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polimeros

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by

Valeria Suarez

on 20 October 2013

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Definición de Polímeros

Un polímero es la unión de macro moléculas orgánicas formadas por la unión de monómeros.
Polimerización
por Etapas
Polimerización por Adición

Es un procedimiento en el cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros .

Existen dos tipos de polimerización :
Adición
Condensación.
Copolímeros
Tipos de Polímeros y
a) Homopolímero
b)Copolímero alternado
c) Copolímero en bloque
d) Copolímero aleatorio
e) Copolímero ramificado
Polimerización
Tipos de Polímeros según sus Propiedades Físicas
Termoplásticos
Plásticos termoestables
Elastómeros
Adhesivos
Polímeros
clasificados por su Composición Química
Orgánicos ( constituidos por cadenas hidrocarbonadas o derivados de ellas.
Inorgánicos(constituidos por monómeros que poseen elementos distintos al carbono).
Existe otra clasificación llamada Rempp Merril
Polimerización por Etapas (incluye a las de condensación)
Polimerización en cadena (incluye las de adición)
Polimerización por Condensación

Polimeros
por:
Alejandra perez
Valeria Suárez

-El poliestireno de alto impacto o poliestireno modificado con caucho (HIPS) es un termoplástico blanco de translúcido a opaco, resistente al desgaste y con una elevada resistencia al impacto.
-Cabe destacar que, a escala microscópica, presenta una microestructura algo mas compleja.
Esto se debe a que es un material constituido por un copolímero que forma enlaces entre oligómeros de estireno y polibutadieno.
Se comercializa bajo el nombre de poliestireno de alto impacto (HIPS) y se prepara disolviendo polibutadieno en estireno y polimerizando este por procedimientos convencionales.
Cualidades
- Elevada dureza
- Bajo coste de producción a nivel industrial
- Fácil proceso de obtención, partiendo única y exclusivamente de estireno monómero y polibutadieno
- Buenas propiedades mecánicas
- Aislante térmico y eléctrico
- Producto totalmente reciclable
- Múltiple aplicabilidad
Proceso industrial de fabricación del HIPS
Polimerización en masa
Se toma la decisión de obtener el HIPS mediante polimerización en masa del estireno(monómero) en presencia de polibutadieno(material elastómero) por tres factores: seguridad en la planta,pureza del producto y coste de producción.

Para producir un polímero en masa, evitando los problemas de disipación de calor, reside en trabajar objetos pequeños por moldeo, lo cual permite una buena refrigeración y/o calentamiento al ser la masa pequeña. Generalmente se trabaja en moldes de vidrio o acerinox, los cuales deben ser calculados teniendo en cuenta la concentración de la masa
POLIESTIRENO DE ALTO IMPACTO (HIPS)
La resistencia al impacto que tendrá el poliestireno queda determinado por su contenido en elastómero, el caucho es el que determina el porcentaje de polibutadieno injertado(tres veces la cantidad de caucho añadido)
El producto mas consumido es el estándar con un contenido en polibutadieno del 8%, un contenido de lubricante interno del 4.5%, 775 ppm de antioxidante y 400 ppm de monómero residual.
Materias primas y compuestos auxiliares
Monómero:
Material elastomérico
Confiere flexibilidad y resistencia al impacto al HIPS. Como elastómero se emplea polibutadieno, polímero que se obtiene a partir del butadieno y cuya formula general es:

Antioxidante
La adición de pequeñas cantidades de antioxidante es el método mas comúnmente usado para estabilizar un polímero frente a la degradación térmica ambiental y/o de proceso. Los antioxidantes protegen los polímeros de la oxidación inhibiendo o disminuyendo la velocidad de las reacciones de los polímeros con el oxigeno atmosférico.
Estabilizantes de la luz:
La luz y el oxigeno favorecen las reacciones de degradación de los plásticos modificando su aspecto visual y también disminuyendo drásticamente sus propiedades físicas y mecánicas.
Son compuestos químicos capaces de interferir por procesos físicos o químicos el mecanismo de degradación provocado por la luz.
Estearato de cinc:
Es el lubricante externo que se utliza para facilitar el uso de la granza.
Se utiliza el estireno,que es, junto con el material elastomerico, la principal materia prima para producir el HIPS. Es un liquido aceitoso, olor aromático , insoluble en agua, soluble en alcohol y éter, derivado del petroleo. Su formula condensada es:
Aceite mineral:
Es el lubricante interno que se utiliza para dar una mayor fluidez al producto durante su elaboración y en transformaciones posteriores.
Etilbenceno:
Corresponde al disolvente utilizado para facilitar la evacuación del calor y controlar la velocidad de reacción.
Etapas del proceso
Preparación de la alimentación
El objetivo de una buena agitación consiste en impedir la deposición en el fondo del tanque y, al mismo tiempo, facilitar la disolución. En este caso, se realiza
con un agitador de turbina.
La solución almacenada se impulsa hacia un calentador. A 100°C circula aceite térmico.
Su misión consiste en calentar la solución a una temperatura de 60°C, de forma que no altere la reacción cuando entre al prepolimerizador.
Previamente a que se produzca la polimerización, se prepara una solución de polibutadieno en estireno para alimentar el proceso y disolver el antioxidante. La disolución del elastómero facilita el injerto del mismo con cadenas de poliestireno en crecimiento, mejorando las propiedades mecánicas del producto final.

