La fabricación del polímero en general implica cuatro pasos básicos: 1.- Obtención de las materias primas. 2.- Síntesis del polímero básico. 3.- Obtención del polímero como un producto utilizable utili zable industrialmente. 4.- Moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitia.
1. Obtención de materia prima.!n un principio" la ma#oría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de ori$en e$etal" como la celulosa %del al$odón&" el furfural %de la cáscara de la aena&" aceites de semillas # deriados del almidón o del carbón" la ma#oría de los plásticos se elaboran ho# con deriados del petróleo. 'as materias primas deriadas del petróleo son tan baratas como abundantes. (o obstante" dado )ue )ue las las e*is e*iste tenc ncia iass mund mundia iale less de petr petról óleo eo tien tienen en un lími límite te"" se está están n inesti$ando otras fuentes de materias primas" como la $asificación del carbón.
2. Síntesis del polímero básico.!l primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. +omo se comentaba anteriormente" los dos m,todos básicos de polimerización son las reacciones de condensación # las de adición. !stos m,todos pueden llearse a cabo de arias maneras. !n la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero" por lo $eneral en una fase $aseosa o lí)uida" si bien se realizan tambi,n al$unas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión )ue se coa$ula se$uidamente. !n la polime polimeriz rizaci ación ón por interf interfase ase los monóme monómeros ros se disuel disuele en n en dos lí)uid lí)uidos os inmiscibles # la polimerización tiene lu$ar en la interfase entre los dos lí)uidos l í)uidos ara iniciar esta reacción el monómero se lo coloca en un reactor unto con un catalizador # un disolente
3. Obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente.+on frecuencia se utilizan aditios )uímicos para conse$uir una propiedad dete determ rmin inad ada. a. or or eem eempl plo" o" los los anti antio* o*id idan ante tess prot prote$ e$en en el polí políme mero ro de de$radaciones )uímicas causadas por el o*í$eno o el ozono. /e una forma parecida" los estabilizadores lo prote$en de la intemperie. 'os plastificantes producen un polímero más fle*ible" los lubricantes reducen la fricción # los pi$mentos colorean los plásticos. 0l$unas sustancias i$nífu$as # antiestáticas se utilizan tambi,n como aditios. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto" lo )ue implica la adición de al$n material de refuerzo %normalmente fibras de idrio o de carbono& a la matriz de la resina plástica. 'os materiales compuestos tienen la resistencia # la estabilidad de los metales" pero por lo $eneral son más li$eros. 'as espumas plásticas" compuestas de plás plástitico co # $as" $as" prop propor orci cion onan an una una masa masa de $ran $ran tama tamao o pero pero mu# mu# li$e li$era ra.. !ntre los más importantes aditios tenemos los si$uientes
. !oldeo o deformación del polímero "asta su forma definiti#a.'as t,cnicas empleadas para conse$uir la forma final # el acabado de los plásticos dependen de tres factores tiempo" temperatura # deformación. 'a naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica" si bien al$unos pueden clasificarse como continuos o semicontínuos. !*isten arias t,cnicas para poder moldear a un polímero las principales son las si$uientes
!*trusión
!ste es un proceso continuo para la fabricación de materiales de sección constante tales como tubos" perfiles" films" planchas" etc. !l materiales forzado mediante un tornillo $iratorio a tra,s de una apertura de forma específica %dado o cabezal& )ue $uarda al$una relación con la forma del producto )ue se desea obtener. !n la e*trusión conencional %con plastificación del material& el material in$resa a la e*trusora en el estado sólido %$ránulos" polo o reciclado&" lue$o es plastificado" # finalmente es dosificado de manera constante hacia el dado de e*trusión. /ependiendo del producto" diferentes operaciones son realizadas lue$o )ue el preformado sale del dado.
5n#ección
!l moldeo por in#ección es uno de los procesos más comunes para la manufactura de artículos plásticos. !l material es alimentado a una má)uina llamada in#ectora" la cual lo plastifica # lue$o lo in#ecta mediante el desplazamiento positio de un tornillo reciprocante" en una caidad cerrada llamada molde. !l molde presenta la forma del artículo )ue se desea obtener6. !l artículo plástico se solidifica en el molde # lue$o es retirado. !ste es un proceso de fabricación para producción en masa debido al alto costo de los moldes.
Soplado
!l moldeo por soplado es un medio de producir obetos huecos con una sola apertura de menor tamao )ue el diámetro ma#or del obeto" como por eemplo botellas. !ste proceso se desarrolló a partir del soplado de botellas de idrio" # en la ma#oría de los casos se fabrica primero un tubo sellado por un lado" )ue es lue$o soplado dentro de un molde con la forma del obeto )ue se desea obtener. Si el tubo" llamado tambi,n 7parison7" es fabricado por e*trusión el proceso se denomina soplado por e*trusión o e*trusión-soplado. Si en ez de e*truir un tubo se in#ecta un preformado en forma de un tubo de ensa#o" # lue$o se calienta" estira" # sopla" este proceso se denomina soplado por in#ección o in#ección soplado. !ste ltimo proceso se desarrolló para aproechar las propiedades de estiramiento del poli,ster termoplástico %!8 o poleth#lene terephtalate& # es el m,todo conencional para fabricar las botellas de bebidas $aseosas # a$uas carbonatadas.
