Poliolefinas de SSC
Termoplàsticos > ► Vinilicos > ► Poliolefinas
Poliolefinas de SSC
El desarrollo y la comercialización de poliolefinas a partir de SSC comenzó a principios de la década de 1990. La comercialización de productos a base de metaloceno en los años 90, incluía copolímeros de etileno/α-olefina e iPP. Las poliolefinas SSC generalmente se caracterizan por una menor densidad y otras características únicas que mejoran la procesabilidad y el rendimiento físico y mecánico. Tales características incluyen distribuciones de peso molecular estrechas, ramificación de cadena larga, distribuciones de composición estrechas y estructura en bloques. En comparación con las tecnologías de generaciones anteriores, las poliolefinas SSC son relativamente simples y los catalizadores son más predecibles, lo que permite el diseño de productos de poliolefina hechos a medida mediante el uso de un enfoque de arquitectura molecular y modelos económicos. Los sistemas SSC permiten la síntesis de poliolefinas modernas con microestructuras a medida, control de la morfología y propiedades isotácticas/sindiotácticas, hemiisotácticas e isotácticas-atácticas controladas. Los PB y los copolímeros en bloque también se generan dentro del proceso de polimerización. La fabricación de poliolefinas SSC ahora ha alcanzado un alto nivel de optimización tecnológica que da como resultado procesos de bajo consumo de energía y propiedades mejoradas del polímero. El tamaño del mercado global de polímeros SSC es modesto, pero encuentran aplicaciones de alto rendimiento en empaques especiales y de alimentos, aplicaciones de alambres y cables (aislamiento de cables flexibles de bajo voltaje/revestimiento de alto voltaje), mangueras, tubos, burletes, juntas, espumas, selladores, fibras para alfombras, fibras y películas elásticas, cinturones, calzado, así como aplicaciones de indumentaria como trajes de baño, camisas antiarrugas, telas tejidas, mezclillas y otros productos duraderos. Además, las poliolefinas termoplásticas (TPO), producidas con sistemas SSC, han reemplazado a los plásticos de ingeniería en aplicaciones automotrices interiores y exteriores, como parachoques, revestimientos, presas de aire y paneles de instrumentos debido a un escenario de costo/rendimiento superior.
Polietilenos SSC
Los metalocenos se han utilizado con mayor éxito en la producción de LLDPE desde que la tecnología de producción estuvo operativa comercialmente en 1991. El LLDPE es un copolímero de etileno y α-olefinas. Mientras que la copolimerización de etileno y α-olefinas utilizando catalizadores Ziegler-Natta convencionales da como resultado una disposición isotáctica de los bloques de α-olefina, con SSC, la estereoquímica del polímero varía en toda la gama de posibles microestructuras que involucran sindiotácticas, atácticas e isotácticas. En general, los polietilenos producidos por catalizadores de metaloceno se caracterizan por distribuciones de peso molecular estrechas (Mw/Mn = 2–2,5). La uniformidad de las especies activas en SSC permite la uniformidad de las propiedades físicas de las poliolefinas. Las ventajas sobre los catalizadores Ziegler-Natta convencionales incluyen (1) mayor actividad, (2) incorporación uniforme de comonómeros, (3) distribución de peso molecular estrecha, (4) alta capacidad para incorporar comonómeros estéricamente exigentes y (5) la posibilidad de controlar distribución de comonómeros en la cadena polimérica a partir de estructuras alternas o aleatorias o en bloques a través de una selección juiciosa de SSC. La ausencia de moléculas de bajo peso molecular y alto contenido de comonómero en LLDPE da como resultado extraíbles bajos, lo que permite aplicaciones en los sectores médico y de envasado de alimentos. En el LLDPE convencional, la fracción de alto peso molecular y bajo contenido de comonómero tiene una temperatura de cristalización significativamente mayor que la de las fracciones que contienen más unidades de comonómero, y estas últimas cadenas forman los núcleos para la cristalización. Esta nucleación heterogénea conduce a la formación de láminas gruesas con un mínimo de moléculas de enlace.
Polipropileno SSC
El hecho de que la producción de LLDPE fuera superior a la de PP puede atribuirse a las dificultades que los catalizadores SSC tuvieron al principio para competir con los catalizadores Ziegler-Natta. No obstante, las propiedades de SSC PP en términos de isoespecificidad, masa molecular y microestructura personalizada representan una ventaja significativa para SSC PP. Las SSC de metaloceno altamente estereoselectivas producen PP altamente cristalinos y rígidos. Estos polímeros exhiben una rigidez que es un 25-30 % superior a la del PP convencional, esencialmente equivalente a los PP reforzados. Los paquetes fabricados con estos PP tienen espesores de pared reducidos, son más fáciles de reciclar y muestran una mayor resistencia al impacto, resistencia al calor, menor densidad y estabilidad de por vida. Si bien Ziegler-Natta y SSC podrían generar iPP en cantidades apreciables, SSC solo puede generar sPP en cantidades apreciables. La adaptación de la microestructura del polímero mediante la elección del SSC apropiado ha mejorado la penetración en el mercado de iPP, sPP, así como del aPP de alto peso molecular. El término estereoespecificidad no se refiere al aPP extraíble, lo que contribuye al hecho de que el iPP convencional siempre tiene un punto de fusión de 160 a 165°C. Los metalocenos de última generación están soportados sobre sílice tratada con MAO. Con estos polvos catalizadores de flotación libre, el control de la morfología de las partículas de polímero es posible y podría coincidir con los sistemas convencionales con diámetros de partículas de varios cientos de milímetros con una distribución estrecha del tamaño de las partículas y densidades aparentes superiores a 0,45 g/cm3. Con una elección adecuada del metaloceno, es posible preparar iPP con pesos moleculares que oscilan entre 10.000 y 70.000 g/mol y con puntos de fusión que oscilan entre 140°C y 160°C. Con los catalizadores convencionales, la degradación del polímero o del hidrógeno se utiliza para controlar el peso molecular, mientras que el punto de fusión se controla mediante la adición de un comonómero.