Los polímeros con bajo índice de fluidez se utilizan en moldeo por soplado para proveerle al material fundido la fortaleza necesaria para mantener la estabilidad del parisón (preforma). En el moldeo por extrusión-soplado, el parisón extruido cuelga libremente antes de entrar al molde, y se prefieren temperaturas de fusión más bajas (entre 205-215ºC). En el moldeo por inyección-soplado, una preforma se inyecta en una varilla de acero, se transfiere a un molde y finalmente se sopla. Por lo tanto, pueden utilizarse temperaturas mayores. También existe en moldeo por estirado-soplado donde el parisón se enfría luego de ser moldeado por inyección o extrusión, luego se recalienta hasta la temperatura de orientación deseada y se estira mecánicamente y finalmente se sopla para que adopte la forma deseada.
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Extrusión
El PP es extruido en forma de láminas, usualmente para un subsecuente estampado o termoconformado, o en forma de tuberías y perfiles. Para proveer un buen mezclado se utilizan extrusoras con una elevada relación longitud/diámetro o bien extrusoras de tornillos gemelos. Las temperaturas de fusión van entre 230-260ºC. Si se emplean temperaturas mayores se produce degradación, pérdida de propiedades, descoloración y la migración de aditivos o polímeros de bajo peso molecular a la superficie. Las temperaturas inferiores reducen la uniformidad y el rendimiento.
Termoconformado
Históricamente, el PP no se utilizó en procesos de termoconformado típicos debido a su rango estrecho de temperaturas de conformado y a la tendencia del fundido a pandearse. Sin embargo, Shell inventó un proceso de conformado a presión en fase sólida. La lámina de PP es estirada en la cavidad de un molde, a temperaturas inferiores a la del punto de fusión. La pieza es forzada contra la superficie del molde mediante aire frio a 5.5-7 bar para obtener la forma deseada.
La introducción de nuevos grados de PP con mejor resistencia al pandeo ha incrementado el uso del mismo en máquinas de termoconformado convencional.
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Propiedades
Las propiedades del polipropileno, como la de todos los polímeros, dependen de muchas variables entre las que se encuentran el grado de cristalinidad, el tipo de polimerización, etc. Aquí se detallan algunas propiedades a fines ilustrativos. La mayoría de ellas corresponden a PP isotáctico obtenido mediante catalizadores Ziegler-Natta.
El PP isotáctico cristaliza en forma helicoidal, con tres grupos –CH3 por paso. Es lineal, altamente cristalino, de alto peso molecular y sin insaturaciones. Presenta propiedades análogas al PE, pero el grupo –CH3 aumenta la rigidez de la cadena (mayor temperatura de fusión) e interfiere la simetría molecular. Su densidad se encuentra en torno a 0.90 g/cm3, lo que lo hace el más ligero de los plásticos importantes.
Los polímeros comerciales son 90-95% isotácticos, aunque actualmente se han llegado a PP con un 99% de índice de isotacticidad. En su estructura isotáctica, el PP tiene una cristalinidad de 60-70%.
Su alta cristalinidad le proporciona una elevada resistencia a la tracción, rigidez y dureza. La elevada relación de resistencia a peso resultante es ventajosa para muchas aplicaciones.
Es más transparente que el PE por ser más parecidas las densidades de la parte cristalina (0.94) y la amorfa (0.85).
Los polímeros comerciales suelen tener: ܯ=38.000 – 60.000, ܯ௪=220.000 – 700.000 y ܯ௪/ܯ= 5.6-11.9, sin embargo, con catalizadores metalocénicos se ha llegado a que dicha relación sea aproximadamente 1.9.
Su temperatura de transición vítrea ܶ es de -16ºC, su temperatura de fusión ܶ varía entre 168-176ºC y su temperatura de degradación es de 286ºC.
El elevado punto de fusión permite que las piezas bien moldeadas sean esterilizables y el polímero conserva una alta resistencia a la tracción a temperaturas elevadas.
La resistencia al impacto a baja temperatura es un tanto sensible a las condiciones de fabricación y ensayo.
La estructura morfológica es compleja: presenta cuatro tipos de esferulitas. En el punto de transición dominante α, a 0ºC, se vuelve frágil.
Para salvar el problema de la fragilidad, se hace ampliamente uso de copolímeros, tanto aleatorios como de bloque, de propileno con etileno. Los copolímeros de bloques son los más resistentes al impacto y se utilizan en aplicaciones de moldeo por inyección.
Para conservar la transparencia en las aplicaciones para películas, se emplean los copolímeros al azar, mientras que para filamentos se utiliza casi exclusivamente el homopolímero.
Posee excelentes propiedades eléctricas, el carácter químico inerte y la resistencia a la humedad típica de los polímeros de hidrocarburos. Se halla completamente libre de cuarteamiento por tensiones ambientales. No obstante, es inherentemente menos estable al calor, la luz y los ataques oxidantes que el PE y debe estabilizarse con antioxidantes y absorbentes de luz ultravioleta para que su procesado y comportamiento a la intemperie sean satisfactorios.
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Aplicaciones
El polipropileno es un polímero ampliamente utilizado en diversas aplicaciones. A continuación se detallan algunas aplicaciones:
• Autopartes: paragolpes, torpedos, alerones, guardabarros, volantes, pedales de acelerador (con bisagra tipo film), conductos de calefacción y refrigeración, carcasas de filtros de aire, cajas de baterías, etc.
• Artículos domésticos: baldes, bisagras de muebles, respaldos de sillas, botellas y tapones, cubertería, aparatos de cocina, carcasa de electrodomésticos, juguetes, tejidos para alfombras, vasos, etc.
• Electrotecnia: carcasa de transformadores, cubierta de cables, láminas de capacitores, accesorios de antenas, etc.
• Construcción: tuberías de desagüe y codos, depósitos de agua caliente, radiadores, etc.
• Medicina: aparatos médicos esterilizables, jeringas desechables, recipientes de transfusión.
• Otros: césped sintético, pistas de esquí en verano, tacones de zapatos, cordeles, papeles de embalaje, maletas, cajas de herramientas, carcasas de bombas.
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Bibliografía
Libros
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