El tereftalato de polietileno (abreviatura PET) es un termoplástico de la familia del poliéster producido por policondensación. Los monómeros de los que se fabrica el PET son ácido tereftálico (ácido 1,4-benceno dicarboxílico) y etilenglicol (1,2-dihidroxietano, 1,2-etanodiol).
TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)
La producción a gran escala todavía se lleva a cabo en parte mediante transesterificación de tereftalato de dimetilo con etanodiol. Dado que se trata de una reacción de equilibrio, se utiliza un exceso de etanodiol, que se destila de nuevo a medida que se lleva a cabo la reacción para influir favorablemente en el equilibrio.
La policondensación en fase fundida no conduce (en periodos de tiempo técnicamente razonables) a masas molares suficientemente elevadas. Esta es la razón por la que los grados de PET para botellas o hilados industriales (por ejemplo, Diolen, Trevira) se condensan posteriormente mediante policondensación en estado sólido (SSP).
También son posibles reacciones de apertura de anillo a partir de oligómeros, por lo que no se produce condensado y se pueden alcanzar rápidamente masas molares elevadas de más de 100.000 g / mol. Sin embargo, estos métodos aún están en desarrollo.
En procesos más recientes, el etanodiol se esterifica directamente con ácido tereftálico. Para el procesamiento, se prefiere el PET en forma parcialmente cristalina, pero cristaliza espontáneamente solo muy lentamente, por lo que se deben agregar agentes nucleantes para una cristalización rápida.
¿CÓMO SE PROCESA?
El PET se procesa de muchas formas y se utiliza de diversas formas. Los usos más conocidos incluyen la producción de botellas de plástico (proceso de producción de moldeo por inyección y soplado, moldeo por soplado y estirado) de todo tipo y el procesamiento en fibras textiles.
El PET también se utiliza para producir material cinematográfico como el que se utiliza en los cines. El PET se ha utilizado para fabricar películas muy delgadas desde la década de 1950, a menudo con el nombre de Hostaphan, Mylar.
El PET tiene su propio código de identificación de resina sintética que está diseñado para facilitar el reciclaje de los envases de PET.
El PET se utiliza como fibra textil (poliéster) debido a sus diversas propiedades útiles. No tiene arrugas, no se rasga, es resistente a la intemperie y absorbe muy poca agua. Este último predestina al PET como material para ropa deportiva que debe secarse rápidamente.
El PET también se prefiere en la industria alimentaria. Se puede procesar de forma amorfa y de esta forma es absolutamente incoloro y tiene un alto nivel de transmisión de luz. Se utiliza para envases de alimentos y botellas como: B. la botella de PET.
Debido a su buena compatibilidad con los tejidos, el PET también se utiliza como material para prótesis vasculares.
PROPIEDADES FÍSICAS
El PET es polar, lo que significa que existen fuertes fuerzas intermoleculares. La molécula también se construye linealmente sin enlaces cruzados. Ambos son requisitos previos para áreas y fibras semicristalinas.
Estas áreas también dan como resultado una alta resistencia a la rotura y estabilidad dimensional a temperaturas superiores a 80 ° C. Sin embargo, la resistencia al impacto es baja y el comportamiento de deslizamiento y desgaste es bueno.
La temperatura de transición vítrea ronda los 80 ° C. El PET cambia al estado cristalino alrededor de los 140 ° C. La celda unitaria es triclínica {a = 4.56 nm, b = 5.94 nm, c = 10.75 nm, α = 98.5 °, β = 118 °, γ = 112 °}. La densidad del PET amorfo es de 1.335 g / cm3, para áreas cristalinas se da como valores entre 1.455 y 1.58 g / cm3.
La densidad de las áreas cristalinas depende de la duración y temperatura de la policondensación en fase sólida, que se lleva a cabo como estándar para conseguir grados de PET de mayor peso molecular.
El grado de cristalización apenas supera el 70%. El punto de fusión está (según el grado de cristalización y el grado de polimerización) entre 235 y 260 ° C.
PELÍCULA DE POLIÉSTER
Un campo de aplicación amplio e importante para el tereftalato de polietileno (PET) son las películas, que en la actualidad se producen en espesores de 1 a 500 µm.
Se utilizan para películas delgadas para condensadores enrollados, cintas para máquinas de escribir, películas para estampar, películas de embalaje para embalajes a prueba de aromas, películas para muebles, películas de protección contra la luz de colores, películas fotográficas, películas de rayos X, películas de aislamiento eléctrico, películas y películas de aislamiento de ranuras de anclaje para tiras reactivas en la industria farmacéutica.
