Obtención de Plasticos

7/23/2019 Obtención de Plasticos

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Procesos de obtención de:

POLIETILENO DE TEREFTALATOEl PET es una resina poliéster de glicol etilénico y ácido tereftálico;Clasificación: Resina sintética termoplástica o Polímero termoplástico

semicristalino.El PET se clasifica en función de la viscosidad intrínseca la cual es directamente

proporcional a su peso molecular y de la modificación polimérica !ue reduce lavelocidad de cristali"ación y el punto de fusión.

Proceso de producción del PETPolimerización

#ndustrialmente se puede partir de dos productos intermedios distintos:• TP$ ácido tereftálico;• %&T dimetiltereftalato

'aciendo reaccionar por esterificación TP$ o %&T con glicol etilénico se o(tieneel monómero )is*(eta*+idro,i*etil*tereftalato el cual en una fase sucesivamediante policondensación se polimeri"a en PET seg-n el es!uema.



En la reacción de esterificación se elimina agua en el proceso del TP$ y metanolen el proceso del %&T.a reacción de policondensación se facilita mediante catali"adores y elevadas

temperaturas /arri(a de 0123C4.a eliminación del glicol etilénico es favorecida por el vacío !ue se aplica en la

autoclave; el glicol recuperado se destila y vuelve al proceso de fa(ricación.Cuando la masa del polímero +a alcan"ado la viscosidad deseada registrada en

un reómetro adecuado se romperá el vacío introduciendo nitrógeno en laautoclave. En este punto se detiene la reacción y la presencia del nitrógeno evitafenómenos de o,idación. a masa fundida por efecto de una suave presióne5ercida por el nitrógeno es o(ligada a pasar a través de una matri" en forma de

spag+etti !ue cayendo en una (atea con agua se enfrían y consolidan. os +ilos!ue pasan por una cortadora se reducen a gránulos los cuales tami"ados ydesempolvados se envían al almacenamiento y fa(ricación

El gránulo así o(tenido es (rillante y transparente por!ue es amorfo tiene (a5aviscosidad o sea un (a5o peso molecular #.6. 7 2.88 a 2.98; para volverlo aptopara la producción de (otellas serán necesarios otros dos pasos.

Cristalización



Con este término se descri(e el cam(io de estructura de los polímerossemicristalinos y !ue consiste en el fenómeno físico con el cual lasmacromoléculas pasan de una estructura en la cual su disposición espacial esdesordenada /estructura amorfa transparente a la lu"4 a una estructura uniforme ydesordenada /estructura cristalina opaca a la lu"4 !ue le confiere a la resina una

coloración (lanca lec+osa. El proceso industrial consiste en un tratamiento térmicoa 2* 92 3C durante un tiempo !ue puede variar de 2 minutos a una +oramientras el gránulo para evitar su (lo!ueo es mantenido en agitación por efectode un lec+o fluido o de un movimiento mecánico.

Con la cristali"ación la densidad del PET pasa de . g<cm del amorfo a .=del cristalino.

Polimerización en estado sólido o Post polimerizaciónEsta es una fase ulterior de polimeri"ación del PET.El granulo cristali"ado se carga en un reactor cilíndrico en cuyo interior durante

tiempos muy largos es sometido a un flu5o de gas inerte /nitrógeno4 a temperaturaelevada /so(re los 022 3 C4.

Este tratamiento ce(a una reacción de polimeri"ación !ue +ace aumentarposteriormente el peso molecular de la resina +asta los valores correspondientesde #.6. /2.10 > 2.?94 idóneos para la fa(ricación de la (otella. El aumento de laviscosidad intrínseca es directamente proporcional al aumento del peso molecular.

En esta reacción mientras se ligan las moléculas es eliminado parte delacetalde+ído !ue se forma en la primera polimeri"ación. @n (uen polímero tienevalores de $.$ inferiores a ppm.

%e estos reactores se descarga PET de elevado porcenta5e de cristalinidad /A824 con viscosidad Brado para )otella /)ottle BradeD4.

POLIETILENO DE ALTA DEN!IDADEl polietileno de alta densidad /+dpe4 se produce normalmente con un peso

molecular !ue se encuentra en el rango entre 022.222 y 822.222 pero puede ser



mayor. Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Es más duro fuerte y unpoco más pesado !ue el de (a5a densidad pero es menos d-ctil. El polietileno conpeso molecular entre .222.222 y 9.222.222 es el !ue se denomina @'&PE/@ltra 'ig+ &olecular eig+t Polyet+ylene4. Con este material se producen fi(rastan fuertes !ue pueden utili"arse para fa(ricar c+alecos a prue(a de (alas.

a o(tencion del '%PE se +ace mediante un proceso de polimeri"acion Fiegler*Gatta !ue es un proceso de polimeri"ación catalítica /catali"ador de Fiegler*Gatta4. 'ay tres procesos comerciales importantes usados en la polimeri"ación del'%PE: los procesos en disolución en suspensión y en fase gaseosa.

