POLIETILEN TEREFTALATO

Transcripción

1 POLIETILEN TEREFTALATO Arnite A, Techster E, Impet, Petlon, Rynite (Dupont), Kodapek, Petra, Ultralen, etc. PET O O O C C O ( CH 2 ) 2 n

2 Algunas de sus propiedades son: Propiedad PBT PET HDT a 4.7 Kg/cm2 ( C) % F.V Resistencia al impacto Izod, 23 C (J/m) Módulo de flexión Kg/cm % F.V Densidad Relativa % F.V % Absorción Agua a 23 C % F.V

3 POLIMERIZACION Acido tereftalico o dimetil tereftalato CH 3 - O O O-C - O O - C O CH 3 + Etilen glicol H H HO C C - OH H H H - O-C - - C O ( CH 2 ) 2 - O + H C OH + H 2 O Polietilen tereftalato ( PET ) H Metanol agua

4 Los grupos polares éster, forman cristales resistentes. A su vez, los anillos aromáticos tienden a apilarse de un modo ordenado, haciendo aún más resistente a los cristales.

5 Polietilen tereftalato (PET) PET grado ingeniería: Altamente cristalino Puede reforzarse con fibra de vidrio (30-55%), cargas minerales (mica) y otros aditivos (retardadores de flama, agentes de nucleación) PET amorfo: Altamente transparente Para filtros, películas y botellas

6 Relación peso molecular tiempo de cristalización Peso molecular promedio del PET Tiempo medio para cristalizar (min) 15, , ,

7 PET ingeniería Formulados con fibras y cargas: Mezclado y acoplamiento Mejor resistencia mecánica Estabilidad dimensional Aumenta temperatura de servicio Resistencia química

8 PET modificado con glicol PETG (COPOLIESTER) Se le añade un glicol secundario (1,4ciclohexanedimetanol) durante polimerización Aumenta fase amorfa Transparencia, tenacidad, rigidez Menor temperatura de procesamiento No se recomienda para bebidas carbonatadas ni cerveza ni alimentos (Tratamto Térmico) Juguetes, partes medicas, sillas, mangos de cepillos, aparatos eléctricos, etc...

9 PET cristalino T. de procesamiento: ºF ( ºC) T. de fusión: ºF ( ºC) Mayor cristalización: ºF ( ºC) Cristalización máx.: 374ºF (190ºC)

10 El PET es semicristalino pero se puede hacer altamente amorfo Fibras y películas : Amorfos (Transparentes) con cierto grado de cristalinidad Se extruye, se enfría bruscamente y se orienta (uniaxial en fibras o biaxial en películas) a Temp. ligeramente arriba de Tg(158ºF o 70ºC) PET botella: Al degradarse termicamente produce aldehidos que imparte olor y sabor al producto (menor a 2.5 p.p.m.) Botella: preforma por inyección, se precalienta arriba de Tg y se sopla biaxialmente

11 SECADO DEL PET Material higroscópico Tiende a hidrolizar Reduce peso molecular, aumenta fluidez, reduce resistencia mecánica, sobreempacado durante inyección, rebabas, marcas superficiales En contenedores tienen 0.04% de humedad pero hidrólisis puede ocurrir a 0.02%

12 CONDICIONES DE SECADO DEL PET Velocidad de flujo de aire Aprox. 1 ft 3 /min/lb de PET/hr Temperatura del aire 275 F ( 135 C) Punto de rocio del aire 0 F (-18 C) o menor

13 EFECTO DE LA HUMEDAD Y RECICLADO

14 EFECTO DEL RECICLADO

15 CONDICIONES DE INYECCION RECOMENDADAS PARA PET Y PBT Espesores delgados (menor a 0.06 in o 1.52 mm) requieren mayor temperatura de molde ( ºF) VARIABLE UNIDADES PET PBT TEMPERATURAS BARRIL INICIO BARRIL CENTRO BARRIL FRENTE BOQUILLA T. DE FUNDIDO INTERVALO RECOMENDADA T. DE MOLDE INTERVALO RECOMENDADA SECADO TEMPERATURA TIEMPO PRESION (MAX) INYECCION SOSTENIMIENTO CONTRAPRESION VELOCIDADES INYECCION GIRO TORNILLO F F F F h psi --- ft / s MEDIA RAPIDA RAPIDA COLCHON in PRSION DE CIERRE Ton / in

16 EQUIPO Equipo convencional recubierto contra abrasión de cargas y fibras L/D : 18:1 a 25:1, no muy largos para evitar daños a tamaño de fibras Boquillas convencionales de 3/16 in de diámetro

17 APLICACIONES DE PET Eléctricas-electrónicas (grados anti flama para electrodomésticos y computadoras) Artículos automotrices (grados reforzados con HDT de 435ºF) Aplicaciones medicas, herramientas, contenedores, muebles, engranes, arts. deportivos, de cocina y oficina Telecomunicaciones Mangos de cepillos, rifles, engranes, jardinería, secadores de pelo, etc...

