilenopropileno.

Además se agrega un iniciador o catalizador (tricloruro de Titanio en estado sólido) para aumentar la cinética de la reacción, e Hidrógeno como finalizador de cadena para controlar el peso molecular. Las condiciones de polimerización (temperatura, presión y las concentraciones de los reactantes) son fijas para el tipo de polímero que se está elaborando. La reacción es exotérmica y la refrigeración del reactor se logra gracias a la evaporación flash de la alimentación, la cual asegura un intercambio de calor máximo. El polvo del polímero es transportado desde el reactor al recipiente de descarga (presión atmosférica) gracias al arrastre mecánico efectuado por diferencia de presiones. Estos gases sin reaccionar son devueltos al reactor, previa filtración y recompresión. El polvo es despojado de cualquier remanente de monómero gaseoso, en el siguiente tanque, por inyección de Nitrógeno (no se utiliza aire debido a que el oxígeno puede producir una oxidación indeseada). El polvo es almacenado en los Silos en espera de ser convertidos en Pellets, proceso que se realiza en el Extrusor, en el cual el aumento de temperatura (250°C - 300°C) y pr esión (40 bar) obligan al polvo a

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ser fundido, sin embargo se necesitan aditivos que permiten la no degradación térmica del polímero. En el extremo de descarga del sinfín nos encontramos con una placa con orificios y una serie de cuchillas giratorias radiales que dividen a la masa viscosa en pequeñas bolitas que son rápidamente enfriadas por una corriente de agua, la cual transporta los Pellets recién formados. El agua de transporte es finalmente separada en el Secador Centrífugo, enfriada y recirculada nuevamente a la etapa anterior. Por último, los Pellets secos son desodorizados ya sea con Vapor o con Nitrógeno (degassing optativo) para pasar luego a los Silos de Pellets en donde serán embolsados y comercializados en bolsas de 25 Kg. o en las Big Bags de 1250 Kg.

PRINCIPALES EMPRESAS NACIONALES Y PRINCIPALES En una primera etapa-décadas del 50 y del 60- la industria petroquímica tendió a radicar sus plantas cerca de los principales centros de consumo, con una orientación dirigida a satisfacer la demanda del mercado local. Así, se desarrollaron los sitios de San Lorenzo, Campana, Río Tercero y áreas del Gran Buenos Aires. En los 70 y 80, las expectativas de un salto de escala con posibilidades exportadoras afirmó el desarrollo de dos localizaciones: Ensenada, basada en materias primas disponibles en la Refinería de La Plata(YPF) y Bahía Blanca, fundada en el gas natural de los gasoductos del sur y del oeste. Finalmente, a comienzos de la presente década en Bahía Blanca se produjo un salto en la capacidad instalada, con la puesta en marcha de un conjunto de plantas.

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San Lorenzo

Este Polo tiene por antecedente la planta de isopropanol de REPSOL-YPF, pero se desarrolla a principios de los 60, con las inversiones realizadas por Duperial (ICI) y por cinco empresas de Estados Unidos que constituyeron PASA. Su núcleo es el complejo productor de aromáticos (BTX). Ya en los 90, Perez Companc tomó su control y el de la refinería San Lorenzo(ex YPF),y más tarde fusionó ambas con el nombre de Pecom Energía. Con el ingreso de Petrobras en 2002, pasó a lllamarse Petrobras Energía. Polímeros producidos en el polo: -POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD) -POLIESTIRENO

Benceno

Catalizador Etilbenceno

Estireno

Poliestireno

- H2

Etileno CH2- CH2

CH3

CH2

CH2

CH

CH CH2

CH CH2 n

De baja densidad (PEBD) De alta densidad (PEAD) Lineal de baja densidad (PELBD) 

Ensenada

Se inició con las plantas de etileno y PEBD que Ipako radicó en los 60. Más tarde, en 1974, Petroquímica General Moscón-PGM puso en marcha un complejo productor de aromáticos(BTX), empleando como materia prima nafta virgen de la Refinería de La Plata(YPF). Y s fines de los 80 PGM instala nuevas plantas que integran el llamado” Complejo Aprovechamiento de Oleofinas”. Y ya ha inicios de los 90, Petroken instaló en el polo una planta de polipropileno, con una inversión del orden de 200 u$s millones. Cuenta hoy con una capacidad de producción de 170.000 ton/año de resinas de polipropileno. En 1993 YPF absorbió a PGM en 1994 adquirió Petroken, YPF quedó como principal accionista del polo que mantiene ahora como Repsol-YPF llamado” Centro Industrial Eensenada”. En relación con el plan de futuras inversiones, se halla el incremento de la capacidad de planta a 240.000 ton/año, que incluye la producción de copolímero de alto impacto cuya puesta en marcha está prevista para el año 2002.