Las láminas portadoras para cintas de audio y video también fueron un gran campo de aplicación.
La película de PET está hecha de granulado de materia prima que se seca primero o directamente de la masa fundida (proceso Uhde Inventa-Fischer). El secado evita la degradación hidrolítica durante el procesamiento.
A partir de ella se produce una película a través de una matriz ranurada mediante fusión mediante extrusión y filtración. La película de fusión líquida se presiona sobre un rodillo de fundición por medio de clavos electrostáticos y se enfría por debajo del punto de vidrio del PET, que está alrededor de 65 a 80 ° C.
FIJACIÓN ELECTROSTÁTICA
La fijación electrostática es un método de aplicación para la película líquida fundida, en la que z. B. se une un alambre sin aislamiento paralelo a la película fundida a una distancia milimétrica. Se aplica un alto voltaje de 5 a 10 kV al cable. Debido al carácter dipolar de las moléculas de PET, el lado de la película que mira hacia el alambre está cargado positivamente.
El polo opuesto es el rodillo de colada conectado a tierra. Con este proceso, la película fundida se presiona contra el rodillo de fundición, el aire entre la película de PET y el rodillo de fundición enfriado se desplaza.
Esto es importante para que la película se enfríe de manera uniforme y rápida. En este paso del proceso, se crea el llamado prefilm.
La película recibe sus propiedades mecánicas finales del proceso de estiramiento posterior. El estiramiento generalmente se realiza en dos pasos, primero en la dirección longitudinal y luego en la dirección transversal.
Estiramiento
Para el estiramiento, la película debe recalentarse por encima de la temperatura de transición vítrea.
Para el estiramiento longitudinal, la película se pasa sobre rodillos calentados, calentados a la temperatura de estiramiento de z. B. 85 ° C calentado y estirado en un espacio de estiramiento con un radiador IR adicional en la dirección longitudinal de 2,5 a 3,5 veces.
Los rodillos después de la línea de contacto de estiramiento giran a una velocidad correspondientemente más alta.
El segundo paso se está extendiendo
Esto tiene lugar en un marco esparcidor en el que la película se sujeta por los bordes laterales mediante cadenas de clips. Las cadenas de clips corren paralelas a la banda de la película.
Los clips de retención para agarrar los bordes de la película están unidos a los eslabones de la cadena individual.
Primero, la película se calienta con aire caliente y luego se estira a lo ancho. Las cadenas se guían sobre un riel de guía de tal manera que, después del precalentamiento, la distancia entre las cadenas de clips se amplía de 2,5 a 4 veces.
El último paso del proceso es la fijación térmica de la película. La película, que todavía está sujeta en la cadena de clips, se calienta a una temperatura entre 200 y 230 ° C. Esto alivia la tensión en la película.
Debido al ajuste de calor, los hilos moleculares están tan juntos que se crea una conexión física entre las cadenas moleculares debido a la pequeña distancia. Esa es la formación de cristalitos.
Además de este proceso estándar, existen varias variantes para crear propiedades especiales, como una mayor resistencia en la dirección longitudinal.
Si la película se va a utilizar más tarde a altas temperaturas (> 80 ° C) y permanece dimensionalmente estable, es aconsejable pre-encoger esta película en un horno por encima de la temperatura de uso posterior para que esté libre de tensiones.
Durante este proceso, las dimensiones de la película cambian según el proceso de fabricación. Por lo tanto, algunos fabricantes también ofrecen películas preencogidas para aplicaciones de alta temperatura.
Pigmentos de materia prima
Dependiendo de la aplicación deseada, se agregan pigmentos a la materia prima. Esto mejora las propiedades de enrollamiento de la película terminada. Dichas láminas también están pigmentadas para esteras de láminas para muebles.
También se utilizan pigmentos coloreados. Existen otros aditivos también solubles para la estabilización y absorción de los rayos UV o para colorear.
La materia prima también se puede modificar con otros bloques de construcción de polímero. Si parte del ácido tereftálico se reemplaza por ácido isoftálico, el punto de fusión de la materia prima cae y la tendencia a cristalizar, resultando en PETIP.
Se altera la formación de cadenas lineales. Las películas sellables se producen coextrusionando PET con PETIP.
Las láminas acabadas a menudo se recubren o adhieren a otras láminas. Las asociaciones son z. B. Películas a prueba de aromas para envasado de café.
