Polipropileno

Descripción y generalidades

1. 1

PETROQUIMICA
POSTGRADO:
MATERIALES POLÍMERICOS

MATERIA:
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS POLÍMEROS
POLIMERO:
POLIPROPILENO

2. 2
1.INTRODUCCIÓN.
2.ESTRUCTURA MOLECULAR.
3.TIPOS DE POLIPROPILENO.
4.PROPIEDADES.
5.APLICACIONES.
CONTENIDO

3. 3
1.INTRODUCCIÓN
•El polipropileno es un termoplástico semicristalino que se
produce en presencia de un catalizador estereo específico,
tiene múltiples aplicaciones por lo que se considera como
uno de los productos de mayor desarrollo en el futuro, su
tecnología de polimerización es la de menor impacto al medio
ambiente.

4. •La polimerización catalítica del propileno fue descubierta
por Natta en 1954. La investigación de los sistemas
catalíticos estereo específicos para polimerizar las olefinas
les otorgó a Ziegler - Natta el Premio Nobel de Química en
1963.
•Los principales procesos comerciales de polimerización
son los siguientes:
Procesos en solución.
Procesos en suspensión.
Procesos en fase gas.
4

5. 5
Los mecanismos de reacción y el sistema catalítico
determinan la estructura molecular del polímero.
El inicio de la polimerización se da por la activación del
sistema catalítico y se termina por la adición de un agente de
transferencia como el hidrógeno, mismo que se utiliza para
controlar sus propiedades físicas; la longitud promedio de las
cadenas, el peso molecular, la viscosidad.. Etc.
2. ESTRUCTURA MOLECULAR

6. 6
La estructura molecular del polipropileno es lineal, con un
grupo metilo (CH3) ramificado que proporciona tres
estructuras isómeras.
Isotáctica
Sindiotáctica
Atáctico
2. ESTRUCTURA MOLECULAR

7. 7
En la estructura del Polipropileno Isotáctico, todos los grupos
metilos de la cadena principal están del mismo lado.
En la estructura del Polipropileno Sindiotáctico, los grupos
metilo están distribuidos en forma alternada en ambos lados de
la cadena principal.
Las estructuras Isotácticas y Sindiotácticas, tienen una
estructura molecular ordenada y semicristalina que le
proporciona al polímero propiedades físicas excepcionales.
En la estructura del Polipropileno Atáctico tiene los grupos
metilos distribuidos al azar en la cadena principal, no tiene
ningún tipo de orden y es completamente amorfo.
Los procesos industriales se dirigen ha obtener polipropileno
isotáctico, que es el de mayor interés comercial.
2. ESTRUCTURA MOLECULAR

8. 8
3.TIPOS DE POLIPROPILENO
PP HOMOPOLÍMERO:
Se produce utilizando únicamente propileno como monómero,
es altamente cristalino lo que le proporciona rigidez y dureza, a
bajas temperaturas tiene baja resistencia al impacto y su
transparencia se considera baja en algunas aplicaciones.
PP COPOLÍMERO RANDÓMICO (AL AZAR):
Se produce por la adición de un comonómero generalmente
entre 1 - 7 % de: Etileno, el copolímero obtenido comparado
con el homopolímero, tiene menor temperatura de transición
vítrea y de fusión, menor cristalinidad, más transparente,
menor calor de distorsión, menor temperatura de
ablandamiento y menor temperatura de sellado en sus
aplicaciones.

9. 9
COPOLÍMEROS BLOQUE:
Se caracterizan por el contenido de etileno entre el 10 y 25%,
durante la polimerización se forma una fase bipolimérica de
Etileno-Propileno de características gomosas.
Se producen mediante un sistema de reacción en cascada, en
el primer reactor se o btiene el homopolímero que
posteriormente se transfiere al segundo reactor donde se le
adiciona Etileno y Propileno para formar el copolímero en
bloque con Etileno (60%) – Propileno (40%).
El copolímero en bloque también se le denomina como: de alto
impacto, copolímero heterofásico, se utiliza en aplicaciones
que requieren de elevada resistencia al impacto y dureza en
especial a bajas temperaturas T=-35 ºC. La resistencia al
impacto depende del tipo, cantidad y morfología de la fase
elastomérica (etileno-propileno), la rigidez se determina por la
matriz de polipropileno, misma que es inferior a de los
homopolímeros.
3.TIPOS DE POLIPROPILENO

10. 10

11. 11
4.PROPIEDADES
Las condiciones de operación y el sistema catalítico empleado
en la polimerización, determinan la distribución del peso
molecular, mismo que influye en la determinación de las
propiedades mecánicas del polímero obtenido.
En el sistema catalítico Ziegler-Natta es común encontrar
distribuciones de pesos moleculares anchas, comparadas con
la de los polímeros fabricados con los catalizadores de tipo
Metaloceno.
El PP Isotáctico comercial tiene las siguientes propiedades:
Peso Específico entre 0.9 y 0.91 g/cm
3.

Temperatura de reblandecimiento más alta que el PEAD y PEBD
Gran resistencia al stress cracking.
Mayor tendencia a ser oxidado y mala resistencia a la luz U V.
Tiene un grado de cristalinidad intermedio entre el PEAD y el
PEBD.

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4.PROPIEDADES.
Propiedades Mecánicas del Polipropileno.
Homopolímero Copolímero
Modulo elástico en tracción (GPa) 1.1 - 1.6 0.7 - 1.4
Alargamiento de rotura en tracción (%) 100 - 600450 - 900
Carga de rotura en tracción (MPa) 31 - 42 28 - 38
Modulo de flexión (GPa) 1.19 – 1.75 0.42 – 1.40
Resistencia al impacto (kJ/m
2
) 4 – 20 9 - 40
Dureza Shore D 72 - 74 67 -73
El P P: tiene muy buena resistencia a la fatiga, por ello la mayoría
de las piezas que incluyen bisagras utilizan este material.
Propiedades Ópticas.
El PP homopolímero es transparente con un índice de refracción
aprox. En 1.5, esto, unido a su buena resistencia mecánica, lo
hace un material muy utilizado para la producción de vasos
desechables.