9otacional
!ste proceso es empleado cuando se desea fabricar films # láminas de plástico:. Se hace pasar la materia prima a tra,s de una combinación de rodillos calientes. ;sualmente se emplean combinaciones de cuatro rodillos con tres pasos de material. 'a ma#or aplicación del calandrado se encuentra en la producción de films # láminas de <+" #a )ue el ries$o de de$radación t,rmica se reduce considerablemente" frente al encontrado en la e*trusión de láminas de <+.
+ompresión
!n el termoformado una lámina de plástico es calentada hasta ablandarse. or medio de presión e*terna o acío" la lámina es estirada # conformada adhiri,ndola a un molde para )ue tome la forma de ,ste. 'a lámina deformada lue$o es enfriada en el molde. Mediante este proceso es posible fabricar una $ran cantidad de formas huecas" como paneles para automóiles # aiones" embalaes" entre otros. 'os moldes pueden ser positios o ne$atios. 'os materiales más usados en el termo formado son polímeros amorfos #a )ue poseen un ran$o de ablandamiento más amplio )ue los polímeros semicristalinos" aun)ue ltimamente se ha estado usando cada ez más polímeros semicristalinos" especialmente . 'a elección de la t,cnica dependerá de )ue clase se molde se deseara obtener. Má)uina de e*trusión
Má)uina de in#ección
9O+!SO /! O=8!(+5O( >0=95+0+5O( /! 'OS O'5M!9OS M?S +OM;(!S
O$%&'()*' +& ,OL)&%)L&'O
or lo $eneral" todos los polietilenos poseen propiedades el,ctricas e*celentes" una resistencia inmeorable a los disolentes or$ánicos # a compuestos )uímicos. Son materiales translcidos" de peso li$ero" resistente # fle *ible.
,OL)&%)L&'O +& $ +&'S)++ /L+,&0 ,roceso de Obtención !l '/! se produce por polimerización del etileno a tra,s de radicales libres # a presión # temperatura eleadas. 'as temperaturas arían de 1:@ a 3@@A+. 'as presiones abarcan desde 1@3 a 34: Ma. !l proceso de polimerización conllea tres pasos básicos iniciación" propa$ación # terminación. arias familias de polímeros %de baa densidad" de baa densidad lineal # de alta densidad&" cada uno con características mu# diferentes de comportamiento # cualidades t,cnicas.
,OL)&%)L&'O L)'&L +& $ +&'S)++ /LL+,&0 ,roceso de Obtención !l proceso básico de polimerización re)uiere de la copolimerización del etileno # el monómero de elección %B-olefina& usando un catalizador. 'as presiones # temperaturas del reactor arían dependiendo del proceso empleado. 8anto el tipo de comonómero como el proceso de producción afectan las propiedades físicas de la resina.
,OL)&%)L&'O +& L% +&'S)++ /+,&0 ,roceso de Obtención !l C/! se manufactura mediante un proceso a baa presión. or comparación" el polietileno de baa densidad %C/!& se manufactura mediante un proceso a alta presión. 'a presión en la fabricación del C/! está por debao de 14 Ma. !n muchos casos" está por debao de D Ma. Ca# tres procesos comerciales importantes usados en la polimerización del C/! los procesos en disolución" en suspensión # en fase $aseosa.
!todo de obtención 'as materias primas de las )ue deria el <+ son el petróleo # el cloruro de sodio" más conocido como sal comn. or electrólisis" de la sal se obtienen cloro # sodio en proporciones fias !structuralmente" el <+ es un polimero inilico. !s producido por medio de una polimerizacion por radicales libres del cloruro de inilo. ara )ue se realice la polimerización" se han de introducir el monómero de cloruro de inilo" a$ua # productos de adición particulares" tales como 7catalizadores7 o aceleradores de reacción" emulsionantes" dispersantes etc." bao la acción combinada del calor # del moimiento mecánico. !stos in$redientes además deberán a a#udar a controlar la reacción de
polimerización )ue es fuertemente e*ot,rmica para así eitar la de$radación del <+.
,OL),O,)L&'O 0un)ue los procesos comerciales de obtención del polipropileno son ariados" se les puede clasificar" dependiendo del medio de reacción # de la temperatura de operación" en tres tipos •
rocesos en solución
•
rocesos en suspensión
•
rocesos en fase $as !n la actualidad muchas de las nueas unidades de producción incorporan procesos híbridos" en los )ue se combina un reactor )ue opera en suspensión con otro )ue opera en fase $as.
,OL)&S%)&'O Obtención !l poliestireno es un polímero )ue se obtiene por un proceso denominado polimerización" )ue consiste en la unión de muchas mol,culas pe)ueas para lo$rar mol,culas mu# $randes. 'a sustancia obtenida es un polímero # los compuestos sencillos de los )ue se obtienen se llaman monómeros. !l monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno%vinilbenceno): (4 5 6 ( 7 (2