18 APLICACION EN BOTELLAS PARA BEBIDAS CARBONATADAS

19 Inyeccion soplado de PET

20 Inyeccion soplado de PET

21 Inyeccion-soplo de PET

22 Inyeccion-soplo de PET

23 POLIBUTILEN TEREFTALATO POCAN, VALOX PBT O O O C C O ( CH 2 ) 4 n

24 POLIMERIZACION Acido tereftalico o dimetil tereftalato O O 1,4-butanodiol OH - O-C - - C O OH + HO (CH2)4 - OH O O - O-C - - C O ( CH 2 ) 4 - O + H 2 O Polibutilen tereftalato ( PBT ) agua

25 Polibutilen terftalato (PBT) Mayor cristalinidad que el PET Menores ciclos de moldeo Mayor resistencia al calor (HDT virgen es 310ºF y con fibras de 420ºF) Buena estabilidad dimensional Baja viscosidad de fundido (llenado rápido de molde) Buena resistencia mecánica y tenacidad Propiedades eléctricas aislantes Amplia resistencia química Lubricidad Resistencia a humedad

26 APLICACIONES DEL PBT Eléctrica electrónica (conectores, bobinas, relevadores, etc.) Industria Automotriz (comp. de ignición, switches de control, protectores de puertas ventanas, engranes) Hogar (electrodomésticos, mangos, secadores de pelo, aspas de procesadores, abanicos, etc.) Iluminación (switches, balastras, zoquets, cubiertas de focos y lamparas) Herramientas y jardinería Transporte y manejo de fluidos, bombas, válvulas impulsores, etc..

27 PIEZA CONECTOR ELECTRICO DE PBT O PCT

28 DSC DEL PET

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36 Mezcla de PBT / LDPE

37 Poli(butilen tereftalato) PBT Polímero Semicristalino Alta resistencia Térmica Buena resistencia mecánica Propiedades aislantes Buena Resistencia Química Rigidez Dureza Buena Apariencia Superficial Ciclos Cortos de Procesamiento Excelentes propiedades de flujo Altas Velocidades de Cristalización Conversión Atractiva entre los costos y el precio final de la pieza. LIMITACIÓN: Baja resistencia al Impacto a bajas temperaturas, cuando la pieza presenta un corte.

38 Polietileno de Baja Densidad LDPE Bajo Grado de Cristalinidad Buena resistencia al Impacto a bajas Temperaturas Excelente Flexibilidad Buena Resistencia Química Facilidad de Procesamiento.

39 Propiedad que se Quiere Incrementar La resistencia al impacto del PBT para aplicaciones en la industria automotriz.

40 Características de la Mezcla El mezclado de ambos polímeros forma una mezcla inmiscible debido a la diferencia de polaridad de los componentes. Es necesario utilizar un tercer componente como agente compatibilizante para estabilizar la morfología de la mezcla y mejorar la adhesión interfacial. Mediante un análisis de la compatibilidad entre el PBT y el PE, se llegó a la conclusión que la cristalinidad evita la compatibilidad entre las fases, es por esta razón que se utiliza LDPE.

41 Compatibilización La compatibilización de la mezcla se realiza mediante el uso de un copolímero de etileno, el cual contiene una funcionalidad epóxica que permite una excelente adhesión al poliéster. (Elvaloy PTW) Este agente contiene glicidil metacrilato (GMA) que provee la funcionalidad epóxica. La adhesión se consigue mediante la reacción de los grupos ácido al final de la cadena del poliéster y los grupos epóxi del GMA.

42 Copolímero de Etileno con Anhídrido Maléico Injertado ( Fusabond )

43 Modo de Preparación La incorporación del agente compatibilizante (2 5%) a la mezcla de PBT / LDPE (90/10) se realiza en un extrusor doble husillo, a la temperatura del polímero fundido ( 260 ºC) a 70 rpm.