os catali"adores usados en la fa(ricación del '%PE por lo general son o deltipo ó,ido de un metal de transición o del tipo Fiegler * Gatta. En este proceso seutili"a un solvente el cual disuelve al monómero al polímero y al iniciador de lapolimeri"ación. $l diluir el monómero con el solvente se reduce la velocidad depolimeri"ación y el calor li(erado por la reacción de polimeri"ación es a(sor(idopor el disolvente. Beneralmente se puede utili"ar (enceno o cloro(enceno comosolventes. En la polimeri"ación en masa se polimeri"a sólo el monómero por logeneral en una fase gaseosa o lí!uida si (ien se reali"an tam(ién algunaspolimeri"aciones en estado sólido. Esta es una polimeri"ación directa demonómeros en un polímero en una reacción en la cual el polímero permanecesolu(le en su propio monómero. $dicionalmente con los catali"adores de P+illips/triódi,o de cromo4 se produce '%PE con muy alta densidad y de cadenasrectas.

Proceso de polimeri"ación Fiegler*Gatta



P"Cas principales materias primas para la producción de P6C son el petróleo y la

sal com-n o cloruro sódico sin em(argo e,isten otros ingredientes comoplastificantes catali"adores y pigmentos colorantes !ue me5oran sus propiedades.

En su composición el P6C contiene un 81H de cloro proveniente de la salcom-n y un =H de +idrocar(uros /gas y<o petróleo4. El refino del petróleo da

lugar a una fracción las naftas !ue por medio de un proceso denominadocraIing producen entre otras sustancias gaseosas el etileno una de las (asespara la fa(ricación de P6C. Paralelamente el cloruro sódico se descompone porelectrólisis o(teniéndose cloro y además +idró,ido sódico e +idrógeno.

$pro,imadamente el 8H del cloro o(tenido en este proceso se destina a laproducción de P6C.



a reacción del etileno y cloro da lugar al monómero cloruro de vinilo /6C&4o(teniéndose previamente el producto intermedio dicloretano /E%C4. En los iniciosde la producción de 6C& se usa(a principalmente el acetileno; en la actualidadsólo se produce así el 1H del 6C& y el resto se o(tiene por o,icloración.

En la primera sección el dicloroetileno /E%C4 se produce mediante una reacciónde cloración directa mientras !ue en la segunda sección se produce mediante unareacción de o,icloración. as dos reacciones son e,otérmicas.

El E%C !ue se produce en la cloración directa se puede alimentar directamenteal +orno de cra!ueo /tercera sección4 mientras !ue el o(tenido en la o,icloraciónnecesita pasar por una etapa de purificación antes de entrar en la sección decra!ueo.

a tercera sección es el cra!ueo del E%C para formar 6C&. Tras el cra!ueo losproductos /6C& 'Cl y E%C no convertido4 pasan a una etapa de destilación dedonde se o(tiene el 6C& producto y se separan el 'Cl y el E%C !ue se reciclan ao,icloración y destilación de E%C respectivamente.

as reacciones !ue intervienen son las siguientes:

Como se o(serva de la reacción glo(al el proceso es (alanceado en cuanto alácido clor+ídrico siendo reutili"ado todo el ácido generado en el cra!ueo en lasección de o,icloración.



&ediante la polimeración del monómero 6C& en reactores en unas condicionesadecuadas de presión y temperatura se o(tiene el polímero policloruro de vinilo/P6C4.

El 6C& 5unto con agua caliente se alimenta a un reactor discontinuo 5unto conlos activadores y aditivos necesarios. En este reactor se lleva a ca(o lapolimeri"ación en suspensión y una ve" se +a completado se descarga a undepósito !ue +ace de pulmón para mantener una producción continua a lassiguientes secciones del proceso. a reacción de polimeri"ación es endotérmica yel calor es e,traído mediante agua de refrigeración en serpentines.

%espués de la sección de reacción viene la sección de desgasado en la cual sedesor(e el monómero no convertido empleando vapor en un stripper esta

corriente es comprimida condensada y reciclada a la alimentación del proceso.Por el fondo del stripper sale una corriente con el polímero y con agua para !uitarel agua pasa a una centrífuga y el P6C +-medo pasa a la sección de secado. Elsecado se produce en un ciclón con aire caliente. %el ciclón pasa mediantetransporte neumático a un silo y a la unidad de envasado. a figura muestra elproceso de fa(ricación del P6C.



El rendimiento del proceso es prácticamente del 22H necesitándose 22Igde 6C& para o(tener 222Ig de P6C. os consumos de servicios au,iliares sonde apro,imadamente 2?t de vapor por tonelada de P6C 12I+ y aditivos yproductos !uímicos por un valor apro,imado de J.

as resinas de P6C se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes:Kuspensión emulsión masa y solución.