13. 13
4.PROPIEDADES.
Propiedades Térmicas
Polipropileno
Temperatura: Homopolímero Copolímero
De fusión °C 160 – 170 130 – 168
Maxima de uso continuo °C 100 100
Transición Vitrea °C -10 -20
Calor específico (J/ °K*Kg) 1700 - 1900
Coeficiente de expansión térmica (1/ 10
-6
°K 100 - 180
Conductividad térmica a 23 °C (W/ m °K) 0.01 - 0.22
A baja temperatura el PP Homopolímero se vuelve frágil
típicamente a T= 0 ºC, el PP copolímero conserva su ductilidad
hasta una temperatura de T= - 40 ºC.

14. 14
4.PROPIEDADES.
Propiedades Eléctricas
Constante Dieléctrica @1MHz 2.2-2.6
Factor de Disipación a 1 MHz 0.0003 – 0.0005
Resistencia Dieléctrica ( kV mm
-1
) 30 – 40
Resistividad Supeficial ( Ohm/sq ) 10
13
Resistividad de Volumen ( Ohmcm ) 10
16
- 10
18
Resistencia Química
Acidos - concentrados Buena-Aceptable
Acidos - diluidos Buena-Aceptable
Alcalís Buena
Alcoholes Buena
Cetonas Buena
Grasas y Aceites Buena-Aceptable
Halógenos Mala
Hidro-carbonios halógenos Buena-Mala
Hidrocarburos Aromáticos Aceptable

15. 15
Propiedades para Película de Polipropileno
Propiedad Valor
Alargamiento a la Rotura % 50-1000
Factor de Disipación @1 MHz 0.0003
Permeabilidad al H
2
O @25C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
16
Permeabilidad al H
2
O @38C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
70
Permeabilidad al CO
2
@25C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
6@30 °C
Permeabilidad al H
2
@25C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
30
Permeabilidad al N
2
@25C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
0,3
Permeabilidad al O
2 @25C x10
-13
cm
3
. cm cm
-2
s
-1
Pa
-1
1.7@30°C
Resist. Dieléctrica a 25µm de grosorkV mm
-1
200
Resistencia al Desgarre Inicial g µm
-1
18-27
Temperatura de Sellado en Caliente C 140-205
4.PROPIEDADES.

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4.PROPIEDADES.
Propiedades para Tubo de Polipropileno
Propiedad Valor
Material :Tubo Orientado Biaxialmente
Módulo de Tracción – Longitudinal (Gpa ) 2
Módulo de Tracción – Transversal ( Gpa ) 1.3 – hoop
Resistencia a la Tracción – Longitudinal (Mpa ) 125
Resistencia a la Tracción – Transversal ( Mpa )40 - hoop
Resistencia al Impacto Relativo 2.5

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5.APLICACIONES.
El polipropileno es uno de los plásticos con mayor crecimiento
en el consumo de los últimos años y se prevé que continúe
creciendo más que los otros grandes termoplásticos (PE, PS,
PVC, PET). En 2005 la producción y el consumo de PP en la
Unión Europea fue de 8 y 9 MTA respectivamente, el volumen
es sólo inferior al del PE.
El PP se transforma por diferentes procesos, los más utilizados
son los siguientes:
Moldeo por Inyección: se usa para hacer varios tipos de
artículos, entre ellos frascos, tapas, muebles plásticos, cuerpos
de electrodomésticos, aparatos domésticos y piezas de
automóviles.
Moldeo por Soplado: Se usa para la producción de recipientes
huecos; frascos, botellas, tanques de vehículos, etc.

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Producción de película:
•Película biorientada (BOPP), es la más extendida, representa
más del 20% del mercado del embalaje flexible.
•Película moldeada ("cast film")
•Película soplada ("blown film"), actualmente tiene un
mercado pequeño sin embargo el crecimiento es rápido.
Extrusión: con este proceso se obtienen los artículos
continuos, entre ellos los tubos, los termo formados como los
potes, vasos y las fibras que se utilizan en telares para la
producción de tejidos, bolsas, etc.
Fibras de Polipropileno: el material es extruido y forzado a
pasar a través de minúsculos orificios, formando las fibras que
se emplean en la producción de alfombras, tapices y hilos,
productos higiénicos desechables, ropas protectoras, etc.
Estos productos se benefician de la tenacidad y flexibilidad del
PP.
5.APLICACIONES

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5.APLICACIONES
Envases de Pared Delgada.
Una de las tendencias, en la industria del moldeo por inyección
actual, es el diseño de piezas con espesores menores de 0.8
mm, conocidas como "de pared delgada“, disminuye el peso de
la unidad y los tiempos de ciclo incrementando la
productividad, las principales aplicaciones del PP en este
campo se encuentran en artículos tales como las copas de
postre, los potes de margarina, los baldes de helado, entre
otros.
Industria Automotriz.
En este campo el PP ha encontrado nuevas aplicaciones
aportando confort visual y al tacto en el interior de los autos,
estabilidad dimensional en los compartimentos del motor,
óptima resistencia frente a los agentes climáticos y buena
recepción a los tratamientos decorativos en las superficies,
estas características han logrado que en la actualidad el
polipropileno sea uno de los plásticos más importantes de la
ingeniería del automóvil.

20. APLICACIONES
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