Polietilen Tereftalato (PET)

Contenido:

Descripción

El polietilen tereftalato (PET, PETE), es un polímero plástico, lineal, con alto grado de cristalinidad y termoplástico en su comportamiento, lo cual lo hace apto para ser transformado mediante procesos de extrusión, inyección, inyección-soplado y termoformado. Es extremadamente duro, resistente al desgaste, dimensionalmente estable, resistente a los químicos y tiene buenas propiedades dieléctricas.

Su formula es:

El PET tiene una temperatura de transición vítrea baja (temperatura a la cual un polímero amorfo se ablanda). Esto ocasiona que los productos fabricados con dicho material no puedan calentarse por encima de dicha temperatura (por ejemplo, las botellas fabricadas con PET no pueden calentarse para su esterilización y posterior reutilización).

El PET se obtiene mediante la condensación del etilenglicol y el ácido tereftálico, el cual asume el papel primario en las fibras y materiales de moldeo.

El PET es un plástico de alta calidad que se identifica con el número uno, o las siglas PET, rodeado por tres flechas en el fondo de los envases fabricados con este material, según sistema de identificación SPI.

PET

Tipos de PET

Se pueden distinguir tres tipos fundamentales de PET, el grado textil, el grado botella y el grado film.

El grado textil fue la primera aplicación industrial del PET. Durante la Segunda Guerra Mundial, se usó para reemplazar las fibras naturales como el algodón o el lino. Al poliéster (nombre común del PET grado textil), se le reconocieron   excelentes cualidades desde un inicio para el proceso textil, entre las que se encuentran su alta resistencia a la deformación y su estabilidad dimensional, además del fácil cuidado de la prenda tejida (lavado y secado rápidos sin necesidad de planchado). Entre algunas limitaciones que presenta este material son: difícil tintura, la formación de pilling (bolitas) y la acumulación de electricidad estática, problemas para los que se han desarrollado soluciones eficaces.

El grado botella se comenzó a producir en Europa a partir de 1974 y su primera comercialización se llevó a cabo en los EUA. Desde entonces ha experimentado un gran crecimiento y una continua demanda, debida principalmente a que el PET ofrece características favorables en cuanto a resistencia contra agentes químicos, gran transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo. La más reciente y exitosa aplicación del PET, es el envasado   de aguas minerales, también se ha comenzado a utilizar en el envasado de productos farmacéuticos, de droguería o alimenticios como salsas, mermeladas, miel.

El PET grado film , se utiliza en gran cantidad para la fabricación de películas fotográficas, de rayos X y de audio.

Características generales

Entre las características más importantes que presenta el PET, se encuentran:

Las propiedades físicas del PET y su capacidad para cumplir diversas especificaciones técnicas han sido las razones por las que el material ha alcanzado un desarrollo relevante en la producción de fibras textiles y en la producción de una gran diversidad de envases, especialmente en la producción de botellas, bandejas, flejes y láminas.

Proceso de producción del PET

El proceso para la producción de envases es descrito a continuación:

La resina se presenta en forma de pequeños cilindros o chips, los cuales, secos, se funden e inyectan a presión en máquinas de cavidades múltiples; de las que se producen las preformas (recipientes aún no inflados y que sólo presentan la boca del envase en forma definitiva). Después, las preformas son sometidas a un proceso de calentamiento preciso y gradual, posteriormente se colocan dentro de un molde y se les estira por medio de una varilla o pistón hasta alcanzar su tamaño definitivo, entonces se les infla con aire a presión hasta que toman la forma del molde y se forma el envase típico.

Mediante un diagrama de flujo, se describe el proceso completo de producción de un envase de PET, considerando desde la materia prima hasta el producto terminado.

Aplicaciones

Entre algunas de las aplicaciones que tiene el PET, se encuentran:

Historia

El PET, también conocido como   tereftalato de polietileno, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickson en 1941. La producción comercial de fibra de poliéster comenzó en 1955; desde entonces, el PET ha presentado un continuo desarrollo tecnológico hasta lograr un alto nivel de sofisticación basado en el crecimiento de la demanda del producto a escala mundial y a la diversificación de sus posibilidades de uso.