44 RESULTADOS Fotografías mediante SEM de la morfología de la mezcla: Sin Agente Compatibilizante

45 2% Agente 5% Agente Compatibilizante Compatibilizante

46 Resultados en Resistencia al Impacto:

47 Influencia sobre la Viscosidad:

48 CONCLUSIONES La adición de LDPE a la mezcla, incrementa la elongación a la fractura del PBT. Mejora la Resistencia al Impacto, cuando el PBT presenta una muesca. Incrementa la Estabilidad Térmica Disminuye la densidad Disminuye la resistencia a la tensión del PBT. Disminuye el Módulo

49 APLICACIONES La mezcla de PBT / LDPE, es utilizada en la industria automotriz para la realización de distintas piezas como: Conectores Válvulas Espejos Molduras Sensores

50 NOMBRES COMERCIALES Mezclas PBT / Poliolefina Bexloy J DuPont Gafite / Gaftuf GAF Pocan S Mobay /Bayer Techster T Rhône Poulenc

51 PROPIEDADES DE MEZCLAS DE LLDPE/PBT CON Y SIN COMPATIBILIZAR

52 PBT ALTO GRADO DE CRISTALINIDAD BUENA RESISTENCIA QUMICA ESTABILIDAD TERMICA BUENAS PROPIEDADES DE FLUJO APLICACIONES ELECTRICAS ESTABILIDAD HIDROLITICA RELATIVA BAJA RESIST. AL IMPACTO

53 MEZCLAS DE PBT ELASTOMEROS (EPDM, EPR) PC POLIOLEFINAS (LLDPE): EXCELENTE RESISTENCIA AL IMPACTO A BAJAS TEMPERATURAS BAJA ABSORCION DE HUMEDAD Y BAJO COSTO POLIMERO Mw VISC (poise) PBT 71, LLDPE 100, EVA 203,735 2,052 EVAgMA 108,334 2,550

54 MORFOLOGIA SEM Si el componente menor tiene menor visc que el componente mayor este sera mejor dispersado

55 PROPIEDADES MECANICAS

56 EFECTO DEL COMPATIBILIZANTE

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58 EVA (CH2 CH2)- CH2- CH2 O C- CH3 O EVA EVAgMA O C O C O

59 CONCLUSIONES La resistencia al impacto de mezclas PBT/LLDPE se incrementa solo ligeramente a bajas concentraciones de PE pero se incrementa notablemente a concentraciones mayores a 60% de PE La morfología mostró que las partículas de LLDPE se dispersan en la matriz de PBT abajo de 40% mientras que a 60% se observa una morfología cocontinua que explica el incremento en la resist. al impacto. La adición de EVAgMA como compatibilizante a la mezcla (70/30) incrementa considerablemente la resist. al impacto. Se observo un incremento en viscosidad debido a las interacciones químicas entre el compatibilizante y el PBT

60 INFLUENCIA DEL HDPEgMA EN COMPATIBILIDAD Y PROPIEDADES DE MEZCLAS HDPE/PBT

61 PROPIEDADES MECANICAS

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63 MORFOLOGIA SEM

64 REOLOGIA

65 CONCLUSIONES El desempeño mecánico fue mejor para las mezclas compatibilizadas Los dominios de la fase dispersa en la morfología de las mezclas compatibilizadas fueron menores y mas uniformes La viscosidad fue mayor para las mezclas compatibilizadas lo que se atribuyo a interacciones químicas entre el MA y los grupos terminales en el PBT

66 MEZCLA SUPER DUCTIL CON EXCELENTE RESISTENCIA TERMICA A BASE DE LLDPE/PBT

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68 PBT POLIMERO DE INGENIERIA CRISTALINO SU ELONGACION A RUPTURA DISMINUYE ABRUPTAMENTE A TIEMPOS DE ENVEJECIMIENTO A 50 o C AL MEZCLAR CON UNA POLIOLEFINA DE BAJO MODULO SE MEJORA DUCTIBILIDAD DEL PBT SE SELECCIONARON EGMA (COMP), LLDPE Y SEBS PARA MEJORAR SU DUCTIBILIDAD

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72 CONCLUSIONES Se desarrollo una mezcla súper dúctil con PBT y LLDPE como componete necesario y un compatibilizante EGMA La naturaleza dúctil puede mantenerse relativamente bien aun después de templado a altas temperaturas Es necesario un compatibilizante para reducir el tamaño de partícula y mejorar la adhesión interfacial requerida para una adecuada transferencia de esfuerzos de la matriz a las partículas