Polipropileno

 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

 Hoy en día el polipropileno es uno de los
termoplásticos más vendidos en el
mundo, con una demanda anual
estimada de 80 millones de toneladas.
Sus incrementos anuales de consumo
han sido próximos al 10% durante las
últimas décadas, confirmando su grado
de aceptación en los mercados.

 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 y buena memoria
 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).
 Las principales compañías petroleras del mundo
producen polipropileno, bien sea por participación
directa, o por medio de filiales. En el transcurso de
los últimos años el volumen de negocio del
polipropileno ha ido creciendo de manera
significativa, tanto en el mundo como dentro del
grupo.

 Estructuralmente es un polímero vinílico,
similar al polietileno, sólo que uno de los
carbonos de la unidad monomérica
tiene unido un grupo metilo.

 Si durante la polimerización sólo se
introduce propileno monómero,
obtendremos un homopolímero.
 Si se introduce junto, al propileno un
segundo monómero (o comonómero), se
obtiene un copolímero. El comonómero
más ampliamente utilizado es el etileno. Se
distinguen dos tipos de copolímeros: Los
copolímeros al azar (en donde monómero
y comonómero se hacen reaccionar
simultáneamente) y los copolímeros
bloque, o heterogéneos (donde
monómero y comonómero se introducen
en dos etapas sucesivas).

 En la actualidad se está viviendo una revolución
en el mundo del polipropileno con el desarrollo
industrial de una nueva generación de
catalizadores: los metalocenos. Se trata de una
nueva familia de compuestos organometálicos
que controlan con mayor precisión la regularidad
de la estructura del polímero formado y su
distribución de pesos moleculares. Los productos
así obtenidos tendrán propiedades diferenciadas
que podrán complementar la gama actual.

Dispersión de pesos moleculares
 Como en la síntesis de otros polímeros, la longitud
de las cadenas de polipropileno creadas en una
misma partida no es uniforme. Se obtiene una
dispersión de pesos moleculares más o menos
amplia, que condiciona las propiedades
mecánicas del grado producido. La distribución de
pesos moleculares viene restringida por los
procesos de fabricación, por las condiciones de
operación, y sobre todo por los sistemas catalíticos
empleados. En sistemas Ziegler Natta es común
encontrar distribuciones consideradas anchas,
comparadas con aquellas de los polímeros
fabricados con las nuevas generaciones de
catalizadores metalocenos.

Viscosidad - Características reológicas
 La viscosidad en fundido es, junto con la
dispersión de pesos moleculares una de
las características más importantes a la
hora de la caracterización de los grados
de polipropileno, ya que influye
directamente sobre las condiciones de
procesado, y por ello sobre la economía
de los procesos. Una manera de
caracterizar la viscosidad de los productos
es por medio de un ensayo normalizado
llamado índice de fluidez. Cuanto mayor
es el índice de fluidez, menor es la
viscosidad. Está relacionado de manera
inversa con el peso molecular del
polímero.

Cristalinidad - Propiedades mecánicas
 Al tratarse de moléculas altamente
lineales, las moléculas de polipropileno
tienden a tomar en estado sólido una
estructura ordenada, semicristalina. Las
moléculas forman cadenas largas y
estables, con altos pesos moleculares. Esta
es la que le confiere sus propiedades
mecánicas excepcionales, en particular
en lo que respecta a la dureza, la
resistencia a la tracción, su alta memoria y
la rigidez .

Homopolímeros
 Se fabrican introduciendo propileno en
un único reactor. Tienen en general una
buena serie de propiedades mecánicas
y por ello se les suele emplear para
fabricar objetos con densidad baja, alta
rigidez, alto punto de fusión y por ello,
temperaturas de servicio altas

Copolímeros Azar o Random
 Se fabrican introduciendo
simultáneamente propileno y etileno en un
mismo reactor (el contenido en etileno
suele ser bajo). Este hecho hace que las
cadenas de polímero estén formadas por
mezclas al azar de unidades de etileno y
de propileno. Tienen, como los
homopolímeros, buenas propiedades en
general, aunque destacan su mayor
transparencia, su mejor resistencia al
impacto y su menor punto de fusión. Estas
propiedades condicionan las aplicaciones
a las que están dirigidos, siendo una de las
más conocidas los envases alimentarlos.

