My esteemed stemsocial readers. The truth is, I am very happy to have finished my 3-part series of a brief study of polymers. In this latest post, which is actually part b of the third installment, I propose to tell you about polymerization processes and the types of recyclable polymers. I am very grateful that they have welcomed me into this beautiful community which I am willing to continue supporting.
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Without more to say here I leave you, A brief study of polymers part 3-b
Polymerization processes
Addition polymerization from the free radical mechanism can be carried out by different processes. It is important to note that the same monomeric composition can result in totally different polymers, obviously with different characteristics and properties.
The most important processes are:
• Mass polymerization
• Solution polymerization
• Suspension polymerization
• Emulsion polymerization
Mass polymerization is not widely used in the preparation of polymers for the paint industry. The dissipation of reaction heat is difficult, which also makes thermal control difficult. Suspension polymerization is also not very common in the synthesis of polymers for paint. In this process the heat of reaction is easily controlled. Solution polymerization is important in obtaining resins and dispersants for the paint industry.
However, emulsion polymerization is particularly important in obtaining the so-called "aqueous emulsions" which constitute the basic vehicles for latex paints. It is a high process, whose fundamental characteristic is to allow the obtaining of high molecular weight polymers, much higher than those obtained by other methods. The molecular weight distribution curve is narrower than that obtained by the other processes. Controlling polymerization is very efficient2.
Functionality
It is the number of sites where two molecules can bind to the repeating unit of the polymer. In ethylene there are two sites on each carbon atom where molecules can attach themselves, so ethylene is bifunctional and only chains will form. If there are three or more sites where molecules can bind, a three-dimensional network is formed1.
Degree of Polymerization
The average length of a linear polymer is represented by its degree of polymerization, which is the number of repeat units within the chain. The degree of polymerization can also be defined as the ratio of the molecular weight of the polymer to the molecular weight of the repeating unit.
If the polymer contains only one type of monomer, the molecular weight of the repeating unit is the same as that of the monomer. If the polymer contains more than one type of monomer, the molecular weight of the repeating unit will be the sum of the molecular weights of the monomers, minus the molecular weight of the by-product1.
Tacticity
Natta introduced the concept of tacticity by defining 3 forms of spatial isomerism.
He stated that when a polymer is formed from non-symmetric repeating units, the structure and properties are determined by the position of the atoms or group of non-symmetric atoms. This situation is known today as tacticity or stereoisomerism. In the syndiotactic arrangement the atoms or groups of atoms alternately occupy positions on opposite sides of the linear chains. The atoms are all on the same side of the chain in isotactic polymers, whereas the arrangement of atoms is random in atactic polymers.
The atactic structure is the most likely, unless there are special polymerization circumstances such as the use of stereospecific catalysts (coordination polymerization) in association with suitable reaction conditions. It is also the least regular and the least predictable, it tends to generate poor packing, low density, low strength and stiffness, and poor resistance to heat or chemical attack. Atactic polymers are more likely to have an amorphous structure with a high glass transition temperature. A good example of the importance of tacticity occurs in polypropylene. Atactic polypropylene is an amorphous polymer in wax form, with poor mechanical properties, while isotactic polypropylene can crystallize and is one of the most widely used commercial polymers.
Low reaction temperatures tend to favor the formation of a syndiotactic structure. The properties of the polymers resulting from the polymerization of monomers with asymmetric carbons depend deeply on the spatial or stereochemical structure1.
If we take for example polystyrene, we will have:
Figure 2. Tacticity of the polystyrene structure
Fusion Temperature (Tm)
A polymer only experiences melting and presents the parameter that we define as melting temperature, if it is totally crystalline or if it has some crystalline areas (domains). Fusion is a characteristic phenomenon that is manifested by the passage from the solid state of ordered molecules (crystal) to the liquid state, during fusion and while the liquid phase and solid phase coexist, the heat delivered will not manifest itself in an increase in temperature, but that will be used in the change from solid to liquid state (higher molecular mobility) 4.
