Polipropileno PP
Polipropileno Compound
El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de las poliolefinas. Se puede comparar en cierto modo con el polietileno de alta densidad y es de fabricación similar. El Polipropileno tiene una dureza y una resistencia térmica superiores a las del Polietileno de alta densidad pero una resistencia al impacto inferior.
Polimorfismo
El polipropileno puede existir en diferentes formas morfológicas, dependiendo de la tacticidad de la resina y las condiciones de cristalización, como la presión, la temperatura y la velocidad de enfriamiento. Pueden coexistir diferentes formas, y una forma polimórfica puede cambiar a otra a medida que cambian las condiciones.
Forma α (alfa) de polipropileno isotáctico
Las cadenas de polímeros en la forma α del polipropileno isotáctico forman una estructura helicoidal en una célula unitaria monoclínica.
Forma β (beta) de polipropileno isotáctico
La forma β del polipropileno isotáctico tiene una estructura celular unitaria hexagonal, con más desorden que la forma alfa.
Forma γ (gamma) de polipropileno isotáctico
Inicialmente se consideró que la forma γ del polipropileno isotáctico tenía una célula unitaria triclínica con dimensiones similares a la forma alfa, pero la estructura cristalina se reasignó recientemente como una célula unitaria ortorrómbica con láminas cruzadas no paralelas.
Polipropileno mesomórfico
La forma mesomórfica o esméctica del polipropileno es una fase no cristalina, intermedia en orden entre las formas cristalina y amorfa.
Polipropileno amorfo
En el polipropileno atáctico, con su estructura molecular aleatoria, las moléculas no pueden cristalizar en una forma ordenada, y se forma un polímero con baja cristalinidad. Los polímeros de baja cristalinidad consisten en regiones cristalinas ordenadas rodeadas de material amorfo desordenado, similar a un espagueti, con cadenas de polímero enredadas.
Polipropileno homopolimero
Definición:
Es un polímero termoplástico que 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.
Isotáctico
La distribución regular de los grupos metilo le otorga una alta cristalinidad entre 70 y 85%, gran resistencia mecánica y gran tenacidad. Es el tipo más utilizado hoy día en inyección de piezas (tapa-roscas, juguetes, contenedores, etc.) y en extrusión de película plana para fabricar rafia o como papel de envoltura, sustituto del celofán.
Atáctico
Material de propileno que polimeriza dejando los metilos laterales espacialmente en desorden tal como se muestra en la figura. Este polímero tiene una "pegajosidad" tal que permite adherirse en superficies aun en presencia de polvo, por lo cual se utiliza como una goma en papeles adheribles, o como base para los adhesivos en fundido ("hot melt" o barras de "silicon").
Sindiotáctico
Muy poco cristalino, teniendo los grupos metilos acomodados en forma alterna, lo cual le hace ser más elástico que el PP isotáctico pero también menos resistente.
Propiedades:
Dentro de las características podemos mencionar:
- Presenta alta resistencia a la temperatura
- Puede esterilizarse por medio de rayos gamma y óxido de etileno
- Tiene buena resistencia a los ácidos y bases a temperaturas debajo de 80°C
- Los solventes orgánicos lo pueden disolver a temperatura ambiente.
- Posee buenas propiedades dieléctricas
- Su resistencia a la tensión es excelente en combinación con la elongación
- Su resistencia al impacto es buena a temperatura ambiente, pero a temperaturas debajo de 0°C se vuelve frágil y quebradizo
Aplicaciones:
El Polipropileno Homopolímero tiene las siguientes aplicaciones principalmente:
- Película
- Rafia
- Productos Médicos
- Sector de Consumo
- Electrodomésticos
- Automotriz
Polipropileno copolimero
Definición:
Es un polímero termoplástico que 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. Se producen mediante un sistema de reactores en cascada. 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.
Propiedades:
- Presenta excelente resistencia a bajas temperaturas
- Es más flexible que el tipo Homopolímero,
Su resistencia al impacto es mucho mayor que el Homopolímero y aumenta si se modifica con hule EPDM, incrementando también su resistencia a la tensión al igual que su elongación; sin embargo, la resistencia química es inferior que el Homopolímero, debilidad que sé acentuá a temperaturas elevadas.