 Copolímeros Bloque
 Se fabrican en dos etapas, produciendo
inicialmente homopolímero en un primer reactor, y
sobre éste un copolímero al azar en un segundo
reactor. De esta manera se obtiene un producto
mezcla, donde se encuentran dos fases
diferenciadas pero estrechamente unidas. Por sus
buenas propiedades de resistencia al impacto se
les denomina también copolímeros de impacto.
Tienen una rigidez inferior a la del homopolímero y
se les destina a aplicaciones como parachoques,
maletas o contenedores.

 Cauchos EPR- (Ethylene-Propylene
Rubber)
 Los denominados cauchos etileno
propileno son copolímeros con un alto
contenido en etileno, que se caracteriza
por su baja cristalinidad y por sus
propiedades elastorméricas. Suelen
emplearse como mejoradores de
impacto en mezclas con otros polímeros

 Copolímeros especiales
 Algunos procesos particulares permiten
preparar copolímeros de propileno con
comonómeros diferentes, como buteno,
hexeno, octeno, norborneno, etc. Estos
productos suelen ir dirigidos a mercados
específicos, en donde se emplean
como mejoradores de impacto o como
compatibilizantes con otras resinas.

 Los diferentes grados de polipropileno suelen
incorporar indistintamente diversos paquetes de
aditivos (en proporciones inferiores al 1 %), cuya
finalidad suele ser la mejora de la estabilidad
termo-oxidativa de los productos, o de sus
propiedades físicas (aumento de la transparencia,
de la rigidez, o mejora del aspecto superficial). En
este campo, los nuevos desarrollos son de gran
importancia. El estudio de cargas y de fibras
novedosas es otro factor de desarrollo importante
que se potencia en la actualidad

 Aunque los procesos comerciales de
obtención del polipropileno son
variados, se les puede clasificar,
dependiendo del medio de reacción y
de la temperatura de operación, en tres
tipos:
 Procesos en solución
 Procesos en suspensión
 Procesos en fase gas

 A partir de los procesos industriales se
pueden preparar un sin fin de productos
de polipropileno diferentes, cuyas
propiedades varían según la longitud de
las cadenas del polímero (peso
molecular), de su polidispersidad, de los
comonómeros eventualmente
incorporados, etc.

 Estas características básicas definen las
propiedades mecánicas del material y
sus aplicaciones finales. Literalmente se
habla de diferentes tipos o grados de
polipropileno. Por todo esto, la gran
diversidad de productos producidos con
esta poliolefina le permite tener
aplicaciones tan variadas como:

 Autopartes
 Baldes, recipientes, botellas
 Muebles
 Juguetes
 Películas para envases de alimentos
 Fibras y filamentos
 Bolsas y bolsones
 Fondo de alfombras
 Pañales, toallas higiénicas, ropa

Envases de pared delgada
 Una de las tendencias más firmes en la industria
del moldeo por inyección actual es el diseño de
piezas de espesores menores a los 0.8 mm,
genéricamente conocidas como "de pared
delgada". Trabajar en esos espesores aumenta la
rentabilidad del proceso en dos direcciones
perfectamente definidas. Por un lado disminuye el
peso por pieza y por el otro, los tiempos de ciclo
incrementando, de esta forma, la productividad

 Las principales aplicaciones de
polipropileno en este campo se
encuentran en artículos tales como
copas de postre, recipientes de
margarina, botes de helado, entre otros.
A modo de ejemplo, en ciclos de hasta
3 segundos es posible obtener
recipientes de margarina de 250 cm3,
de sólo 10 gr de peso y 0.4 mm de
espesor.

 Una variable muy importante es la relación entre la
longitud total de flujo y el espesor de la pieza que,
para el caso del polipropileno, no debe superar un
valor de 330. Es decir que: una pieza de 1 mm de
espesor puede tener una longitud de 330 mm. Si el
espesor se disminuye a 0.8 mm, la longitud de flujo
se debe disminuir en la misma proporción; si no la
relación anterior se elevaría a 412 y habría severas
dificultades para llenar el molde.

