La materia esta formada por moléculas
que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes
llamadas polímeros.
Los polímeros se producen por la unión
de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas
monómeros que forman enormes cadenas de las formas más
diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. algunas
más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como
redes tridimensionales.
Existen polímeros naturales de gran significación
comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas.
La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas
plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro
polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante
al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro
ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos
de Guayule, son también polímeros naturales importantes.
Sin embargo, la mayor parte de los polímeros
que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos
con propiedades y aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polímeros de
los materiales constituídos por moléculas de tamaño
normal son sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros
tienen una excelente 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.
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 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 (ABS y PVC).
El poliestireno fue obtenido por primera vez en Alemania por la
I.G. Farbenindustrie, en el año 1930. El proceso más
utilizado hoy día para su fabricación es el de "polimerización
en masa", habiendo quedados obsoletos los procesos en emulsión
y en solución.
El producto de la polimerización del estireno
puro se denomina "poliestireno cristal" o "poliestireno
de uso general" (GPPS, siglas en inglés). Es un sólido
transparente, duro y frágil. Es vítreo por debajo
de 100 ºC; por encima de esta temperatura es procesable y puede
dársele múltiples formas
Para mejorar la resistencia mecánica del material,
se añade a veces en la polimerización hasta un 12%
de caucho (casi siempre polibutadieno). El producto resultante se
llama "poliestireno choque" o "poliestireno de alto
impacto" (HIPS, siglas en inglés). Es más fuerte,
no quebradizo y capaz de soportar impactos más violentos
sin romperse; como inconvenientes, su opacidad y su mayor coste.
Recientemente se ha desarrollado una nueva clase
de poliestireno que recibe el nombre de sindiotáctico. Es
diferente porque los grupos fenilo de la cadena polimerica están
unidos alternativamente a ambos lados de la misma. El poliestireno
"normal" o poliestireno atáctico no conserva ningún
orden con respecto al lado de la cadena donde están unidos
los grupos fenilos. El "nuevo" poliestireno es cristalino
y funde a 270 ºC, pero es mucho más costoso. Sólo
se utiliza en aplicaciones especiales de alto valor añadido.
Otro material de esta familia es el "poliestireno
expandido" (EPS, siglas en inglés). Consiste en 95%
de poliestireno y 5% de un gas que forma burbujas que reducen la
densidad del material. Su aplicación principal es como aislante
en construcción y para el embalaje de productos frágiles.
la densidad es de 1.06 g/cm3
Las ventajas principales del poliestireno son su
facilidad de uso y su coste relativamente bajo. Sus principales
desventajas son su baja resistencia a la alta temperatura (PS atáctico)
(se deforma a menos de 100ºC) y su resistencia mecánica
modesta. Estas ventajas y desventajas determinan las aplicaciones
de los distintos tipos de poliestireno.
Hay que tener en cuenta que, además de los
enlaces covalentes que mantienen unidas a las moléculas de
los monómeros, suelen producirse otras interacciones intermoleculares
e intramoleculares que influyen notablemente en las propiedades
físicas del polímero, que son diferentes de las que
presentan las moléculas de partida. El poliestireno, en general,
posee elasticidad, cierta resistencia al ataque químico,
buena resistencia mecánica, térmica y eléctrica
y baja densidad.
El poliestireno es un polímero termoplástico.
En estos polímeros las fuerzas intermoleculares son muy débiles
y al calentar las cadenas pueden moverse unas con relación
a otras y el polímero puede moldearse. Cuando el polímero
se enfría vuelven a establecerse las fuerzas intermoleculares
pero entre átomos diferentes, con lo que cambia la ordenación
de las cadenas.
El Poliestireno Expandido (EPS) se define técnicamente como:
"Material plástico celular y rígido
fabricado a partir del moldeo de perlas preexpandidas de poliestireno
expandible o uno de sus copolímeros, que presenta una estructura
celular cerrada y rellena de aire".
La abreviatura EPS deriva del inglés Expanded
PolyStyrene. Este material es conocido también como Telgopor
o Corcho Blanco.
En 1831 un líquido incoloro, el estireno, fue aislado por
primera vez de una corteza de árbol. Hoy día se obtiene
mayormente a partir del petróleo.
El poliestireno fue sintetizado por primera vez a
nivel industrial en el año 1930. Hacia fines de la década
del 50, la firma BASF (Alemania) por iniciativa del Dr. F. Stastny,
desarrolla e inicia la producción de un nuevo producto: poliestireno
expandible, bajo la marca Styropor. Ese mismo año fue utilizado
como aislante en una construcción dentro de la misma planta
de BASF donde se realizó el descubrimiento. Al cabo de 45
años frente a escribanos y técnicos de distintos institutos
europeos, se levantó parte de ese material, y se lo sometió
a todas las pruebas y verificaciones posibles. La conclusión
fue que el material después de 45 años de utilizado
mantenía todas y cada una de sus propiedades intactas.
Densidad
Los productos y artículos terminados en poliestireno expandido
se caracterizan por ser extraordinariamente ligeros aunque resistentes
Color
El color natural de poliestireno expandido es blanco, esto se debe
a la refracción de la luz.
Resistencia mecánica
La densidad del material guarda una estrecha relación con
las propiedades de resistencia mecánica. Los gráficos
a continuación muestran los valores alcanzados sobre estas
propiedades en función de la densidad aparente de los materiales
de poliestireno expandido.
Aislamiento térmico
Los productos y materiales de poliestireno expandido presentan una
excelente capacidad de aislamiento térmico. De hecho, muchas
de sus aplicaciones están directamente relacionadas con esta
propiedad: por ejemplo cuando se utiliza como material aislante
de los diferentes cerramientos de los edificios o en el campo del
envase y embalaje de alimentos frescos y perecederos como por ejemplo
las cajas de pescado.