Whinfield y Dickson junto con los inventores W. K. Birtwhistle y C. G. Ritchiethey crearon la primera fibra de poliester llamada Terileno en 1941 (primera producción de Industria Química Imperial o ICI). La segunda fibra de poliéster fue el Dacrón de DuPont.

Según DuPont, “en 1920, DuPont estaba en competencia directa con Industria Química Imperial. DuPont e ICI acordaron en octubre de 1929 compartir información acerca de las patentes e investigaciones desarrolladas. En 1952, la alianza de las compañías fue disuelta. El polímero que después llego a ser poliestireno tiene inicios en las escrituras de Wallace Carothers. Sin embargo, DuPont se dedicó a concentrarse en una investigación más prometedora, el nylon. Cuando DuPont reasumió su investigación del poliéster, la ICI había patentado el poliestireno de Terileno. En 1950, una planta piloto en Seaford, Delaware, facilitó la producción del la fibra de Dacrón (poliéster) con la modificación de la tecnología del nylon”.

A partir de 1976 se comenzó a usar el PET para la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes principalmente para bebidas, sin embargo el PET ha tenido un desarrollo extraordinario para empaques.

A lo largo de los 20 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento.

Esta diversificación tan importante ha originado que el PET haya experimentado un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial.

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Fuentes

http://www.abc-pack.com/default.php/name/Pet/cPath/76 http://www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/industria/oxieteno.htm
http://www.uc.org.uy/ambiente/plastico.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Polyethylene_terephthalate
http://composite.about.com/od/glossaries/l/bldef_p411.htm
http://inventors.about.com/library/inventors/blpolyester.htm
http://www.fida.es:8001/fida/VisNot?id=7df051f76b411a4a92b25585c374fc
http://www.sma.df.gob.mx/rsolidos/04/01clave.pdf

Spunbond de polipropileno vs poliéster/rayón

Una de las propiedades más bondadosas de los materiales no tejidos de spunbond polipropileno es su capacidad de filtración de líquidos, comparada hacia cualquier otra tela no tejida de poliéster, rayón, o sus combinaciones. En gramajes superiores a los 25 gramos por metro cuadrado, el paso del agua en la tela de spunbond polipropileno es prácticamente nula, siendo esta la característica esencial que se busca en cualquier ropa médica, cubrebocas, cubrezapatos, etc.

Un cubrebocas que no pueda detener el paso del agua no está cumpliendo su función en lo absoluto, ya que la transmisión de fluidos no se detuvo. En tales casos, el portador del cubrebocas puede recibir material infeccioso/peligroso en su rostro y éste puede traspasar la tela sin ningún problema atacando al portador directamente, o el mismo portador puede involuntariamente expulsar saliva o fluido corporal hacia el exterior (estornudo, mucosidad, etc.), sin que el cubreboca detenga dicho fluido en su totalidad y contaminando su área de trabajo (alimentos, pacientes, etc.)

Prueba del agua

La siguiente prueba es una comparación de la filtración de agua entre dos telas hechas de spunbond polipropileno y otra hecha de poliéster/rayón comúnmente utilizada en desechables económicos, (cubrebocas) Los gramajes de las telas son idénticos.

Al poner en contacto ambas telas con un chorro de agua, los resultados arrojaron que la tela de Poliéster/Rayón permitió el paso del agua casi en su totalidad, mientras que la tela de Spunbond Polipropileno detuvo el agua por completo.

Es claro que la tela no tejida de Poliéster/Rayón no posee capacidad alguna de filtración. Dichos materiales se han usado erróneamente en México para la producción de desechables médicos aún cuando no cumplen con las especificaciones necesarias. Aunado a esto, y contrario a lo que se pudiera pensar, el material de Poliéster/Rayón es inclusive de mayor costo que el de Spunbond Polipropileno.

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Las resinas de poliéster y viniléster

El progreso en el campo de los plásticos reforzados ha sido muy grande debido al continuo desarrollo de las resinas de poliéster y de las resinas de viniléster.

