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Polietileno Tereftalato

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by

Gabriel Schroeder

on 30 November 2013

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Transcript of Polietileno Tereftalato

Proceso de Fabricación del PET
Usos y aplicaciones
El PET ha tenido un ascenso espectacular en el mundo de los plásticos, principalmente por su uso en llamativos diseños para envases de bebidas gaseosas carbonatadas.
Aunque en sus inicios se dio en el área de materiales textiles, se ha extendido su aplicación a productos como películas y recipientes de gran transparencia para empaquetamiento de una amplia variedad de productos.
El poliéster termoplástico PET ofrece cualidades que juegan un papel trascendental en la industria manufacturera.

Introducción
En esta investigación se dará a conocer el proceso general de fabricación del Tereftalato de Polietileno, las materias primas y el equipo utilizado en el proceso de fabricación, productos principales que se obtienen y los usos de éstos.
PET
Con otros polímeros...
Con un cerámico
(vidrio)...
El PET es preferible debido a:
Su ligero peso
Alta resistencia a los golpes
Mayor facilidad de reciclaje
Menor contaminante
PET
En comparación...
Este termoplástico ha sido preferido por sobre los otros por características como:
Ventajas
Buena resistencia a la fricción y a la fatiga
Buena resistencia química
Gran transparencia y excelente brillo superficial
Buenas propiedades eléctricas
Excelente estabilidad dimensional
Buena resistencia al calor
Excelentes propiedades de barrera para la retención de gases
Capacidad de fácil moldeado
Precio razonable
Desventajas
Incompatibilidad con el equipo de transformación convencional
Poca disponibilidad de colores
"In 1993, glass salad jars were found to generate three times more atmospheric waste and nearly 70% more waterborne waste - by weight - than equivalent plastic containers." (Fenichell, 1996, p. 338).
Botellas para refrescos y otras bebidas
Recipientes y contenedores para todo tipo de alimentos
Este polímero se ha convertido en un material de empaque de trascendental importancia en la industria alimentaria. Sus aplicaciones principales implican:
Frascos para medicamentos y cosméticos
Películas fotográficas y radiográficas
Fibras para uso textil y fibras para rellenos
La forma cristalina del PET es un material básico para recipientes resistentes al calor
CPET
Algunos ejemplos de productos alimenticios que se empaquetan con PET son:
Aderezos
Encurtidos
Mantequilla de maní y otras jaleas
Especias
Aceites comestibles
Jarabes
Carnes
Lácteos

Conclusión
Sus propiedades mecánicas lo catalogan como un material duro con magníficas conductas a la flexión y al impacto, elástico, además de que es ligero y traslúcido.

Su composición química le da una alta resistencia a los ataques químicos como ácido y álcalis suaves, y solventes orgánicos; no se daña por grasas o aceites.

Térmicamente, es un buen conductor de temperatura.

Este material resiste a los factores ambientales, pues solo se torna amarillento después de largos períodos de exposición.

Tiene excelentes capacidades para impedir la entrada o salida de gases y vapor de agua.
En conjunto, estas propiedades características del PET lo hacen un material útil para aplicaciones de uso común y cotidiano, principalmente como recipiente o contenedor.

La industria comercial alimentaria es la que ha llegado a sacar más provecho de este termoplástico, pues sus capacidades le permiten estar en contacto con alimentos sin producir consecuencias dañinas al humano al momento de su consumo; además, su gran ligereza, traslucidez y accesible precio, han desplazado el uso del frágil vidrio principalmente en las industrial refresqueras y envasadoras de alimentos.
La industria manufacturera ha sabido aprovechar las distintas propiedades del PET, además de optimizarlo y mejorarlo con ciertos aditivos para producir artículos que, a su vez, produzcan un gran capital al ser requeridos por el mercado alimentario; el PET, con sus grandes ventajas y futiles limitaciones, ha tomado y seguirá tomando un papel fundamentan en el continuo desarrollo de la vida moderna.
Profesor: Ing. Emilio González Guerra
Miembros:
Kathia Montalvo González
Kevin Rodríguez Leija
Gabriel Schroeder Segura
César Valdés

Matrículas:
290318
290687
375912
362988

PROCESOS DE MANUFACTURA Y MATERIALES
UNIVERSIDAD DE MONTERREY
DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍAS

Tereftalato de Polietileno (PET)
Máquina de moldeo por estirado-soplado
Ampliamente usada para producir variedades de contenedores y envases de plástico PET para agua mineral, bebidas, aceite, cosméticos, infusiones calientes, etc. Controlada por micro computadora con cada proceso principal seguro de auto-bloqueo, es operada por un solo trabajador y la producción total es completada automáticamente.

