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sábado, 3 de junio de 2017
jueves, 4 de diciembre de 2014
viernes, 22 de noviembre de 2013
Cargas: algunos conceptos básicos
El concepto de carga es muy amplio, pero se pueden definir las cargas
como materiales sólidos que se añaden a las formulaciones de plásticos y
adhesivos, con objeto de reducir costes. Una carga debería no interferir con
las propiedades del polímero (propiedades mecánicas, comportamiento
reológico, color) y debería dispersarse en el polímero con facilidad, de modo
que la distribución sea adecuada, lo que difícilmente se consigue en la
práctica. Por otra parte, las cargas deben ser baratas de modo que supongan
una clara disminución del coste de la formulación. Sin embargo, en el caso de
cargas con densidades muy bajas se puede conseguir una disminución
sustancial del precio de una formulación aún cuando la carga sea más cara que
el resto de componentes, pues al reducir la densidad de la formulación se
puede reducir el peso de la pieza acabada, lo que puede ser doblemente
interesante.
La naturaleza química de las cargas puede ser muy diversa. Se utilizan
desde las sustancias inorgánicas minerales más sencillas como carbonato de
calcio, sulfatos de metales alcalinotérreos, silicatos, sílices y otros óxidos,
hasta negro de humo, microesferas de vidrio o cerámica, entre otras. Entre las
cargas orgánicas se encuentran la celulosa, almidón, cáscara de almendra, etc.
Se emplean generalmente en concentraciones de entre 5 y 50 phr.
En general los materiales cargados presentan peores propiedades
mecánicas (resistencia a la tracción e impacto) y problemas de
blanqueamiento al aplicar un esfuerzo (deshumedecen), por ello solo se
emplean para aplicaciones de bajos requerimientos.
martes, 19 de noviembre de 2013
Aditivos y rellenos para polímeros
Aditivos y rellenos: Son los materiales que se incluyen en la formulación de los polímeros para modificar y mejorar sus propiedades físicas, mecánicas y de proceso.
La mayor parte de los polímeros contienen aditivos, que les proporcionan características especiales.
Los Materiales Plásticos Poli-Propilenos y su Reciclado
Fuente: Anarpla
Por José Mª Alegre Batlle (Asesor Técnico de ANARPLA)
Desde hace unos meses, se reciben consultas acerca de Polipropileno Reciclado, generalmente informativas desde personas fuera de la especialidad de PP. ¿Cual es la percepción? Es de que se trata, como familia de materiales, de un sector en crecimiento y del que no hay una selección específica en las plantas de triaje de envases, ni presencia generalista en aplicaciones para que sea recuperado. Y es que el campo es variado, lo cual dificulta la gestión de residuos para su reciclado.
Como materiales, considerando su naturaleza, se debe distinguir entre Homopolímeros (como monómero solo propeno), que a su vez se desdoblan en dos subgrupos. Los que tienen las moléculas con el grupo metilo a un mismo lado de la cadena, conocidos con el nombre de isotácticos, por tanto se forman cristalitas con facilidad y los denominados síndiotácticos en que los grupos metilo alternan a ambos lados de la cadena y resultan de baja cristalinidad.
Copolímeros, tienen como co-monómero el etileno. Según el tipo de polimerización el etileno entra en la cadena en grupos alternantes, o en bloques después de polimerizar el propileno con resultado de obtenerse materiales más flexibles y más resistentes al impacto.
A estos cuatro grupos, hay que añadir que sobre todo los que son de impacto, suelen modificarse mediante la incorporación de cargas minerales tales como carbonatos y talcos, y además reforzantes, el más frecuente fibra de vidrio, y desde hace ya unos cuantos años se explora utilizar fibras vegetales. Por tanto nos encontramos ante un material, que genéricamente se conoce e identifica como uno solo “polipropileno”, pero los conocedores saben que hay que distinguir entre los distintos grupos. Cuando nos referimos a PP sin cargas, abundan los que tienen densidad inferior a 1 gr/cm3, es decir flotan en el agua, pero los que tienen cargas, teniendo en cuenta que un PP cargado puede llevar hasta un 40% de aditivos, las densidades se elevan casi a como un PVC. En un lavadero o separador por agua se hunden.
Todos ellos con una mayor temperatura de fusión, presentan una aptitud a condiciones de uso de temperatura más alta que el PE AD con unos campos de aplicación muy diversificados: el tradicional y con copolímeros es el moldeo por inyección, para piezas de automóvil, electrodomésticos, carcasas de baterías, parachoques de automoción. Con homopolímeros, en que la transparencia es una propiedad apreciada, filmes, entre los que destacan los de tecnología bi-orientado destinados a embalaje, láminas termoformables, compitiendo con PS, PVC, PET, complejos. Otros sectores de aplicación son los monofilamentos (para redes, cuerdas, tejidos no tejidos), las “rafias” para tejer y confeccionar sacos, mallas, hace unos años compitiendo y en precio con la fibra de yute. Otros campos son flejes compitiendo con PET, moquetas, cuerpos huecos (botellas y contenedores) compitiendo con PET y PEAD. Otras aplicaciones frecuentes son tapones para envases, juguetes, menaje, mobiliario de jardín, cajas y cubos. Un inconveniente notable es que los PP degradan más que los PE, pero con estabilizantes se solventa bien.