Esta buena capacidad de aislamiento térmico se debe a la
propia estructura del material que esencialmente consiste en aire
ocluido dentro de una estructura celular conformada por el poliestireno.
Aproximadamente un 98% del volumen del material es aire y únicamente
un 2% materia sólida (poliestireno), siendo el aire en reposo
es un excelente aislante térmico.
La capacidad de aislamiento térmico de un material está
definida por su coeficiente de conductividad térmica que
en el caso de los productos de EPS varía, al igual que las
propiedades mecánicas, con la densidad aparente.
Comportamiento frente al
agua y vapor de agua
El poliestireno expandido no es higroscópico, a diferencia
de lo que sucede con otros materiales del sector del aislamiento
y embalaje. Incluso sumergiendo el material completamente en agua
los niveles de absorción son mínimos con valores oscilando
entre el 1% y el 3% en volumen (ensayo por inmersión después
de 28 días).
Al contrario de lo que sucede con el agua en estado líquido
el vapor de agua sí puede difundirse en el interior de la
estructura celular del EPS cuando entre ambos lados del material
se establece un gradiente de presiones y temperaturas.
Estabilidad dimensional
Los productos de EPS, como todos los materiales, están sometidos
a variaciones dimensionales debidas a la influencia térmica.
Estas variaciones se evalúan a través del coeficiente
de dilatación térmica que, para los productos de EPS,
es independiente de la densidad y se sitúa en los valores
que oscilan en el intervalo 5-7 x 10 -5 K -1 , es decir entre 0,05
y 0,07 mm. por metro de longitud y grado Kelvin.
A modo de ejemplo una plancha de aislamiento térmico de poliestireno
expandido de 2 metros de longitud y sometida a un salto térmico
de 20ºC experimentará una variación en su longitud
de 2 a 2,8 mm .
Estabilidad frente a la temperatura
Además de los fenómenos de cambios dimensionales por
efecto de la variación de temperatura descritos anteriormente
el poliestireno expandido puede sufrir variaciones o alteraciones
por efecto de la acción térmica.
El rango de temperaturas en el que este material puede utilizarse
con total seguridad sin que sus propiedades se vean afectadas no
tiene limitación alguna por el extremo inferior (excepto
las variaciones dimensionales por contracción). Con respecto
al extremo superior el límite de temperaturas de uso se sitúa
alrededor de los 100ºC para acciones de corta duración,
y alrededor de los 80ºC para acciones continuadas y con el
material sometido a una carga de 20 kPa.
Comportamiento frente a factores
atmosféricos
La radiación ultravioleta es prácticamente es el único
factor que reviste importancia. Bajo la acción prolongada
de la luz UV, la superficie del EPS se torna amarillenta y se vuelve
frágil, de manera que la lluvia y el viento logran erosionarla.
Dichos efectos pueden evitarse con medidas sencillas, en las aplicaciones
de construcción con pinturas, revestimientos y recubrimientos.
El PET es un tipo de materia prima plástica
derivada del petróleo, correspondiendo su fórmula
a la de un poliéster aromático. Su denominación
técnica es Polietilén Tereftalato o Politereftalato
de etileno. Empezó a ser utilizado como materia prima en
fibras para la industria textil y la producción de films
El PET (Poli Etilén Tereftalato) perteneciente
al grupo de los materiales sintéticos denominados poliésteres,
fue descubierto por los científicos británicos Whinfield
y Dickson, en el año 1941, quienes lo patentaron como polímero
para la fabricación de fibras. Se debe recordar que su país
estaba en plena guerra y existía una apremiante necesidad
de buscar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto.
Recién a partir de 1946 se lo empezó a utilizar industrialmente
como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952
se lo comenzó a emplear en forma de film para el envasamiento
de alimentos. Pero la aplicación que le significó
su principal mercado fue en envases rígidos, a partir de
1976; pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud para el
embotellado de bebidas carbonatadas.
Es el polímero para el cual los fabricantes
de máquinas internacionales han dedicado el mayor esfuerzo
técnico y comercial. Efectivamente, los constructores han
diseñado ex profeso y con inversiones cuantiosas, equipos
y líneas completas perfectamente adaptadas a los parámetros
de transformación del PET, cuya disponibilidad accesesible
a todos los embotelladores, unida a la adecuada comercialización
de la materia prima, permitió la expansión de su uso
en todo el mundo.
- Procesable por soplado, inyección, extrusión.
Apto para producir frascos, botellas, películas, láminas,
planchas y piezas.
- Transparencia y brillo con efecto lupa.
- Excelentes propiedades mecánicas.
- Barrera de los gases.
- Biorientable-cristalizable.
- Esterilizable por gamma y óxido de etileno.
- Costo/ performance.
- Ranqueado N°1 en reciclado.
- Liviano.
Propiedades únicas
Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto,
termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite
cocción en microondas.
Costo/Performance
El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros
polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.
Disponibilidad
Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y
Sudáfrica.
Reciclado
El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como
RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases
para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas
en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura
la esterilización del producto.
Biorientación
Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización
de espesores.
Cristalización
Permite lograr resistencia térmica para utilizar bandejas
termoformadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción.
Esterilización
El PET resiste esterilización química con óxido
de etileno y radiación gamma
Alternativas ecológicas
- Retornabilidad
- Reuso de molienda
- Fibras
- Polioles para poliuretanos
- Poliésteres no saturados
- Envases no alimenticios
- Alcohólisis/ Metanólisis
- Incineración
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