Aplicaciones:
El Polipropileno Copolímero Impacto se utiliza en los siguientes sectores:
- Sector de Consumo (Tubos, perfiles, juguetes, recipientes para alimentos, cajas, hieleras, etc.)
- Automotriz (Acumuladores, tableros, etc.)
Electrodomésticos (Cafeteras, carcazas, etc.)
Grados:
Al añadir entre un 5 y un 30% de etileno en la polimerización se obtiene un copolímero que posee mayor resistencia al impacto que el PP homopolímero. Existen, a su vez, dos tipos:
Copolímero estadístico. El etileno y el propileno se introducen a la vez en un mismo reactor, resultando cadenas de polímero en las que ambos monómeros se alternan de manera aleatoria.
Copolímero en bloques. En este caso primero se lleva a cabo la polimerización del propileno en un reactor y luego, en otro reactor, se añade etileno que polimeriza sobre el PP ya formado, obteniéndose así cadenas con bloques homogéneos de PP y PE. La resistencia al impacto de estos copolímeros es muy alta, por lo que se les conoce como PP impacto o PP choque
Modificaciones:
Material de refuerzo y aditivos funcionales.
- Fibra de vídrio.
- Fibra de carbono.
- Cargas minerales, Talco,Carbonato de calcio,Wollastonite,Mica.
- Fibra de vidrio/Cargas minerales
- Grafito.
- Sulfuro de molibdeno.
- Carbón Black.
- Modificato impacto
- Se pueden obtener productos ignífugos con aditivos halogenados, fósforo rojo, aditivos exentos halógenos.
- UV stabilizado
- Tailor made
Mezclas de polipropileno
Mezclas de PP-I y, e. g., metacrilato de metilo o estireno se producen mediante mezcla reactiva. Tienen las siguientes ventajas: baja densidad (0,91-0,96 g / cm3), resistencia a la intemperie, resistencia al rayado, poca contracción del procesamiento (poca deformación) y absorción de humedad. Los compuestos con 3–6% de resinas de hidrocarburos, por ejemplo, diciclopentadieno hidrogenado (DCPD), aumentan la temperatura de transición vítrea de las películas de PP y por lo tanto, el módulo de elasticidad hasta en un 50%, mientras reducen la permeabilidad al vapor de agua en hasta al 30%
Aditivos
Los aditivos, como los agentes nucleantes, causan una estructura de esferulita más fina y, por lo tanto, mayor transparencia y flexibilidad, pero también reducen la rigidez y disminuyen el punto de distorsión térmica. La adición de peróxidos en polvo durante la composición o el procesamiento crea radicales que separan el hidrógeno de la cadena molecular, lo que conduce a una distribución de peso molecular más estrecha (PP-CR). Esto reduce la viscosidad del fundido y facilita el procesamiento. Debido a que los iones de cobre catalizan la termooxidación, el PP debe estabilizarse adecuadamente para aplicaciones como el aislamiento de cables de cobre. Las aplicaciones en lavadoras requieren estabilización contra soluciones alcalinas y envejecimiento por calor. El trióxido de antimonio en combinación con compuestos halógenos y ésteres de ácido fosfórico son ignífugos (HB a V 0 según UL 94). Los grados adecuados para el revestimiento contienen pigmentos que causan superficies finamente agrietadas, que a su vez aumentan la adhesión de la primera capa de metal durante el revestimiento. El negro de carbón se usa para estabilizar el clima; Para aplicaciones coloreadas, se utilizan aminas. Los grados modificados con mayor estabilidad de fusión se utilizan para extrusión y moldeo por soplado.