Máquina moldeadora
La máquina está controlada por micro computadora, es de fácil operación y alta seguridad por necesitar solamente un trabajador no capacitado. Esta máquina moldeadora semiautomática por estirado-soplado puede soplar y hacer botellas de bebidas carbonatadas, botellas de agua mineral, botellas para cosméticos, botellas para llenado en caliente y particularmente botellas de aceite con asa.
Maquinaria de inyección
La maquinaria de inyección es usada para fabricar diferentes tipos de productos sólidos mediante la inyección directa del plástico para formar el producto.
Entre los productos que pueden ser fabricados con la maquinaria de inyección se encuentran envases, botellas de plástico, topperware, utensilios domésticos, tapas y cualquier objeto de plástico.
Sistema compresor de aire
El Sistema compresor de aire provee la fuerza motriz de la máquina moldeadora por estirado soplado y la energía primaria para el soplo de botellas de PET. Esta comprueba que los compresores de tornillo rotativo son los mejores productores de aire comprimido a alta presión.
Sistema de limpieza de aire
El Sistema de limpieza de aire es de igual manera esencial en la producción de botellas de calidad. Solamente se pueden producir botellas claras si se utiliza aire limpio. El sistema de limpieza de aire consiste en un secador, tanque de aire, enfriador, filtros.
Sistema deshumidificador de aire
El Sistema deshumidificador de aire prepara la resina de PET para su utilización. El PET seco exhibe su naturaleza óptima. El deshumidificador recicla el calor para utilizar la energía de forma eficiente y bajar el punto de rocío a – 50°C o menor.
Chiller
Es posible utilizar un chiller para enfriar el molde de preformas y el molde de soplado, para asegurarse de que la máquina inyectora y la máquina moldeadora por estirado soplado trabajen a toda su capacidad durante la producción normal. El chiller enfriado por agua es más eficiente desde el punto de vista de costos, el enfriado por aire es más flexible en cualquier circunstancia de trabajo.




Máquinas utilizadas
en la fabricación
Materias Primas del PET
Siendo un polímero, las moléculas de tereftalato del polietileno consisten en cadenas largas de unidades repetidas que sólo contienen el carbono (C), oxígeno (O) e hidrógeno (H), todos elementos orgánicos.

Algunos de los materiales son:

1) Etilenglicol Virgen
2) Ácido Tereftálico Purificado (PTA)
3) Dimetiltereftalato (DMT)
4) Ácido Isoftálico (IPA)
5) Dietilenglicol y monoetilenglicol (DEG),


Pasos para la fabricación del PET
1.- Después de la refinación del petróleo y la obtención de TPA o DMT, a partir de estos dos materiales se inicia una esterificación, se emplea glicol etilenico para obtener un monómero Bis-beta-hidroxi-etil-tereftalato, el cual de manera sucesiva y mediante la policondensación, se polimeriza y se convierte en PET.
2.- El proceso industrial de la cristalización consiste en un tratamiento térmico de entre 130 a 160 °C, durante un tiempo que puede variar de 10 minutos a una hora, mientras el gránulo, para evitar su bloqueo, es mantenido en agitación por efecto de un fluido o de un movimiento mecánico.
Con la cristalización, la densidad del PET pasa de 1.33 g/cm3 del amorfo a 1.4 del cristalino.

3.- En el paso de polimerización solida o post polimerización, el granulo cristalizado se carga en un reactor cilíndrico en cuyo interior, durante tiempos largos, es sometido a un flujo de gas inerte a temperatura elevada generalmente a mas de 200°C.
Este tratamiento provoca una reacción de polimerización que hace aumentar el peso molecular de la resina hasta los valores correspondientes necesarios para la fabricación de la botella.
De estos reactores, se descarga PET de elevado porcentaje de cristalinidad y viscosidad.

