Polipropileno

Ciencias de los Materiales. Plásticos. Propileno. Polímeros. Gas de petróleo. Propiedades físicas, mecánicas, eléctricas, químicas

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EL POLIPROPILENO

Propiedades y Aplicaciones

Que es el Polipropileno?

El polipropileno o PP es un plástico de desarrollo relativamente reciente que ha logrado superar las deficiencias que presentaba este material en sus inicios, como eran su sensibilidad a la acción de la luz y al frío. Ello es posible mediante la adición de estabilizantes y la inclusión de cargas reforzantes como el amianto, el talco o las fibras de vidrio.

El polipropileno se obtiene a partir del propileno extraído del gas del petróleo. Es un material termoplástico incoloro y muy ligero. Además, es un material duro, y está dotado de una buena resistencia al choque y a la tracción, tiene excelentes propiedades eléctricas y una gran resistencia a los agentes químicos y disolventes a temperatura ambiente.

Es un polímero formado de enlaces simples carbono-carbono y carbono-hidrógeno, pertenece a la familia de las poliolefinas (polietilenos entre otros) y su estructura molecular consiste de un grupo metilo (CH3) unido a un grupo vinilo (CH2); por medio del arreglo molecular de este ultimo se logra obtener diferentes configuraciones estereoquímicas (isotáctico, sindiotáctico y atáctico); en orden de cristalinidad y ordenamiento de las moléculas, en primer lugar se encuentra la configuración isotáctica (mas usado en el polipropileno), luego la sindiotáctica y por ultimo la atáctico que presenta un alto grado de desorden en la estructura molecular (mayor porcentaje amorfa que cristalina).

Introducción

Con el paso del tiempo, el hombre ha ido desarrollando diversos materiales, para poder obtener nuevos productos, donde, algunos son analizados, pero otros, simplemente son pasados por alto sin detenerse a mirar, de donde provienen, de que están compuestos, que ventajas o desventajas se pueden sacar de ellos.


Los materiales plásticos hoy en día, representan un inmenso grupo que se distingue casi en su totalidad, por el hecho de ser desarrollados por el hombre, y son consideradas sustancias macromoleculares y en su mayoría orgánicas, además de ser utilizados cada día mas, en diferentes y nuevos campos de aplicación.


Aquí, solo nos queremos detener a analizar uno de los materiales, pertenecientes a la familia de los termoplásticos, mas utilizados en la actualidad por el hombre, desplazando al hierro, el acero, la madera, el cuero, y hasta otros materiales de su misma familia. Su amplia gama de propiedades hace que EL POLIPROPILENO, cuya formula química es C3H6, sea adecuado para una gran variabilidad de aplicaciones en diferentes sectores, y marca la parada ante los materiales del futuro, además de suponer una alternativa, mucho más económica. Debido a esto, el empleo de este material esta creciendo, gracias en gran parte, al desarrollo de nuevos y mejores productos.

Teoría

El polipropileno, puede categorizarse ampliamente como homopolímero, o como copólimero. El homopolímero polipropileno tiene una dureza y una resistencia térmica superiores a las del polietileno de alta densidad, pero una resistencia al impacto inferior y se vuelve quebradizo por debajo de ~0°C. Las Aplicaciones para los homopolímeros se dan en envolturas de aparatos eléctricos, embalajes, estuches de cintas , fibras, monofilamentos. Como copolimero, posee otro monómero oleofino, generalmente etileno, para el impacto mejorado u otras propiedades, por lo tanto las calidades copoliméricas son preferidas para aplicaciones que exponen a condiciones de frío/invierno. Además tienden a ser más difíciles de fabricar, pero la nueva tecnología se ha ido encargando de que esto desaparezca y no se convierta en un gran problema. Para los copolímeros las aplicaciones se dan en tubos, casco de barcos, asientos y piezas para el automóvil, por ejemplo, cofres de baterías y parachoques aunque estos últimos suelen ser fabricados con polipropilenos modificados con elastómeros como se dijo anteriormente.