Estabilización de polipropileno
Debido a la presencia de átomos de carbono terciarios que se producen alternativamente en la cadena principal de la cadena, el propileno es particularmente susceptible a la oxidación a temperaturas elevadas. Dado que el polipropileno se procesa normalmente a temperaturas entre 220 y 280 ° C, se degradará en estas condiciones (para formar productos de menor peso molecular) a menos que se estabilice lo suficiente antes de que llegue al procesador. Los antioxidantes se agregan al menos parcialmente durante el proceso de fabricación y al menos durante la paletización. Los sistemas antioxidantes en uso técnico están compuestos por estabilizadores de procesamiento, estabilizadores térmicos a largo plazo, estearato de calcio o zinc y sinergistas si es necesario. Estabilizadores de procesamiento típicos para polipropileno e hidroxitolueno butilado (BHT) como antioxidante primario y fosfatos y fosfonatos como antioxidantes secundarios. Ejemplos de estos últimos que se usan comúnmente son: tetrakis- (2,4-di-terc-butil-fenil) -4-4′-bisfenililendifosfonito, diestearilpentaeritritil-difosfonito, tris- (nonilfenil) -fosfito, tris- (2, 4-di-terc-butil-fenil) fosfito y bis (2,4-di-terc-butil-fenil) -pentaeritritil-difosfito. En polipropilenos comerciales, los compuestos de fósforo siempre se usan junto con un fenol impedido estéricamente. Los compuestos son comúnmente agregado en concentraciones entre 0.05 y 0.25%. Los estabilizadores térmicos a largo plazo más importantes para el polipropileno son los fenoles de peso molecular medio (300–600) y especialmente alto (600–1,200), que se usan frecuentemente junto con tioéteres como sinergistas, por ejemplo, tiodipropionato de dilaurilo (DLTDP) o diestearilo. tiodipropionato (DSTDP) o dioctadecil disulfuro.
Establecimiento a la luz de polipropileno
Para la estabilización a la luz del polipropileno, se utilizan principalmente representantes de las siguientes clases de estabilizadores: 2-(2'-hidroxifenil) -benzotriazoles, 2-hidroxi-4-alcoxibenzofenonas, estabilizadores a la luz que contienen níquel, 3,5-di-terc- butil-4-hidroxibenzoatos, así como aminas estéricamente impedidas (HALS). Los estabilizadores de luz que contienen níquel se usan exclusivamente en secciones delgadas, como películas y cintas, mientras que todas las demás clases se pueden usar en secciones finas y gruesas, aunque los absorbentes de UV tienen una eficacia limitada en la sección delgada. Los aditivos que contienen níquel también se usan como "colorantes" porque permiten la tinción e impresión de fibras de polipropileno con colorantes susceptibles de formar complejos con metales.
"PP-RCT (Polipropileno - Estructura cristalina aleatoria Resistencia a la temperatura)"
La definición del PP-RCT por ISO15874-1: PP-RCT comprende copolímeros termoplásticos de propileno al azar que no contengan más del 50% de otro(s) monómero(s) olefínico(s), ni de otro grupo funcional distinto del grupo olefínico, copolimeralizado con propileno. Copolímero aleatorio de polipropileno (copolímero aleatorio PP). El copolímero aleatorio de polipropileno es un tipo de polipropileno más flexible y transparente. Ofrece buenas propiedades térmicas y mecánicas y resistencia química junto con transparencia. Se usa comúnmente en envases, textiles, artículos de papelería, piezas de plástico y contenedores reutilizables, equipos de laboratorio, componentes automotrices y billetes de polímero, se usan ampliamente como una capa superficial en aplicaciones de extrusión para envases flexibles y en bienes de consumo moldeados por inyección debido a sus excelentes propiedades ópticas.
Propriedades
Copolímeros aleatorios (RACO)
Los copolímeros aleatorios se obtienen mediante la modificación de la cadena de polipropileno mediante la adición de pequeñas cantidades de comonómero, lo que da como resultado propiedades modificadas en comparación con polipropileno homopolimero. Los copolímeros aleatorios proporcionan propiedades ópticas significativamente mejoradas (turbidez y brillo), características de sellado en caliente mejoradas, así como un rendimiento de impacto mejorado. Las resinas RACO PP muestran una buena resistencia química contra la mayoría de los ácidos inorgánicos, álcalis y sales, así como una buena resistencia al agrietamiento por estrés ambiental.
Caracteristicas
- Es adecuado entre. 20 ° C y +95 ° C (debe considerarse en el punto de congelación del fluido en el aislamiento)
- No tóxico y reciclable
- Alta resistencia a los productos químicos
- Superficie interna brillante y lisa
- El color, el olor y el sabor del agua no cambian
- Proporciona aislamiento térmico y acústico
- alta claridad y alta transparencia
- Baja densidad (0.9 g / cm3)
- Excelente reproducción de la superficie del molde.
