Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales
Universidad de Valladolid

Dpto. Química Orgánica

Historia Obtención Características Consumo Reciclado Aplicaciones

Bibliografía

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Propiedades y características

       Las propiedades físicas del PET y su capacidad para cumplir diversas especificaciones técnicas han sido las razones por las que el material haya alcanzado un desarrollo relevante en la producción de fibras textiles y en la producción de una gran diversidad de envases, especialmente en la producción de botellas, bandejas, flejes o zunchos y láminas. 

Propiedades principales

*      Cristalinidad y transparencia, aunque admite cargas de colorantes

*      Buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes

*      Alta resistencia al desgaste

*      Muy buen coeficiente de deslizamiento

*      Buena resistencia química

*      Buenas propiedades térmicas

*      Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad.

*     Compatible con otros materiales barrera que mejoran en su conjunto la calidad barrera de los envases y por lo tanto permiten su uso en marcados específicos.

*      Totalmente reciclable

*      Aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto con productos alimentarios.

*      Alta rigidez y dureza.

*      Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes.

*      Superficie barnizable.

*      Gran indeformabilidad al calor.

*      Muy buenas características eléctricas y dieléctricas.

*      Alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie.

*      Propiedades ignifugas en los tipos aditivados.

*     Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras.

 

Desventajas

*  Secado :Todo poliéster tiene que ser secado a fin de evitar pérdida de propiedades. La humedad del polímero al ingresar al proceso debe ser de máximo 0.005%

*    Costo de equipamiento Los equipos de inyección soplado con biorientación suponen una buena amortización en función de gran producción. En extrusión soplado se pueden utilizar equipos convencionales de PVC, teniendo más versatilidad en la producción de diferentes tamaños y formas.

*     Temperatura: Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a temperaturas superiores a los 70 grados. Se han logrado mejoras modificando los equipos para permitir llenado en caliente. Excepción: el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a temperaturas de hasta 230 ° C.

*        Intemperie: No se aconseja el uso permanente en intemperie.

Ventajas

* Propiedades únicas: Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas.

*    Costo/Performance: El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.

*     Disponibilidad: Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica.

* Reciclado: El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura la esterilización del producto.

Características del PET

*  Biorientación: Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización de espesores.

*  Cristalización: Permite lograr resistencia térmica para utilizar bandejas termoformadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción.

*       Esterilización: El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación gamma

Datos técnicos

Valor límite de la viscosidad medido en ácido dicloroacético a 25°C

1.07

Punto de fusión °C

aprox. 252/260

Acetaldehído

ppm < 1

Contenido en grupos carboxílicos

mval/kg 20

Densidad aparente [g/cm3] aprox.

0.85

Valores de permeabilidad

Oxígeno 23°C, 100% RF

2

Nitrógeno 23°C , 100% RF

9

Permeabilidad al vapor de agua

0.9

Dióxido de carbono

5.1

Resistencia Química del PET

*    Buena resistencia a: Grasas y aceites presentes en alimentos, soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales, jabones, hidrocarburos alifáticos y alcoholes.

*     Poca resistencia a: Solventes halogenados, aromáticos, cetonas de bajo peso molecular y bases.

Propiedades físicas y procesamiento

      El PET presenta una estructura molecular con regularidad estructural necesaria para tener un potencial de cristalización. Debido a la presencia de los anillos aromáticos en su cadena, el PET presenta una moderada flexibilidad molecular que se refleja en que su temperatura de transición vítrea se encuentra en torno a los 70-80ºC. Esto hace que su capacidad para cristalizar sea controlada por las condiciones de enfriamiento. Así, la densidad del PET puede varia desde 1,33-1,34 g/cm3 para un material amorfo hasta aproximadamente 1,45-1,51g/cm3 para el caso semicristalino, éste último particularmente dependiente y proporcional al contenido de dietilénglicol (DEG) que puede generarse durante el proceso de síntesis.

      El parámetro de solubilidad del PET es aproximadamente de 21,8 MPa1/2 lo que lo haría sensible, en mayor o menor grado, a algunos solventes como cetonas, clorados y alcoholes de 4 u 8 carbonos; pero en el caso de los productos semicristalinos, sólo solventes donadores de protones son capaces de interaccionar con los grupos ésteres en forma efectiva. Aunque es un polímero polar, sus propiedades como aislante eléctrico a temperatura ambiente son buenas a altas frecuencias, debido a que el material, al estar por debajo de Tg, tiene restricciones en la orientación de dipolos.

      Si una muestra amorfa es calentada cerca de 80ºC se induce la cristalización en frío que genera una considerable distorsión dimensional, contracción y opacidad, por lo que limita la temperatura de servio. Otro factor a tener en cuenta durante el procesamiento es su carácter higroscópico y que en su estado fundido presenta una alta sensibilidad a la degradación hidrolítica de ahí que sea práctica común en la industria realizar ciclos previos de secado a temperaturas mayores a su Tg (entre 140-160ºC) por períodos de hasta 6 horas antes de cualquier etapa de procesamiento.

      Otro factor que limitó en sus inicios el moldeo por inyección fue su inherente baja viscosidad del fundido que es altamente sensible a la temperatura, por lo que las temperaturas de procesamiento se encuentran muy cercanas a su Tm (entre 270-290ºC), para evitar el goteo en la boquilla. Parte de este inconveniente ha sido solucionado al diseñar los equipos tal que incorporen sistemas que controlen el flujo libre a través de la boquilla.

      Los primeros productos moldeados correspondieron a piezas en las cuales se promovió la cristalización en forma controlada por la adición de agentes nucleantes y/o empleando altas temperaturas de molde cercanas a los 130-140ºC, lo que conduce a una alta rigidez, resistencia al rallado superficial y opacidad, pudiéndose emplear a temperatura entre su Tg y Tm sin problemas de distorsión dimensional. Sin embargo, el interés por este tipo de productos se mantuvo limitado hasta que se reconoció la utilidad del refuerzo con la fibra de vidrio, obteniéndose PET semicristalinos destinados principalmente para aplicaciones eléctricas y electrónicas.

      Por otro lado, si se desean productos transparentes obtenidos por inyección, es necesario que la temperatura del molde sea menor a 50C y no usar grados que contengan agentes nucleantes. Sin embargo, a pesar de las bunas propiedades ópticas y mayor tenacidad respecto al caso semicristalino, pierde resistencia química por lo que ha sido limitado o desplazado el uso de estos productos por otras opciones de procesamiento.

      El interés definitivo por el uso de PET surgió al descubrir la utilidad de obtener productos biorientados en combinación con la introducción de la copolimerización con ácido isoftálico o 1,4-ciclohexano-dimetanol. Tal combinación permite obtener productos que presentan mejoras en transparencia, tenacidad y propiedades barrera, características esenciales de las botellas y algunos laminados y películas de PET destinados a envases y embalajes.

      En este caso se propicia un proceso de cristalización por deformación, que genera una morfología cristalina orientada, muy diferente a la obtenida por un simple calentamiento de una muestra amorfa o durante el enfriamiento en el moldeo por inyección. Si bien la cristalinidad puede alcanzar un 40%, la morfología desarrollada permite conservar la transparencia del PET, mientras que son favorecidas tanto la rigidez y tenacidad del sistema, al igual que las propiedades barrearas. Por lo general, estos productos presentan una densidad entre 1,38 y 1,39 g/cm3.

 

 

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