Cuando los recicladores se encuentran delante de tal diversidad de materiales y aplicaciones, suele ocurrir que los establecimientos se especializan, tienen organizados sus circuitos de aprovisionamiento – reciclado – aplicación, no se aprecian tan generalistas como para el PE o PET y aparentan dispersos, casi minoritarios y más difíciles de localizar. En un futuro, próximo, habrá que pensar que con las facilidades de selección que se ofrecen con los sensores y selectores electrónicos a medida que las plantas se vayan automatizando más, se pasará a disponer de residuos de PP a reciclar en circuito abierto. Los consumos aparentes de PP virgen, son del orden del PEAD, por tanto es de prever que la situación de que el PEAD se recicle en mucha mayor proporción que el PP, se irá corrigiendo tendiendo a incrementarse el reciclado de PP, probablemente influenciado por el creciente uso de virgen en el sector de envase-embalaje, a similitud de lo que ha ocurrido con el PET.
lunes, 11 de noviembre de 2013
Aditivos para los plásticos
La industria de los plásticos conoce desde siempre que la obtención de
productos verdaderamente útiles sólo es posible si a la matriz polimérica se
añaden ciertos aditivos. En general, se consideran aditivos aquellos materiales
que van dispersos físicamente en una matriz polimérica, sin afectar a su
estructura molecular. Por tanto, quedan excluidas sustancias tales como
catalizadores, reticulantes, etcétera. La incorporación de aditivos a plásticos
puede alterar considerablemente las propiedades del material. Por ejemplo, en
el caso del caucho según los aditivos que se empleen se pueden obtener
neumáticos, suelas de zapatillas, colchones, bandas elásticas, gomas de borrar,
etc. En el caso del PVC se pueden obtener tubos rígidos, botellas,
recubrimientos de cables, bandas transportadoras, ropa, balones, muñecas,
etc., todos ellos materiales con propiedades y aspecto muy diverso.
Los aditivos se clasifican según su función y no en relación con su
constitución química (consultar la tabla que publicamos en esta entrada). Por su especial importancia, en este tema
trataremos los plastificantes, estabilizantes, lubricantes, modificadores de
impacto, retardantes de llama, agentes espumantes, cargas y pigmentos y
colorantes.
Todos los aditivos deben cumplir una serie de requisitos técnicos. En
general se espera que sean altamente eficaces, de modo que se consigan los
objetivos propuestos a una concentración que sea aceptable económicamente.
Ciertas mejoras en una determinada propiedad pueden dar lugar al
empeoramiento de otras; por tanto, lo que determina la elección final de uno o
varios aditivos es el comportamiento considerado en su conjunto. En algunos
casos, cuando las moléculas de aditivo deben interactuar con las de polímero
es preciso que exista una compatibilidad alta, es decir, una alta miscibilidad a
nivel molecular. Sin embargo en otros casos es deseable que el aditivo y el
polímero formen dos fases bien diferenciadas. Un aditivo, además, no debe
ser volátil en las condiciones del proceso de transformación. Esto significa
que debe tener una tensión de vapor baja a altas temperaturas y no debe tender
a agregarse, lo que daría lugar a un depósito del aditivo en forma de capa fina
superficial. Un aditivo no debe exudar durante su vida en servicio, ya que
daría lugar a problemas de estética y a la pérdida de eficacia por eliminación
del aditivo. Los aditivos inorgánicos insolubles, tales como pigmentos, cargas,
etc., no dan lugar, en general, a fenómenos de exudación, mientras que los
plastificantes de bajo peso molecular, por ejemplo, tendrán más tendencia a
migrar y exudar a la superficie durante el proceso de transformación y
posteriormente por envejecimiento. Además, pueden ser vehículo para la
migración de otros aditivos solubles. Por último, un aditivo no debe ser tóxico
ni perjudicial para la salud del personal que lo manipule ni tampoco para los
usuarios, especialmente cuando el material se utiliza para entrar en contacto
con productos alimentarios, farmacéuticos o que se emplean en juguetería.
La concentración de los aditivos en las formulaciones de plásticos
generalmente se expresa en peso referida a 100 gramos de polímero o phr
(partes por 100 de resina).
¿Qué es el carbonato de calcio?
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| Formula química del carbonato de calcio. |
La Asociación de Productores de Caliza Pulverizada de Estados Unidos (PLA), lo define como un producto procedente de la molienda de caliza o dolomía con una pureza mínima del 97% y un tamaño de grano inferior a 45 mm. En idioma inglés se le conoce por GCC (ground calcium carbonate), en contraposición con el carbonato cálcico artificial, o PCC (precipitated calcium carbonate).