Once a certain temperature is reached, the intra and intermolecular movement is so intense that the crystal loses its order and the material flows with the characteristics of the liquid. At that time we say that fusion has occurred, the temperature at which the phase change occurs is called Fusion Temperature, Tm. From that moment when the phase change begins and as long as the liquid phase and the solid phase coexist, the temperature of the system will not change, even if heat continues to be delivered, this heat that the system absorbs, using it only for the change of phases and that does not manifest itself in an increase in the temperature of the system, it is called latent heat of fusion. Outside the phase equilibrium zone, each unit of heat delivered causes a certain increase in temperature, the amount of heat necessary to raise the temperature of a gram of the system by one degree is called heat capacity. This increase in temperature per unit of heat delivered is less, it is less in the liquid than in the case of the solid material, or what is the same; it is necessary to deliver a greater quantity of heat to raise the temperature of a certain mass of liquid material by one degree centigrade than of the same solid material (the heat capacity of a liquid is greater than that of a solid
Thermal transitions such as fusion, which are associated with changes in heat capacity between phases and latent heat as the change occurs, are called first-order thermal transitions.
Degradation Temperature (Td)
At very high temperatures, the covalent bonds between the atoms in the straight chain can be destroyed and the polymer can burn or char. This temperature, Td, is the degradation (or decomposition) temperature. Exposure to oxygen, ultraviolet radiation and attack by bacteria causes a polymer to degrade, even at low temperatures4.
Glass Transition Temperature (Tg)
The glass transition temperature (Tg) is the temperature at which a thermodynamic pseudo-transition occurs in glass polymers. This means that, thermodynamically speaking, it is not properly a transition. Tg can be understood quite simply when it is understood that at that temperature the polymer ceases to be rigid and begins to be rubbery or soft. It is important to differentiate the glassy state from the crystalline state. In the glassy state there is no arrangement of the molecules in an ordered structure that we define as "crystal", only a more or less rigid material that, depending on its temperature, will resemble a glassy or rubbery solid.
It is understood to be an intermediate temperature point between the molten state and the rigid state of the material. Above the Tg, the secondary bonds of the molecules are much weaker than their thermal movement, for this reason the polymer becomes rubberized and acquires a certain elasticity and capacity for plastic deformation without fracture. This behavior is specific to thermoplastic polymers and does not occur in thermoset polymers.
The glass transition temperature is typically 0.5 to 0.75 times the absolute melting temperature Tm, is characteristic of each polymer and depends largely on the monomer composition. In order to have a modest orientation of the Tg of a copolymer, considering exclusively the monomeric composition as responsible for the Tg and assuming an ordered distribution of the comonomers in the chain, it is possible to calculate the glass transition temperature of a polymer knowing the temperatures of glass transition of each monomer present and the weight fraction of each of them4.
Polymer dissolution
The dissolution of a polymer is a slow process that occurs in two stages. First, the solvent molecules slowly diffuse into the polymer producing a swollen gel. This may be all that happens if, for example, polymer-polymer intermolecular forces are large due to crosslink bonds, crystallinity, or strong hydrogen bonds, but, if these forces can be overcome by polymer-solvent interaction, a second may occur. stage which is the dissolution, in which the gel gradually disintegrates into a true solution. Only this phase can be intensely accelerated by stirring. Even so, the dissolution process can be quite slow (days or weeks) for very high molecular weight materials.
The degree of swelling of a slightly cross-linked polymer can be measured and related to the thermodynamic properties of the system, but this phenomenon is not in widespread use at the present time.
The solubility relationships of polymer systems are more complex than those of low molecular weight products due to the difference in size between the polymer and solvent molecules, the viscosity of the system, and the molecular weight of the polymer. On the other hand, the presence or absence of solubility when varying conditions, such as the nature of the solvent or temperature, can give information about the polymer4.
Recyclable Polymers
Four levels can be distinguished in recycling:
Primary recycling refers to the crushing of plastic waste from the manufacturing process of a product, subsequently mixing it with virgin plastics and using it as raw material (mechanical recycling). It is a cheap and profitable process, since the waste is homogeneous and little contaminated.
In secondary recycling, however, the plastic waste comes from an already used part, with which the material is more heterogeneous and contaminated. Plastics must be separated, crushed, cleaned and converted into raw material (mechanical recycling). Given the degradation of plastic, in order for the quality of the recycled material to be acceptable, special and expensive additives have to be added, which is why in most cases this type of recycling is used, more complex and expensive, when it comes to with some public subsidy. While much progress has been made in plastics separation technology in recent years, it is sometimes insufficient.
In tertiary or chemical recycling (pyrolysis, glycolysis, alcoholysis and hydrolysis) the molecular chains are reduced to obtain the initial monomers or low molecular weight intermediate products that can serve as raw material for polymerization.