- Versátil (procesado de muchas maneras)
- Fácilmente coloreado
- Modificado fácilmente
- Buena barrera de vapor de agua
- Excelente resistencia química
- Capaz de ser reciclado
Características de los copolímeros aleatorios
Debido a la menor cristalinidad, los copolímeros aleatorios tienen puntos de fusión y gravedad específica más bajos que los homopolímeros. Los puntos de fusión pueden ser tan bajos como 120°C) con un 7% de comonómero de etileno insertado en unidades individuales. Las inserciones múltiples de etileno no contribuyen significativamente a los cambios en el punto de fusión. La gravedad específica del copolímero aleatorio es ligeramente más baja que la del homopolímero, desde 0.89 – 0.90. Los puntos de fusión más bajos dan como resultado una distorsión térmica más baja (63–96°C a 0,45 MPa; 66 psi) y temperaturas de reblandecimiento (las temperaturas de reblandecimiento en polipropileno varían de 140–155°C), y las temperaturas de sellado térmico más bajas hacen que los copolímeros aleatorios sean útiles en películas termosellables. Las temperaturas de transición vítrea de los copolímeros aleatorios son generalmente más bajas que las de los homopolímeros, dependiendo del tipo, la cantidad y la distribución del copolímero. Reduce la cristalinidad y aumenta cantidades de material amorfo, además de temperaturas de transición vítrea más bajas, dan como resultado una resistencia al impacto algo mayor en copolímeros aleatorios. La resistencia al impacto de Gardner de un copolímero aleatorio con 3% de etileno es de aproximadamente 28 J (250 in.-lb.), mientras que la de un homopolímero típico es de aproximadamente 11 J (100 in.-lb.). La resistencia al impacto a temperaturas más bajas aumenta en copolímeros aleatorios; La resistencia moderada al impacto se retiene a temperaturas tan bajas como 0°C, con una utilidad limitada a –20°C.
Polimerización
Los copolímeros aleatorios se producen al agregar el comonómero, etileno o, menos comúnmente, 1-buteno o 1-hexeno, al reactor durante la reacción de polimerización. El comonómero sustituye al propileno en la cadena de polímero en crecimiento. Las inserciones se distribuyen aleatoria o estadísticamente a lo largo de la cadena y pueden consistir en monómeros individuales, o monómeros múltiples (dos o más moléculas de etileno secuenciales a lo largo de la cadena de polímero). Los copolímeros aleatorios generalmente contienen 1–7% en peso de etileno, con 75% simple y 25% múltiple inserciones. En la práctica, dependiendo del catalizador, las condiciones de polimerización y la reactividad del comonómero en comparación con el propileno, los copolímeros aleatorios pueden volverse algo bloqueantes, con algunas regiones de la cadena de polímero que contienen solo unidades de polipropileno y otras regiones que contienen solo comonómero. La estructura de los copolímeros aleatorios es similar al polipropileno isotáctico, pero la disposición regular y repetitiva de los átomos se ve alterada aleatoriamente por la presencia de unidades de comonómero. El efecto es similar al del aumento de la atacticidad. La cristalinidad se reduce y la movilidad de la cadena de polímero aumenta debido a una menor interacción estérica de los grupos metilo colgantes de polipropileno
La resistencia a la cristalinidad se retiene a temperaturas tan bajas como 0 ° C (32 ° F), con una utilidad limitada a –20 ° C (–4 ° F).
la cristalinidad se reduce y la movilidad de la cadena de polímero aumenta debido a una menor interacción estérica de los grupos metilo colgantes de polipropileno.
| Proprietà | Unità | (PP HC ) | (PP HOMO) | (PP COPO) |
| Transizione vetrosa Tg | °C | –10 | –18 | –28 |
| Densità | g/cm2 | 0.92 | 0.91 | 0.91 |
| Modulo elastico | MPa | 2 | 1,6 | 900 |
| Temperatura di servizio, a lungo termine | °C | 100 | 100 | 70 |
| Temperatura di servizio, a breve termine | °C | 100 | 130 | 100 |
| Basse temperatura di servizio | °C | –10 | –10 | –20 |