En Europa no se considera como tal el producto procedente de las dolomías, por lo que las materias primas para la fabricación de carbonato cálcico son calizas, mármol o cretas.
Las aplicaciones industriales del Carbonato de Calcio son incontables.
El carbonato cálcico compite ventajosamente con otros minerales utilizados para cargas, por su precio mucho más bajo que la sílice micronizada, el talco, el caolín, la mica y la wollastonita. Constantemente se le abren nuevos campos de aplicación.
También hay especificaciones referentes a la absorción de aceite, superficie específica y peso específico aparente.
Para fabricar vidrio las especificaciones se refieren, sobre todo, a la composición química y al control de los elementos. En el refino de azúcar, a la pureza y ausencia de sílice. En farmacia, la ausencia de As, Pb, Hg, y bajo contenido en Fe y otros metales pesados son los factores determinantes.
Aplicaciones del carbonato de calcio en hules y plásticos
En general, el carbonato de calcio es el mineral más importante para la industria del plástico.
El carbonato de calcio se caracteriza por las siguientes propiedades:
- Alta pureza, lo que deja de lado cualquier efecto catalítico adverso en el envejecimiento de los polímeros
- Alto grado de blancura
- Bajo índice de refracción, permitiendo tonos pastel y blancos
- Baja abrasividad, mejorando el tiempo de vida de las máquinas y equipos
- Buena dispersabilidad (particularmente en los grados recubiertos)
- Bajo costo
Las aplicaciones más importantes se dan en:
- PVC plastificado
- Plastisoles de PVC
- PVC rígido
- Polipropileno
- Polietileno
- Resinas de poliéster no saturadas
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| Referencia del producto. |
El carbonato de calcio es un producto de alta blancura, baja absorción de aceite y buenas características de dispersión, que lo hacen una excelente carga mineral general. Este producto es utilizado en plásticos, hule, recubrimientos y selladores donde un producto uniforme sin partículas grandes es importante.
Su uso en compuestos de poliéster no saturado (SMC, VMC, TMC) brinda a las partes terminadas excelentes propiedades físicas y de superficie. Es utilizado extensivamente en pinturas donde se busca balancear las propiedades ofrecidas por cargas más finas y más gruesas.
Aplicaciones del carbonato de calcio en la industria de jabones y detergentes
El Carbonato de Calcio se usan como relleno mineral para lograr una alta retención de humedad, mejorar la consistencia y secado de la masa final, mejorar el aspecto de los jabones y controlar el peso final del producto. Además, no altera las propiedades físicas y químicas de los productos jabonosos, ni la viscosidad de la mezcla.
El carbonato de calcio mejora la acción de limpieza de jabones y detergentes debido a un adecuado grado de abrasividad. No es retenidos por la fibras textiles ni daña la ropa, puesto que no contienen silica en estado libre.
Aplicaciones del carbonato de calcio en la industria del caucho
El carbonato de Calcio se usa en la producción de cauchos naturales y sintéticos, manteniendo la flexibilidad, aumentando la resistencia a la torsión y a la tracción, mejorando las características mecánicas y eléctricas del caucho reduciendo costos.
Los Carbonatos disminuyen el envejecimiento del caucho, la fatiga del material, no cambian su aspecto, no lo calientan y le evitan rupturas. Su consistencia y alta pureza química le permiten a los rellenos minerales poder ser usados independientemente o mezclados, dependiendo de la formulación de resina y de las necesidades del usuario. Los Carbonatos tienen la ventaja de reducir el costo de las resinas.
Aplicaciones del carbonato de calcio en la industria de pinturas
El Carbonato de Calcio proporciona mayor poder de cobertura, aumentando así el rendimiento en pinturas de alta calidad, sintéticas de aceite y en otros revestimientos. Los Carbonatos son de gran blancura y al no interferir en el color de la pintura, contribuyen a su opacidad y a que la pintura cubra, sin chorrear, las superficies.
También son utilizados en sistemas de recubrimientos y pinturas ofreciendo un excelente brillo, buenos valores de Hegman, con alta velocidad de incorporación y buenas propiedades de superficie en sistemas a base solvente y agua.
El carbonato de calcio ofrece a las pinturas un tratamiento superficial que hace que sus partículas sean hidrofóbicas, de forma que incrementen su compatibilidad en un medio orgánico facilitando su dispersión.
El carbonato de calcio tiene gran aplicación como extendedores o cargas en pinturas a base de agua y de solvente. Se utilizan en la producción de fibra de vidrio, hules, poliuretanos y plastisoles, adhesivos, acabados texturizados y selladores.
Aplicaciones del carbonato de calcio en nutrición animal
El Carbonato de Calcio se utiliza para mejorar los rendimientos de todo tipo de alimento para animales. La integridad de la cáscara del huevo de las gallinas ponedoras y la fortaleza ósea de todos los animales, es clave para la producción de carne y huevos de calidad. Carbonatos con alto contenido de calcio, esto es, que contengan como mínimo un 38% de calcio elemental (Ca), son la fuente primaria de calcio en los alimentos para animales.
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