Básicamente, la popularidad de estos materiales se debe a su excelente resistencia a la corrosión y a las bondades de sus propiedades mecánicas.

Sus principales características son:

Resinas de Poliéster no Saturado Polex®

Los poliésteres representan una familia de resinas líquidas y transparentes. Son polímeros no saturados disueltos en monómeros reactivos capaces de hacer copolimerizaciones entrecruzadas para formar una masa sólida termofija. La transición de líquido a sólido es lenta y controlable, lo que hace a este tipo de resinas fáciles de manejar y de una gran versatilidad para la fabricación de una amplia variedad de productos que requieran poco peso y una gran resistencia mecánica. 

Las resinas Polex® pueden ser convertidas en una masa sólida y plástica a temperatura ambiente, sin la ayuda de prensas ni calor, sino tan sólo con agregar peróxido de metil-etil-ketona como catalizador y octoato de cobalto como acelerante. Aunque el curado aparentemente sea completo, las resinas catalizadas en esta forma desarrollan su verdadero curado después de 2 a 3 días, a temperatura ambiente, y es por este motivo que muchas veces se sugiere un tratamiento entre 80ºC – 90ºC para completar su curado total en menor tiempo.

También, en casos necesarios, se utiliza como catalizador peróxido de ciclo-hexano o hidroperóxido de cumeno. Ahora bien, en casos donde se necesita un tiempo de gelado extremadamente rápido puede utilizarse el peróxido de benzolilo, pero como acelerante se tendrá que usar alguna amina, ya sea dimetil-anillina (DMA) o dieteil-anilina (DEA) y la concentración varía de 2% a 3% de peróxido de benzolio (pasta al 50%) y aproximadamente entre un 0,5% al 2% de amina (al 100%).

El curado a alta temperatura de las resinas Polex®, se lleva a cabo con adición exclusiva de peróxido de benzoilo en una concentración del uno por ciento sobre el peso de la resina. Dicho curado a alta temperatura se usa principalmente cuando se va a moldear por compresión.

Estas resinas han sido desarrolladas especialmente para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales industriales.

Resinas Viniléster Polex®

El ataque químico a las resinas de poliéster y viniléster en ambientes agresivos se concentran básicamente en los dobles enlaces carbono-carbono. Por oxidación, halogenación o hidrólisis esos enlaces se ven atacados y destruidos.

La buena resistencia química de las resinas viniléster se basa en que los dobles enlaces de las extremidades de la cadena son extremadamente reactivos, reaccionando casi completamente  durante el proceso de polimerización. Por consecuencia sólo un número mínimo de doble enlaces queda expuesto al ataque químico.

Si bien las resinas de poliéster polimerizadas presentan dobles enlaces carbono-carbono, estos están expuestos aleatoriamente a lo largo de toda la cadena, permitiendo que numerosos enlaces no participen en el proceso de polimerización y queden severamente expuestos al ataque químico. Además en las resina viniléster polimerizada sólo intervienen las extremidades de la cadena molecular permitiendo que la cadena se alargue y absorba más fácilmente los impactos mecánicos y térmicos.

Lo anterior explica que las resinas viniléster tengan un mejor comportamiento que las resinas de poliéster no saturado ante la resistencia a la tracción y alargamiento a la ruptura. Además las resinas de viniléster presentan una muy buena compatibilidad y una excelente resistencia cohesiva a las fibras de refuerzo dándole al laminado una resistencia más sólida con respecto a las resinas de poliéster tradicionales. Las resinas viniléster Polex® son recomendadas para la fabricación de estanques, tuberías, revestimientos industriales y de pisos, celdas electrolíticas, parrillas de pisos, portacables y piezas especiales que requieran una máxima resistencia química combinada con una alta resistencia mecánica.

Proveedores de resinas de poliéster y viniléster

A continuación le presentamos a Härting, proveedor de resinas de poliéster y viniléster:

Härting es una empresa líder en el campo de la química aplicada, destacándose en la fabricación de resinas para plástico reforzado y concreto polimérico, resinas para pinturas y tintas, aromas terpénicos, derivados del tall oil, especialidades para papel y celulosa, cueros, textiles, cosméticos y minería.

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