In quaternary recycling or energy recovery, plastic waste is used as fuel. Since plastics are materials derived from oil, their energy value is similar to that of the latter. PP, for example, has 46 MJ / kg, while firewood has 16 MJ / kg. The energy from organic waste reaches only 10% of that contained in plastics. Another example: the energy coming from a 0.3 liter container of yogurt is capable of keeping a 40W light bulb on for an hour. Also say that a study by the Association of Plastic Manufacturers of Europe (APME) carried out in certain cement kilns in Switzerland shows that for every ton of plastic waste used as fuel, 1.4 tons of coal are saved, which would represent 3.8 million tons of coal less per year in Europe, while reducing emissions. Thus, the recovery of energy from plastics reduces the amount of material deposited in landfills and contributes to the conservation of classic fuels28.
Recycling and Reuse of Thermoplastics
Although there are more than a hundred types of plastics, the most common are only six, and they are identified with a number within a triangle in order to facilitate their classification for recycling, since the different characteristics of plastics generally require a recycling separately.
Polyethylene Terephthalate (PET). It is produced from Terephthalic Acid and Ethylene Glycol, by poly condensation; There are two types: textile grade and bottle grade. For the bottle grade it must be post condensed, there are different colors for these uses. Containers for soft drinks, oils, mineral water, cosmetics, various jars (mayonnaise, sauces, etc.).
High Density Polyethylene (HDPE). High-density polyethylene is a thermoplastic made from ethylene (made from ethane, one of the components of natural gas). It is very versatile and can be transformed in various ways: Injection, Blowing, Extrusion, or Rotational molding. Containers for: detergents, bleach, automotive oils, shampoo, dairy, bags for supermarkets, bazaar and kitchenware, drawers for fish, soft drinks and beers, buckets for paint, ice cream, oils, drums, gas pipes, telephony, drinking water, mining , drainage and sanitary use, flowerpots, woven bags.
Polyvinyl Chloride (PVC). It is produced from two natural raw materials: gas 43% and common salt (NaCl) 57%. For its processing, it is necessary to manufacture compounds with special additives, which allow obtaining products of varied properties for a large number of applications. Rigid or totally flexible products are obtained (Injection - Extrusion - Blowing). Containers for mineral water, oils, juices, mayonnaise.
Low Density Polyethylene (LDPE). It is produced from natural gas. Like HDPE, it is highly versatile and is processed in various ways: Injection, Blowing, Extrusion and Rotomolding. Its transparency, flexibility, toughness and economy make it present in a variety of containers, alone or in conjunction with other materials and in various applications. Bags of all kinds: supermarkets, boutiques, bakery, frozen, industrial, etc. Films for: Agro (coating of Acequias), automatic packaging of food and industrial products (milk, water, plastics, etc.).
Polypropylene (PP). PP is a thermoplastic that is obtained by polymerizing propylene. Copolymers are formed by adding ethylene during the process. PP is a rigid plastic with high crystallinity and high Melting Point, excellent chemical resistance and a lower density. By adding different fillers (talc, rubber, fiberglass, etc.), its properties are enhanced until it is transformed into an engineering polymer. (PP is transformed in industry by injection, blowing and extrusion / thermoforming processes.)
Polystyrene (PS). Crystal PS is a high gloss, crystalline, monomeric styrene polymer (derived from petroleum). High Impact PS: It is a monomeric styrene polymer with Polybutadiene occlusions that gives it high impact resistance. Both PS are easily moldable through processes of: Injection, Extrusion / Thermoforming, Blowing. Pots for dairy (yogurt, desserts, etc.), ice cream, sweets, etc. Various containers, glasses, supermarket trays and rotiserias. Refrigerators: storm doors, shelves. Cosmetics: containers, disposable razors. Bazaar: plates, cutlery, trays, etc25.
Figure 3. Coding of recyclable thermoplastics
BIBLIOGRAPHY
1 Askeland, D. R. (1998). Materials Science and Engineering (3rd ed.). Mexico: International Thompson Editores.
2 Bayer, E. M. (1965). Chemistry of Plastic Materials. Spain: Scientific-Medical Editorial.
3 Beyer, F. (2003). Polymer Chemistry. Mexico: Claryant, S.A.
4 Billmeyer, F. W. (1975). Polymer Science. Barcelona: Editorial Reverté, S.A.
5 Carraher, C. E. and Seymour, R. B. (1995). Introduction to Polymer Chemistry. Barcelona: Editorial Reverté, S. A.
6 Cruz A. S. (2003). Sculptural Foundry. Expanded Polystyrene, Gasifying Matter ”. Grade job did not publish yet. University of Granada. Spain.