La disolución tiene lugar en tanque de mezcla agitado construido en acero inoxidable de tipo martensítico resistente a la corrosión.
Este reactor se aprovecha para disolver el antioxidante.
Una vez realizada la disolución, la mezcla resultante se envía a un deposito acumulador con la ayuda de bombas de impulsión. Su misión consiste en contener la solución preparada anteriormente y alimentar el proceso de una forma continua.
Ambos trabajan a presión atmosférica y a temperatura ambiente, porque en estas condiciones el estireno se mantiene en estado liquido, también incorporan un sistema de ventilación que impide la vaporización del estireno.
Esquema del proceso
Prepolimerización
La solución precalentada se dirige hacia el reactor de prepolimerización, donde se hace polimerizar el estireno hasta conseguir una conversión en la cual la inversión de fases se haya completado.
Teóricamente la inversión de fases tiene lugar cuando la cantidad final de poliestireno es de dos a tres veces la de polibutadieno.

La evacuación del calor generado y licuación de vapores se produce en un condensador de reflujo por gravedad
Este reactor debe ser agitado para homogeneizar la mezcla y ayudar a la evacuación del calor generado.
Desvolitización
Su objetivo es extraer del polímero el estireno, el etilbenceno y los oligomeros de bajo peso molecular formados en las distintas reacciones, para obtener de esta forma un producto altamente purificado.
El reactor de prepolimerización es un tanque cilíndrico agitado de acero inoxidable; en este punto del proceso de trabaja a una temperatura de 120°c y a una presión absoluta de 357 mmHg.
Con un agitador tipo ancora con motor eléctrico, se ayuda a la homogenización y eliminación de calor en exceso de la mezcla.
Reactor de polimerización
La mezcla procedente del reactor anterior entra al reactor de polimerización donde se completa la polimerización.
Es un tanque cilíndrico agitado de acero inoxidable. Se trabaja a una temperatura de 14°C Y 625mm Hg.
Se hace uso de un disolvente(etilbenceno), para reducir la viscosidad de la masa resultante, facilitando la evacuación del calor en exceso generado en las reacciones de polimerización.
La evacuación de calor tiene lugar en un condensador de reflujo por gravedad.
Se calienta el producto procedente del reactor de polimerizacion desde 145°C hasta unos 230°C , luego se envía al desvolatilizador, donde el estireno, el etilbenceno y las impurezas son eliminadas mediante el método de la devolatilizacion flash.
Estos compuestos se envían a una columna de destilación, con el objetivo de reciclar el estireno y el etilbenceno de los demás compuestos y enviarlos de nuevo al reactor de polimerización
Acabado
El polímero fundido se envía a un mezclador estático para añadir a este los aditivos necesarios(colorantes).
Moldeo por inyección
Moldeo por extrusion
Moldeo por soplado y termoconformado
Proceso de conformado para fabricación de piezas
El conformado de polímeros consiste en transformar el material obtenido en las reacciones en piezas de formas concretas con moldes
Fabricación del poliestireno expandible
APLICACIONES
Reactor de prepolimerización
Reactor de polimerización
Equipos
Bibliografía
-http://www.tecnicaindustrial.es/tiadmin/numeros/26/38/a38.pdf
-http://190.27.248.91:8082/jspui/bitstream/123456789/142/1/DISE%C3%91O%20DE%20REACTORES%20DE%20PREPOLIMERIZACI%C3%93N%20Y%20POLIMERIZACI%C3%93N%20PARA%20LA%20PRODUCCI%C3%93N%20DE%20%C3%81CIDO%20POLILACTICO%20EN%20UNA%20PLANTA%20INDUSTRIAL.pdf
-http://www.slideshare.net/cesarturo26/polimerizacin-por-condensacin-comp
http://docencia.udea.edu.co/ingenieria/moldes_inyeccion/unidad_1/polimerizacion.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero
http://www.textoscientificos.com/polimeros/introduccion
http://www.xente.mundo-r.com/explora/quimica3/Polimeros.pdf
http://webdeptos.uma.es/qicm/doc_docencia/tema5_cm.pdf
http://www.monografias.com/trabajos93/sobre-los-polimeros/sobre-los-polimeros.shtml

Polimerización para la obtención de polipropileno.
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