Procesos de fabricación
por tipo de productos PET
Producción de película
El proceso aquí usado es la extrusión de dado plano. Ésta consiste en la distribución del flujo del material plástico empujado por el husillo de una larga, uniforme y delgada línea que al formarse de manera continua da lugar a una hoja de longitud gobernada por las partidas de producción.

Un tren de producción completo para fabricar películas por este proceso está compuesto por: 1) una mesa de estiba, 2) un cortador, 3) un transportador, 4) alisadores y 5) la máquina extrusora.
Producción de cuerpos huecos (resina PET)
Se aplica la técnica de inyección-soplo con preforma y de inyección-soplo directo. En este proceso se inyecta una pieza de aspecto similar a un tubo de ensayo para laboratorio químico, que se denomina "preforma", la cual aún caliente se coloca en el molde para finalmente ser soplado, con lo que se forma el producto y se enfría.
Piezas formadas con PET reforzado
Aquí se requiere equipo convencional de inyección. El moldeo por inyección está basado en la plastificación del material en un cilindro caliente.
La inyección de termoplásticos consiste en tres etapas: 1) dosificación y fusión, 2) inyección, y 3) enfriamiento de la pieza.

La maquinaria de inyección de termoplásticos consta básicamente de dos partes: 1) la unidad de inyección y 2) la unidad de cierre.
Tipos de PET que se obtienen
PET de grado textil
PET de grado film
El tereftalato de polietileno se utiliza ampliamente en la fabricación de las películas de empaquetamiento en la industria alimentaria.
PET de grado botella
La primera botella PET se produjo en Europa desde 1974; sin embargo, su comercialización inició en Estados Unidos de América.

Este peculiar recipiente ha tenido un exponencial crecimiento debido a sus favorables características tales como: resistencia contra agentes químicos, gran transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo.


APET
El polímero PET es cristalino y opaco cuando está en forma de “pellets”, pero se vuelve amorfo y transparente durante la extrusión. Este cambio es una consecuencia del calentamiento del material hasta su punto de fusión y su posterior e inmediato enfriamiento por debajo de su temperatura de transición cristalina.

Este material debe ser recristalizado posteriormente para poder ser utilizado en aplicaciones en las que sean necesarias el mantenimiento de las propiedades mecánicas a temperaturas altas, ya que este material se reblandece a 80 °C; por esta razón no es válido para la fabricación de envases de calidad normal, pues debería soportar temperaturas cercanas a 100 °C.
CPET
El CPET es el tereftalato de polietileno cristalino, el cual es opaco. La mayor parte del CPET se usa para producir recipientes para microondas y comidas preparadas, es decir, recipientes que resistan el calor.
RPET
El tereftalato de polietileno se divide en distintos tipos según el área de aplicación, siendo éstas: 1) grados del PET y 2) tipos de PET, con sus respectivas subdivisiones.
Grados del PET
Tipos de PET
El primer uso del PET fue en la industria textil, durante la Segunda Guerra Mundial, como una fibra sintética que reemplazara a las fibras naturales de algodón o lino.

Tiene peculiares propiedades importantes para esta industria como: alta resistencia a la deformación, estabilidad dimensional, lavado y secado rápido, y muy poca necesidad de planchado.
Por otro lado, sus desventajas son: una difícil tintura, tacto duro, acumulación de electricidad estática, y la formación de pelusas.
Este tipo de PET se refiere a su estado reciclado. Las aplicaciones incluyen botellas para cualquier producto líquido, empaquetamiento industrial, embalajes especiales y alimentos.

Existen tres tipos básicos usados por los procesadores industriales: 1) PET post-industrial, referido a los desechos producidos en operaciones de proceso que no se usan nuevamente en el artículo que se está fabricando; 2) PET post-consumo, un material usado por cualquier consumidor que fue llevado a la basura como las botellas de gaseosas; 3) PET perdido.
El PET es un termoplástico derivado del petróleo; es resistente, transparente y ultraligero. Éste es utilizado en fibras textiles, películas de empaquetamiento de alimentos, y mayoritariamente en recipientes/botellas de refrescos y otros líquidos.
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