7 Dubois, J. H. and Pribble, W. I. (1999). Encyclopedia of Industrial Chemistry. Engineering of Molds for Plastics. (Volume 5). Spain: Ediciones URMO, S.A.
8 Encyclopedia of Physical Science and Technology. (2003). Polymers (3rd ed.). New York: Hoboken.
9 Hanbook of Plastics Joining. (1997). Norwich, New York: Plastics Design Library.
A special thanks to the communities that have given me their support, @la-colmena, @ecency, @cervantes, @stem-social and @steemstem.
ESPAÑOL
Mis apreciados lectores de stemsocial. La verdad siento mucho regocijo de haber terminado mi serie de 3 entregas de un breve estudio de los polímeros. En esta última publicación, que en realidad es la parte b de la tercera entrega, me propongo a hablarles acerca de los procesos de polimerización y los tipos de polímeros reciclables. Agradezco mucho que me hayan acogido en esta hermosa comunidad a la cual estoy dispuesto a seguir apoyando.
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Sin más que decir acá les dejo, Un breve estudio de los polímeros parte 3-b
Procesos de polimerización
La polimerización por adición a partir del mecanismo de radicales libres puede ser efectuada por diferentes procesos. Es importante notar que una misma composición monomérica puede resultar en polímeros totalmente diferentes, evidentemente con características y propiedades diferentes.
Los procesos más importantes son:
• Polimerización en masa
• Polimerización en solución
• Polimerización en suspensión
• Polimerización en emulsión
La polimerización en masa, no es muy usada en la preparación de polímeros para la industria de la pintura. La disipación del calor de reacción es difícil, lo que también dificulta el control térmico. La polimerización en suspensión tampoco es muy común en la síntesis de polímeros para pintura. En este proceso el calor de reacción es fácilmente controlado. La polimerización en solución es importante en la obtención de resinas y dispersantes para la industria de la pintura.
Sin embargo, la polimerización en emulsión es particularmente importante en la obtención de las denominadas “emulsiones acuosas” que constituyen los vehículos básicos para las pinturas al látex. Es un proceso alto, cuya característica fundamental es permitir la obtención de polímeros de alto peso molecular, mucho mayor que aquellos obtenidos por otros métodos. La curva de distribución de peso molecular es más estrecha que la obtenida por los demás procesos. El control de la polimerización es muy eficiente2.
Funcionalidad
Es el número de sitios en el cual pueden unirse dos moléculas a la unidad de repetición del polímero. En el etileno hay dos sitios en cada átomo de carbono en los cuales las moléculas pueden fijarse, por lo que el etileno es bifuncional y solamente se formarán cadenas. Si hay tres o más sitios donde las moléculas pueden fijarse, se forma una red tridimensional1.
Grado de Polimerización
La longitud promedio de un polímero lineal se representa por su grado de polimerización, el cual es el número de unidades de repetición dentro de la cadena. El grado de polimerización también se puede definir como el cociente del peso molecular del polímero por el peso molecular de la unidad de repetición.
Si el polímero contiene un solo tipo de monómero, el peso molecular de la unidad de repetición es el mismo del monómero. Si el polímero contiene más de un tipo de monómero, el peso molecular de la unidad de repetición será la suma de los pesos moleculares de los monómeros, menos el peso molecular del subproducto1.
Tacticidad
Natta introdujo el concepto de tacticidad definiendo 3 formas de isomería espacial.
Planteó que cuando se forma un polímero a partir de unidades de repetición no simétricas, la estructura y las propiedades quedan determinadas por la posición de los átomos o grupo de átomos no simétricos. Esta situación hoy se conoce como tacticidad o esteroisomerismo. En el arreglo sindiotáctico los átomos o grupos de átomos ocupan alternativamente posiciones en lados opuestas de las cadenas lineales. Los átomos están todos en el mismo lado de la cadena en los polímeros isotácticos, en tanto que la disposición de los átomos es aleatoria en los polímeros atácticos.