También cabe destacar que en esta familia se encuentra el polipropileno isotactico, el cual posee semicristalinidad y se fabrica por polimerización, mientras que el polipropileno atáctico, apenas tiende a ser cristalino dado que carece de ordenamiento espacial. En su estructura, al pasar del polietileno, al polipropileno, la sustitución de un grupo de metilo cada dos átomos de carbono de la cadena polimétrica principal, restringe la rotación de las otras cadenas, produciendo así un material mas duro y menos flexible. Es blanco, semiopaco, elaborado en una amplia variedad de calidades y modificaciones Por pertenecer al grupo metilo, sus cadenas aumentan la temperatura de transición vítrea, y por ello el polipropileno tiene temperaturas de fusión y de deformación por calor, mayores a las del polietileno. Por pertenecer, como se dijo anteriormente al grupo de los termoplásticos, EL POLIPROPILENO posee la capacidad de fundirse a una temperatura determinada, además posee un comportamiento visco elástico que proporciona ante los ensayos de tracción, compresión, flexión y torsión, resultados satisfactorios. Es un material desarrollado también, bajo el manejo de un excelente control de calidad, brindando así una plena seguridad de uso en sus diferentes aplicaciones. Es un polímero, además obtenido porla polimerización de propeno en presencia de catalizadores y en determinadas condiciones de presión y temperatura.

Dentro del gran sin numero de propiedades que maneja este material, deben destacarse unas que en especial son de mucha importancia como son:

Propiedades físicas

• La densidad del polipropileno, esta comprendida entre 0.90 y 0.93 gr/cm3`
Por ser tan baja permite la fabricación de productos ligeros.

• Es un material más rígido que la mayoría de los termoplásticos. Una carga de 25.5 kg/cm2 , aplicada durante 24 horas no produce deformación apreciable a temperatura ambiente y resiste hasta los 70 grados C.

• Posee una gran capacidad de recuperación elástica.

• Tiene una excelente compatibilidad con el medio.

• Es un material fácil de reciclar

• Posee alta resistencia al impacto.


Propiedades mecánicas

• Puede utilizarse en calidad de material para elementos deslizantes no lubricados.
• Tiene buena resistencia superficial.

• Tiene buena resistencia química a la humedad y al calor sin deformarse.
• Tiene buena dureza superficial y estabilidad dimensional.

Propiedades eléctricas

• La resistencia transversal es superior a 1016 O cm.

• Por presentar buena polaridad, su factor de perdidas es bajo.
• Tiene muy buena rigidez dieléctrica.

Propiedades químicas

• Tiene naturaleza apolar, y por esto posee gran resistencia a agentes químicos.
• Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha humedad.
• Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales..
• El polipropileno como los polietilenos tiene una buena resistencia química pero una resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o protección previa).

Así mismo, el polipropileno es el tercer plástico más importante desde el punto de vista de las ventas y es uno de los de mas bajo costo puesto que pueden sinterizarse de materiales petroquímicos que a su vez son más económicos. Es un material parcialmente cristalino, con una cristalinidad del 65% aproximadamente y con una entalpía, en estado fluido de unos 110j/g. Tiene además, un buen equilibrio de propiedades interesantes para producir muchos productos manufacturados, no se oxida, ni se deteriora, reduce la permeabilidad, tiene alta resistencia a los ambientes alcalinos y ácidos, posee buena tenacidad. Por todo esto, el polipropileno es considerado uno de los plásticos mas competitivos hoy en día. Los diferentes procesos que se le pueden aplicar al polipropileno, son fundamentalmente inyección, extrusión, moldeo por soplado y calandrado. Es apto para el termo conformado y conformado en frió. Dentro de sus innumerables aplicaciones, se destacan los utensilios domésticos, juguetes, cassetes, block de dibujo o escritura, piezas de dispositivos, empaquetados, utensilios de laboratorio y botellas de diferentes Tipos.

'Polipropileno'


Es también utilizable para la conducción de todo tipo de fluidos. En el transporte, el polipropileno, ha sustituido los cauchos duros en las carcasas de las baterías, y cuando posee relleno, tiene aplicaciones en la tapicería de automóviles y en conductos de calefacción, por su alta resistencia a la deformación, por calor, además es utilizado como material de protección y refuerzo en el transporte de mercancías. Se utiliza en la fabricación de sacos y se emplea como bolsas y envolturas debido al lustre satinado, y como se dijo anteriormente, buena tenacidad. Dentro de las ventajas del polipropileno, se encuentra por ejemplo el hecho de no requerir mano de obra especializada, el tener menor tiempo de montaje y fácil manipuleo, es totalmente anticorrosivo, tiene vida útil ilimitada, se adapta a sistemas tradicionales, no forma sarro y no requiere protección especial.