21



Polímeros producidos en planta: - POLIPROPILENO

CH2

CH3

CH3

CH

CH

CH2 n

- POLIISOBUTILENO (PIB) 

CH CH CH CH 3 3 3 3 C C CH CH 2 2

n

Bahía Blanca

El Polo Petroquímico de Bahía Blanca se originó en 1968, como un proyecto de la empresa Dow Chemical para producir etileno a partir del etano, pero recién se concretó en 1971 con el nacimiento de la empresa Petroquímica Bahía Blanca (51% capital estatal). Actualmente Dow Chemical y REPSOL-YPF poseen el control de la producción de etileno y polietilenos, y Solvay tiene a su cargo la línea clorada (cloro-soda, VCM y PVC) La elección de Bahía Blanca como punto de localización se basó en varios factores: disponibilidad de gas etano en General Cerri, a 15 km. del complejo, donde confluyen los dos gasoductos Sur y Oeste que provienen de las cuencas Austral y Neuquén, con un pasaje diario de 18 millones de m3 de gas natural, presencia de salinas en las cercanías (el cloruro de sodio es utilizado para la fabricación de PVC), accesibilidad a dos puertos marítimos de importancia, acceso a redes viales y ferroviarias y proximidad a un centro urbano de importancia. Polímeros producidos en el polo: - PVC (POLICLORURO DE VINILO)

Cl

Cl

CH

CH

C H2

- POLIETILENO

CH2

CH2 CH2

n

CH2 CH2 n



Campana - Zárate

El antecedente histórico es la producción de aromáticos por Fábrica Militar de Tolueno Sintético. La región se desarrolla en las décadas del 50 y 60. en los 90 la planta Petrosur en Campana, quedó a cargo de PASA( luego Pecom y actualmente Petrobras Energía). En cuanto a la industria, se destaca la puesta en marcha de la planta de Eastman productora de PET. Polímeros producidos en el polo:

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-POLIESTIRENO (PS) -POLITEREFTALATO DE ETILENO (PET) O

O C

O 

C O

CH2

CH2

Río Tercero

Este sitio reconoce como antecedentes las plantas de FM productoras de amoníaco y ácido nítrico (Fábrica Militar Río Tercero), de Atanor (metanol) y de su subsidiaria Duranor (fenol). Con el cese de la producción de metanol en los 90, Atonor se ha especializado en productos químicos(ácido acético, cloro-soda, agua oxigenada) y herbicidas clorados. 

Plaza Huincul

La disponibilidad de gas natural en Neuquén impulsó el estudio de varios proyectos Petroquímicos en la región. No obstante, recién a fines de los 90 se concreta el primer emprendimiento, cuando YPF instala una planta de metanol de 400000 ton/año. 

Luján de Cuyo

A fines de los 80, a partir de la disponibilidad de propileno existente en la Refinería Luján de Cuyo, Petroquímica Cuyo instaló la primer planta productora de polipropileno en el país. Actualmente cuenta con una capacidad instalada de 100.000 ton/año y está realizando una inversión de más de 10 millones de dólares para llevar su capacidad de producción anual desde las 100 mil hasta las 125 mil toneladas.

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LOCALIZACION DE PETROQUIMICA CUYO La planta industrial esta situada junto a la fuente de materia prima y a 1000 km. del principal mercado procesador de polipropileno, Buenos Aires y sus alrededores, esto ha impulsado a desarrollar un servicio de logística de alta eficiencia, que permite atender entregas dentro de las 24 horas de ingreso del pedido al sistema, en toda la Nación. Del mismo modo, la red logística desarrollada y la ubicación geográfica permite atender embarques internacionales tanto a destinos sobre el Atlántico como sobre el Pacífico, a través de los cercanos puertos chilenos, asegurando una amplia cobertura y buena flexibilidad en la atención del mercado internacional. La principal materia prima de la empresa es una corriente de gas de refinería rica en propileno. Su principal proveedor es Repsol-YPF, que le abastece cerca del 75% de sus necesidades desde su refinería de Luján de Cuyo. El resto, una materia prima de calidad similar, es adquirido a otros productores nacionales (Petrobras Energía, en Puerto General San Martín y Bahía Blanca; y Esso, en Campana), con el costo adicional que ello implica, ya que hay que transportarlo en camión hasta Luján de Cuyo, Mendoza. La limitación en la disponibilidad de materia prima básica como para proyectar el futuro de la compañía en una expansión de capacidad, llevaron a Petroquímica Cuyo a tomar por otro camino: la especialización tecnológica en productos de mayor valor agregado.