La estructura atáctica es la más probable, a menos que se tengan circunstancias especiales de polimerización como por ejemplo el uso de catalizadores estereoespecíficos (polimerización por coordinación) en asociación con condiciones adecuadas de reacción. También es la menos regular y la menos previsible, tiende a generar un empaquetamiento pobre, poca densidad, baja resistencia y rigidez, y mala resistencia al calor o al ataque químico. Los polímeros atácticos tienen más probabilidades de presentar una estructura amorfa con una temperatura de transición vitre alta. Un buen ejemplo de la importancia de la tacticidad ocurre en el polipropileno. El polipropileno atáctico es un polímero amorfo en forma de cera, con malas propiedades mecánicas, en tanto que el polipropileno isotáctico puede cristalizarse y es uno de los polímeros comerciales de uso más extendido.
Las temperaturas bajas de reacción tienden a favorecer la formación de una estructura sindiotáctica. Las propiedades de los polímeros resultantes de la polimerización de monómeros con carbonos asimétricos dependen profundamente de la estructura espacial o estereoquímica1.
Si tomamos por ejemplo el poliestireno, tendremos:
Figura 2. Tacticidad de la estructura del poliestireno
Temperatura de Fusión (Tm)
Un polímero sólo experimenta fusión y presenta el parámetro que definimos como temperatura de fusión, si es totalmente cristalino o bien si, presenta algunas zonas (dominios) cristalinos. La fusión es un fenómeno característico que se manifiesta por el pasaje del estado sólido de moléculas ordenadas (cristal) al estado líquido, durante la fusión y mientras coexistan la fase líquida y fase sólida el calor entregado no se manifestará en un aumento de temperatura, sino que será empleado en el cambio de estado sólido a líquido (mayor movilidad molecular)4.
Alcanzada determinada temperatura el movimiento intra e intermolecular es tan intenso que el cristal pierde su ordenamiento y el material fluye con las características del líquido. En ese momento decimos que se ha producido la fusión, la temperatura a la que se produce el cambio de fase se la denomina Temperatura de Fusión, Tm. A partir de ese momento en que comienza el cambio de fases y mientras coexistan fase líquida y fase sólida, la temperatura del sistema no se modificará, aunque se le siga entregando calor, este calor que el sistema absorbe, usándolo sólo para el cambio de fases y que no se manifiesta en un aumento de la temperatura del sistema, se lo denomina calor latente de fusión. Fuera de la zona de equilibrio de fases, cada unidad de calor entregada provoca un determinado aumento de la temperatura, la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de un gramo del sistema se denomina capacidad calorífica. Este aumento de temperatura por unidad de calor entregado es menor es menor en el líquido que en el caso del material sólido, ó lo que es lo mismo; es necesario entregar mayor cantidad de calor para elevar en un grado centígrado la temperatura de una cierta masa de material líquido que del mismo material sólido (la capacidad calorífica de un líquido es mayor que la de un sólido
Las transiciones térmicas como la fusión, que llevan asociadas cambios en la capacidad calorífica entre las fases y un calor latente mientras se produce el cambio, se denominan transiciones térmicas de primer orden.
Temperatura de Degradación (Td)
A temperaturas muy altas, los enlaces covalentes entre los átomos de la cadena lineal pueden destruirse y el polímero puede quemarse o carbonizarse. Esta temperatura, Td, es la temperatura de degradación (o de descomposición). La exposición al oxígeno, a las radiaciones ultravioleta y al ataque por bacterias hace que un polímero se degrade, incluso a bajas temperaturas4.
Temperatura de Transición Vítrea (Tg)
La temperatura de transición vítrea (Tg) es la temperatura a la que se da una seudotransición termodinámica en polímeros vítreos. Esto quiere decir que, termodinámicamente hablando, no es propiamente una transición. La Tg se puede entender de forma bastante simple cuando se entiende que en esa temperatura el polímero deja de ser rígido y comienza a ser ahulado o blando. Es importante diferenciar el estado vítreo del estado cristalino. En el estado vítreo no hay una disposición de las moléculas en una estructura ordenada que definimos como “cristal”, sólo un material más o menos rígido que según sea su temperatura se asemejará a un sólido vítreo o a uno gomoso.
Se entiende que es un punto intermedio de temperatura entre el estado fundido y el estado rígido del material. Arriba de la Tg los enlaces secundarios de las moléculas son mucho más débiles que el movimiento térmico de las mismas, por ello el polímero se torna ahulado y adquiere cierta elasticidad y capacidad de deformación plástica sin fractura. Este comportamiento es específico de polímeros termoplásticos y no ocurre en polímeros termoestables.