 Trabajar en espesores tan pequeños representa un
desafío para el material, que debe conjugar un
buen balance de propiedades mecánicas en
estado sólido con buenas propiedades de flujo en
estado fundido. El material, a su vez, debe
asegurar una elevada rigidez y una buena
resistencia al impacto. Por otro lado debe poseer
una fluidez lo suficientemente elevada como para
llenar un molde que le ofrece gran oposición al
flujo.

 Gracias a sus características en estado fundido, el
polipropileno puede ser moldeado por la mayoría
de los diferentes procesos de transformación de
plásticos, entre los cuales pueden destacarse:

 Moldeo por inyección
 Este proceso consiste en la fusión del material, junto con
colorantes o aditivos, para luego forzarlo bajo presión dentro
de un molde. Este molde es refrigerado, el material se
solidifica y el artículo final es extraído. Este método es usado
para hacer muchos tipos de artículos, como por ejemplo
frascos, tapas, muebles plásticos, cuerpos de
electrodomésticos, aparatos domésticos y piezas de
automóviles. El polipropileno es apreciado por su fácil
proceso y por sus excelentes propiedades finales, que
incluyen baja densidad, alto brillo y rigidez, resistencia
térmica y química, entre otras.

Moldeo por Soplado
 Es usado para la producción de frascos, botellas,
tanques de vehículos, etc. En este proceso, un
tubo de material fundido es soplado dentro de un
molde y toma la forma de la cavidad. Cuando es
enfriado, el molde es abierto y el artículo extraído.

Películas de polipropileno
 Son largamente empleadas en el embalaje de
alimentos y otros artículos. Son fabricadas por
extrusión, forzando el pasaje del material fundido a
través de una matriz tubular o plana. La película
producida de esta forma puede ser orientada
posteriormente, obteniéndose una película más
resistente.

Extrusión
 Por este proceso pueden ser obtenidos un
sinnúmero de artículos continuos, entre los que se
incluyen tubos, chapas, fibras, etc. Las chapas de
polipropileno son hechas mediante el pasaje del
material fundido a través de una matriz plana, y
posteriormente enfriado en cilindros paralelos. Las
chapas pueden ser usadas para la producción de
varios artículos a través de su corte y doblez, o
termoformadas para la producción de potes,
vasos, etc. Las fibras son producidas por el corte y
posterior estiramiento de una chapa, que luego
son utilizadas en telares para la producción de
tejidos, bolsas, etc.

Fibras de polipropileno
 Son empleadas para la producción de alfombras,
tapices y hilos, entre otros. Para su elaboración, el
material fundido es plastificado en una extrusora y
forzado a través de minúsculos orificios, formando
las fibras. De modo semejante son producidos los
no tejidos de polipropileno, que son ampliamente
utilizados en productos higiénicos desechables,
ropas protectoras, etc. Estos productos se
benefician de la tenacidad y flexibilidad de los
nuevos materiales.

Aplicaciones en la industria automotriz
 La industria del automóvil evoluciona
rápidamente. En su afán de optimización, la
búsqueda de materiales que reúnan el mayor
número de requerimientos específicos se ha
convertido en una de las metas de las grandes
empresas internacionales. Esa búsqueda ha
encontrado en el polipropileno uno de los aliados
fundamentales dentro de la gran familia de los
materiales plásticos. En él, diseño y propiedades
(arte y técnica) se combinan para volcar al
mercado productos cada vez más innovadores,
competitivos, y confiables.

 En un sector tan exigente, el polipropileno y sus
compuestos han encontrado nuevos campos de
aplicación aportando confort visual y al tacto en
los interiores de los habitáculos, estabilidad
dimensional en los compartimentos del motor,
óptima perfomance frente a los agentes
climáticos en la periferia, y buena aptitud para
recibir tratamientos decorativos de superficie
(pinturas). Tan disímiles requerimientos primarios
satisfechos por un solo material, han logrado
posicionar al polipropileno como el plástico más
importante de la ingeniería del automóvil en la
actualidad.

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