PANORAMA LATINOAMERICANO Argentina

Año CapacidadProducción

2000 2001 2002 2003 2004

270000 280000 280000 280000 280000

234376 247996 246681 264577 250718

Import.

32175 29352 17498 34064 40267

Export. Consumo

76668 105725 123369 113672 73170

189883 171623 140810 184969 217815

Brasil


2000 2001 2002 2003 2004

1130000 1150000 1325000 1325000 1425000

847639 831778 890979 1011523 1130186

Import.

67206 82497 80713 82977 64478

Export. Consumo

134100 96370 63942 156070 158179

780745 817905 907750 938430 1036485

Chile


2000 2001 2002

120000 130000 120000

84000 95000 102000

Import.

32592 21403 23086

Export. Consumo

49225 51433 49639

67367 64970 75447

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2003 2004

110000 110000


111000 115000

21143 25648

47550 47686

84593 92962

México


Import.

2000 2001 2002 2003 2004

360015 378142 429567 436161 470534

300000 320000 220000 220000 240000

233477 212157 207000 209902 234475

Export. Consumo

17876 16491 14195 18206 27988

575616 573808 622372 627857 677021

Venezuela


2000 2001 2002 2003 2004

84000 84000 84000 84000 84000

77000 77000 77182 66000 70681

Import.

Export. Consumo

3130 3496 0 1000 10285

10741 5808 14608 1774 1105

69389 74688 62574 65226 79861

Capacidad Instalada Año 2004 México; 240000; 11%

Venezuela; 84000; 4%

Argentina; 280000; 13%

Chile; 110000; 5%

Brasil; 1425000; 67%

Produccion Año 2004 México; 234475; 13%

Venezuela; 70681; 4%


Chile; 115000; 6%

Brasil; 1130186; 63%

25



Importaciones Año 2004 Argentina; 40267; 7% Venezuela; 10285; 2%

Brasil; 64478; 11%

Chile; 25648; 4%

México; 470534; 76%

Exportaciones Año 2004 México; 27988; 9%

Venezuela; 1105; 0%


Chile; 47686; 15%

Brasil; 158179; 52%

Consumo Año 2004 Venezuela; 79861; 3%


México; 627857; 24%

Brasil; 1036485; 39% Chile; 677021; 26%

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EMPRESAS Argentina

Empresa

Ubicación

PETROKEN P.E.S.A. PETROQUÍMICA CUYO

Ensenada - Bs. As. Luján de Cuyo - Mendoza

Capacidad t/a

180000 t/a 100000 t/a

Brasil

Empresa

Ubicación

BRASKEM IPQ POLIBRASIL RESINAS POLIBRASIL RESINAS POLIBRASIL RESINAS

Triunfo - RS Triunfo - RS Camaçari - BA Mauá - SP Duque de Caxias - RJ

Capacidad t/a

650000 150000 125000 300000 200000

t/a t/a t/a t/a t/a

Chile

Empresa

Ubicación

PETROQUIM

Talcahuano - Concepción

Capacidad t/a

110000 t/a

México

Empresa

Ubicación

INDELPRO

Altamira - Tamaulipas

Capacidad t/a

240000 t/a

Venezuela

Empresa

Ubicación

PROPILVEN

El Tablazo - Edo. Zulia

Capacidad t/a

84000 t/a

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA o o o o o o o o o o o

La República Argentina y su industria petroquímica Trabajos anteriores de la cátedra Revista Petroquímica, Petróleo, Gas & Química. www.petroquimica.com.ar Instituto Petroquímico Argentino www.ipqa.org.ar Cámara de la Industria Química y Petroquímica www.ciqyp.org Petroquímica Cuyo . www.cuyonet.com Petroquímica ensenada www.petroken-pesa.com.ar/ Asociación Petroquímica Latinoamericana www.apla.com.ar Cámara Argentina de la industria plástica www.caip.org.ar INDEC www.indec.gov.ar Solvay Indupa www.solvayindupa.com

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Industria Del Polipropileno

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