La temperatura de transición vítrea típicamente es de 0,5 a 0,75 veces la temperatura de fusión absoluta Tm, es característica de cada polímero y depende mayoritariamente de la composición monomérica. A los fines de tener una orientación modesta del Tg de un copolímero, considerando exclusivamente la composición monomérica como responsable del Tg y suponiendo una distribución ordenada de los comonómeros en la cadena, es posible calcular la temperatura de transición vítrea de un polímero conociendo las temperaturas de transición vítrea de cada monómero presente y la fracción en peso de cada uno de ellos4.
Disolución de polímeros
La disolución de un polímero es un proceso lento que ocurre en dos etapas. Primero, las moléculas de disolvente se difunden lentamente dentro del polímero produciendo un gel hinchado. Esto puede ser todo lo que ocurra si, por ejemplo, las fuerzas intermoleculares polímero-polímero son grandes debida a enlaces reticulares, cristalinidad o fuertes enlaces de hidrógeno, pero, si estas fuerzas pueden superarse por la interacción polímero solvente, puede tener lugar una segunda etapa que es la disolución, en la que el gel se desintegra gradualmente en una verdadera disolución. Solamente esta fase puede acelerarse intensamente por agitación. Incluso así, el proceso de disolución puede ser bastante lento (días o semanas) para materiales de muy alto peso molecular.
El grado de hinchamiento de un polímero ligeramente reticulado puede medirse y relacionarse con las propiedades termodinámicas del sistema, pero este fenómeno no tiene en el momento presente un uso muy extendido.
Las relaciones de solubilidad de los sistemas de polímeros son más complejas que las existentes en productos de bajo peso molecular debido a la diferencia de tamaño entre las moléculas de polímero y de solvente, la viscosidad del sistema y el peso molecular del polímero. Por otro lado, la presencia o ausencia de solubilidad al variar las condiciones, tales como naturaleza del solvente o temperatura, pueden dar información sobre el polímero4.
Polímeros Reciclables
En el reciclaje se pueden distinguir cuatro niveles:
Se denomina reciclaje primario a la trituración de los residuos plásticos procedentes del proceso de fabricación de un producto, posterior mezcla con plásticos vírgenes y su utilización a modo de materia prima (reciclaje mecánico). Se trata de un proceso barato y rentable, dado que el residuo es homogéneo y se encuentra poco contaminado.
En el reciclaje secundario, sin embargo, el residuo plástico procede de una pieza ya utilizada, con lo cual el material es más heterogéneo y contaminado. Hay que separar, triturar, limpiar y convertir los plásticos en materia prima (reciclaje mecánico). Dada la degradación del plástico, para que la calidad del material reciclado sea aceptable se han de agregar aditivos especiales y caros, motivo por el cual en la mayoría de los casos se recurre a este tipo de reciclaje, más complejo y costoso, cuando se cuenta con alguna subvención pública. Si bien durante los últimos años se ha avanzado mucho en la tecnología de separación de plásticos, en ocasiones resulta insuficiente.
En el reciclaje terciario o químico (pirólisis, glicólisis, alcohólisis e hidrólisis) las cadenas moleculares se reducen hasta obtener los monómeros iniciales o productos intermedios de bajo peso molecular que pueden servir de materia prima para la polimerización.
En el reciclaje cuaternario o recuperación de la energía, el residuo plástico se emplea como combustible. Dado que los plásticos son materiales provenientes del petróleo, su valor energético es similar al de este último. El PP, por ejemplo, tiene 46 MJ/kg, mientras que la leña tiene 16 MJ/kg. La energía de los residuos orgánicos no llega sino al 10% de la que contienen los plásticos. Otro ejemplo: la energía proveniente de un envase de yogur de 0,3 litros es capaz de mantener encendida una bombilla de 40W por espacio de una hora. Decir asimismo que un estudio de Association of Plastic Manufacturers of Europe (APME) efectuado en ciertos hornos de cemento de Suiza demuestra que por cada tonelada de residuos plásticos empleado como combustible se ahorran 1,4 toneladas de carbón, lo cual supondría 3,8 millones de toneladas de carbón menos al año en Europa, reduciéndose al mismo tiempo las emisiones. Así pues, la recuperación de la energía de los plásticos reduce la cantidad de material depositado en los vertederos y contribuye a la conservación de los combustibles clásicos28.