!uspensión:El polimeri"ado formado en suspensión se separa del agua por filtración en

forma de perlitas finas y se seca a continuación. $l estar ampliamente li(erado de

los aditivos per5udiciales posee las me5ores propiedades mecánicas y eléctricas.Este polimeri"ado ofrece el aspecto de llovi"na y no necesita en algunasmanipulaciones de preparación previa.

Con el proceso de suspensión se o(tienen +omopolímeros y copolímeros y es elmás empleado correspondiéndole cinco octavas partes del mercado total. Elproceso se lleva a ca(o en reactores de acero ino,ida(le por el método de cargasla tendencia es +acia reactores de 8.222 Lg.

En la producción de resinas de este tipo se emplean como agentes desuspensión la gelatina los derivados celulósicos y el alco+ol polivinílico en unmedio acuoso de agua purificada o de aereada. $lgunas veces se +ace necesariael agua desminerali"ada. os catali"adores clásicos son los peró,idos orgánicos.

Este tipo de resinas tiene (uenas propiedades eléctricas.

Poliestireno

Proceso:El estireno monómero y los aditivos !uímicos son alimentados continuamente a

un tan!ue de polimeri"ación con un agitador donde los procesos deprepolimeri"ación y la polimeri"ación son iniciados +asta !ue apro,imadamente el



M2H del compuesto es convertido en solución. a solución conteniendo elpolímero es (om(eada +acia un desvolati"ador donde los residuos del estirenomonómero !ue no reaccionaron son vapori"ados condensados y recicladoscontinuamente tras la primera etapa de polimeri"ación. El poliestireno fundidofluye del alimentador de (ase cónica del desvolati"ador dentro de un moldeador

!ue moldea refrigera seca y filtra el poliestireno en forma de píldoras ocomprimidos. uego los comprimidos de poliestireno son transportados a losdepósitos de almacenamiento.

Polietileno de ba#a densidadEl polietileno de (a5a densidad es un polímero de cadena ramificada por lo !ue

su densidad es más (a5a; es un polímero de la familia de los polímeros olefínicoscomo el polipropileno y los polietilenos. Es un polímero termoplástico conformadopor unidades repetitivas de etileno. Ke designa como %PE /por sus siglas eninglés oN %ensity Polyet+ylene4 o PE)% polietileno de (a5a densidad.

Obtención: El polietileno de (a5a densidad se produce por medio de una polimeri"ación

vinílica por radicales li(res !ue es un proceso de polimeri"ación a altas presiones/desde 2 a =8 &Pa4 y a altas temperaturas /desde 82 a 22 OC4.



El proceso de polimeri"ación conlleva tres pasos (ásicos: iniciación propagacióny terminación.

. a iniciación: re!uiere de un iniciador usualmente un peró,ido !ue sedescompone técnicamente en radicales li(res /ecuación 4 los cuales reaccionancon el etileno /ecuación 04

iniciador /R40 *A 0R /ecuación 4

R Q C'0C'0 *A RC'0C'0 /ecuación 04

0. a propagación: ocurre a medida !ue prosigue la reacción /ecuación 4

RC'0C'0 Q C'0C'0 *A RC'0C'0C'0C'0 /ecuación 4

. a terminación de una cadena en crecimiento: ocurre cuando se com(inandos grupos de radicales li(res /ecuación =4 o cuando un radical +idrógeno setransfiere de una cadena a otra /ecuación 84.

RC'0C'0 Q C'0C'0R *A RC'0C'0*C'0C'0R /ecuación =4

RC'0C'0 Q C'0C'0R *A RC'0C' Q RC'C'0 /ecuación 84

En cuanto a los métodos comerciales de producción del %PE se utili"an dos:en autoclave y en tu(o.

* El proceso en autoclave emplea un reactor autoclave con agitación y flu5ocontinuo con una relación <% !ue va de 0: a 02:. El reactor puede estar divididopor (astidores a fin de formar una serie de "onas de reacción (ien agitadas. Elproceso en autoclave puede producir resinas de %PE con un amplio intervalo dedistri(uciones de pesos moleculares.

* En el proceso tu(ular el reactor consiste en un tu(o largo con relaciones <%mayores !ue 0222:. %e(ido a !ue no +ay agitación mecánica la operacióncontinua puede producir un flu5o tapón. $!uí la distri(ución de pesos molecularesgeneralmente está entre los e,tremos consegui(les mediante el autoclave.

En am(os procesos los separadores descendentes del reactor operan apresiones más (a5as separando el etileno !ue no reaccionó del polímero. Kólo deun 2 a un 2H del etileno es convertido en polietileno por paso a través delreactor. %el separador se e,truye el polietileno fundido a través de unanoduli"adora sumergida en agua para formar gránulos o pellets. Sstos sonsecados y almacenados en silos +asta !ue son cargados en vagones deferrocarril ca5as o (olsas.

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