Un segmento importante del mercado es el sector de envasado de productos alimenticios y de artículos de lujo con películas transparentes y opacas, con estas ultimas se envuelven y envasan sobre todo, tabletas de chocolate y galletas, para todo esto, se utilizan películas del mismo material, y el crecimiento de estas en el mercado, se estima de un 8 a un 10% a escala mundial, a causa de las numerosas posibilidades de aplicación, el elevado potencial de sustitución y la buena compatibilidad con el medio ambiente.


Por eso es tenido en cuenta hoy en día mas que todo para ser utilizado a nivel automotriz, ya que sus ventajas, como lo es su peso reducido, precio, facilidad de conformación y muchas otras mencionadas anteriormente, es seguramente lo que más a influido en la notable influencia del polipropileno en los automóviles de nuestros tiempos.

Hay además varios tipos de tratamientos térmicos aislantes que brinda el polipropileno. Por ejemplo, el Polipropileno Expandido, es anticorrosivo, y aplicado por extrusión lateral en altos espesores . Sirve para la protección anticorrosiva externa de tuberías de acero, sumergidas para el transporte de fluídos. De baja conductividad térmica, alta resistencia mecánica e impermeabilidad, es ideal para su utilización en aguas poco profundas. Es utilizado en la Aislación térmica y protección anticorrosiva externa de tuberías de acero sumergidas para el transporte de fluidos. De baja conductividad térmica, alta resistencia mecánica e impermeabilidad, es ideal para su utilización en aguas poco profundas.

'Polipropileno'

Otro que vale la pena mencionar es el Polipropileno Compacto, que igualmente sirve como revestimiento anticorrosivo, y aislante a base de polímeros termoplásticos aplicados a altos espesores. Es utilizado al igual que el anterior en la protección anticorrosiva externa y aislación térmica de tuberías de acero sumergidas para el transporte de fluidos. Es de alta resistencia mecánica e impermeabilidad es ideal para una amplia gama de condiciones de instalación, en aguas muy profundas .

'Polipropileno'

Para terminar tenemos el Polipropileno Sintactico, Que es , como lo habíamos mencionado un Revestimiento Aislante Térmico y anticorrosivo a base de Polipropileno adicionado con micro-esferas de vidrio, aplicado por extrusión lateral en altos espesores.

Resumen

El polipropileno es sin duda, uno de los polímetros con mayor opción de futuro. Este hecho se ve justificado con el habito creciente de sus mercados, aun en los tiempos mas agudos de crisis. Dentro de la multitud de los sectores en los que cada dia encuentra nuevas aplicaciones, dan lugar a un material estructural, considerado uno de los mas atractivos por las ventajosas condiciones de competitividad económica, que caracterizan al polipropileno como miembro del grupo de los termoplásticos de gran consumo
frente a los ingenieriles, y mas frente aquellos de altas prestaciones.

Conclusiones

Como se pudo observar , el polipropileno es uno de los materiales que con el paso del tiempo lo único que va a hacer será incrementar su necesidad de uso en el mercado, porque ahora es el que marca la parada desplazando a muchos de los materiales utilizados con anterioridad, además tiene la capacidad de competir muy efectivamente con el poliestireno, y el poliéster, en un futuro predecible, donde se asuma que se cumplan todos los requisitos que este debe tener para hacerlo.
Sus usos, las ventajas y la aplicabilidad que ofrece, lo describen y lo catalogan, frente a otros materiales como el celofán, cloruro de polivinilo, entre otros, uno de los mas ventajosos debido mas que todo a la poca densidad que presenta. Además sus propiedades se mejoran e incrementan gracias a los altos puntos de fusión que presenta, y por ende a la gran resistencia que presenta ante las altas temperaturas a las que es sometido para garantizar la mejora del material y del producto en si.

Bibliografía

GNAUCK, FRUNDT, Bernhard, Peter. El Polipropileno. En Iniciación a la química de plásticos. Hanser editorial. España 1989. P 62-70

CROMPTON, T,R. Polypropylene. En The Análisis of Plastics. Ed Pergammon Press. Great Britain 1984. P 145-169.