Reciclaje y Reutilización de Termoplásticos
Si bien existen más de cien tipos de plásticos, los más comunes son sólo seis, y se los identifica con un número dentro de un triángulo a los efectos de facilitar su clasificación para el reciclado, ya que las características diferentes de los plásticos exigen generalmente un reciclaje por separado.
Polietileno Tereftalato (PET): Se produce a partir del Ácido Tereftálico y Etilenglicol, por poli condensación; existiendo dos tipos: grado textil y grado botella. Para el grado botella se lo debe post condensar, existiendo diversos colores para estos usos. Envases para gaseosas, aceites, agua mineral, cosmética, frascos varios (mayonesa, salsas, etc.).
Polietileno de Alta Densidad (PEAD): El polietileno de alta densidad es un termoplástico fabricado a partir del etileno (elaborado a partir del etano, uno de los componentes del gas natural). Es muy versátil y se lo puede transformar de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión, o Rotomoldeo. Envases para: detergentes, lavandina, aceites automotor, champú, lácteos, bolsas para supermercados, bazar y menaje, cajones para pescados, gaseosas y cervezas, baldes para pintura, helados, aceites, tambores, caños para gas, telefonía, agua potable, minería, drenaje y uso sanitario, macetas, bolsas tejidas.
Cloruro de Polivinilo (PVC): Se produce a partir de dos materias primas naturales: gas 43% y sal común (NaCl) 57%. Para su procesado es necesario fabricar compuestos con aditivos especiales, que permiten obtener productos de variadas propiedades para un gran número de aplicaciones. Se obtienen productos rígidos o totalmente flexibles (Inyección - Extrusión - Soplado). Envases para agua mineral, aceites, jugos, mayonesa.
Polietileno de Baja Densidad (PEBD): Se produce a partir del gas natural. Al igual que el PEAD es de gran versatilidad y se procesa de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión y Rotomoldeo. Su transparencia, flexibilidad, tenacidad y economía hacen que esté presente en una diversidad de envases, sólo o en conjunto con otros materiales y en variadas aplicaciones. Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc. Películas para: Agro (recubrimiento de Acequias), embasamiento automático de alimentos y productos industriales (leche, agua, plásticos, etc.).
Polipropileno (PP): El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. Los copolímeros se forman agregando etileno durante el proceso. El PP es un plástico rígido de alta cristalinidad y elevado Punto de Fusión, excelente resistencia química y de más baja densidad. Al adicionarle distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.), se potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de ingeniería. (El PP es transformado en la industria por los procesos de inyección, soplado y extrusión/termoformado.)
Poliestireno (PS): El PS Cristal es un polímero de estireno monómero (derivado del petróleo), cristalino y de alto brillo. PS Alto Impacto: Es un polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta resistencia al impacto. Ambos PS son fácilmente moldeables a través de procesos de: Inyección, Extrusión/Termoformado, Soplado. Potes para lácteos (yogurt, postres, etc.), helados, dulces, etc. Envases varios, vasos, bandejas de supermercados y rotiserías. Heladeras: contrapuertas, anaqueles. Cosmética: envases, máquinas de afeitar descartables. Bazar: platos, cubiertos, bandejas, etc25.
Figura 3. Codificación de los termoplásticos reciclables
BIBLIOGRAFÍA
1 Askeland, D. R. (1998). Ciencia e Ingeniería de los Materiales (3era ed.). México: International Thompson Editores.
2 Bayer, E. M. (1965). Química de los Materiales Plásticos. España: Editorial Científico-Médica.
3 Beyer, F. (2003). Química de los Polímeros. México: Claryant, S.A.
4 Billmeyer, F. W. (1975). Ciencia de los Polímeros. Barcelona: Editorial Reverté, S.A.
5 Carraher, C. E. y Seymour, R. B. (1995). Introducción a la Química de los Polímeros. Barcelona: Editorial Reverté, S. A.
6 Cruz A. S. (2003). “Fundición Escultórica. El Poliestireno Expandido, Materia Gasificante”. Trabajo de grado no publicado. Universidad de Granada. España.
7 Dubois, J. H. y Pribble, W. I. (1999). Enciclopedia de la Química Industrial. Ingeniería de Moldes para Plásticos. (Tomo 5). España: Ediciones URMO, S.A.
8 Encyclopedia of Physical Science and Technology. (2003). Polymers (3th ed.). New York: Hoboken.
9 Hanbook of Plastics Joining. (1997). Norwich, New York: Plastics Desing Library.
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