informe completo sobre pet-valladolid

5/16/2018 Informe Completo Sobre Pet-Valladolid - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/informe-completo-sobre-pet-valladolid 1/31

Generalidades

Muchos de los materiales que utilizamos y desechamos cotidianamente son plásticos. Los

plásticos pertenecen a una categoría de materiales más amplia que son los polímeros, los cuales se

caracterizan por ser moléculas muy grandes y se forman como resultado de la unión química de

muchas moléculas pequeñas (monómeros). La unión de los monómeros en forma consecutiva da

lugar a la formación de cadenas de cientos o miles de moléculas. Las propiedades de los polímeros

son completamente diferentes a las de los monómeros que los formaron originalmente, debido,

justamente, a que son moléculas extremadamente grandes. En esta página nos dedicaremos

exclusivamente a una de estas macromoleculas, el poli(etilen tereftalato) ó PET.

El PET es un tipo de material termoplástico derivado del petróleo. Entendemos por

termoplásticos a aquellos polímeros susceptibles de ser fundidos tras sobrepasar la más alta de sus

transiciones térmicas (Tg o Tm según el caso) para, posteriormente, ser enfriados y solidificar en

algún molde o dispositivo adecuado que les de la forma o que interese. Sin embargo, esta

transformación no supone ningún cambio en la estructura del polímetro (a no ser algún proceso

degradativo si empleamos temperaturas o cizallas demasiado elevadas) y el objeto así fabricadopuede ser fundido de nuevo y transformado en otro objeto distinto con la ayuda de un molde

diferente.

Su formula corresponde a la de un poliéster aromático. Su denominación técnica es

Poli(etilen tereftalato) o Poli(tereftalato de etilenglicol).

Empezó a ser utilizado como materia prima en fibras para la industria textil, la producción de

films y posteriormente para el embotellado de bebidas aromáticas. Los poliésteres tienen cadenas

hidrocarbonadas que contienen uniones éster, de ahí su nombre.

Los grupos éster en la cadena de poliéster son polares, donde el átomo de oxígeno del grupo

carbonilo tiene una carga negativa y el átomo de carbono del carbonilo tiene una carga positiva. Las



cargas positivas y negativas de los diversos grupos éster se atraen mutuamente. Esto permite que

los grupos éster de cadenas vecinas se alineen entre sí en una forma cristalina y debido a ello, den

lugar a fibras resistentes.

¿Por qué el PET no es retornable en su aplicación de embotellado?

El PET tiene una temperatura de transición vítrea (tg) demasiado baja, es decir, la

temperatura a la cual el PET pasa del estado vitreo (material duro) al estado amorfo (material

blando). El hecho de re-utilizar una botella de gaseosa, requiere que la misma sea previamente

esterilizada antes de que se utilice otra vez. Esto significa lavarla a temperaturas realmente altas,

temperaturas demasiado elevadas para el PET. Sin embargo, aunque este no sea retornable, no

constituye ningún problema en cuanto a contaminación se refiere ya que este se recicla en plantas

destinadas a ello.

La manera más fácil de saber si un envase está fabricado con resina

PET, es buscar en el fondo un símbolo de un triángulo formado por flechas

con el número 1 en el centro y bajo este, las siglas PET o PETE (en inglés).

Este símbolo se forma en el proceso de fabricación y algunas veces se

imprime en la etiqueta. Otra forma es buscar un punto opaco en el centro del

fondo, que es el resultado del punto de inyección en la fabricación de la

performa.

El PET ha presentado un continuo desarrollo tecnológico hasta lograr un alto nivel de

sofisticación basado en el espectacular crecimiento del producto a nivel mundial y la diversificación

http://www.pslc.ws/spanish/fiber.htm

http://www.pslc.ws/spanish/tg.htm

http://www.pslc.ws/spanish/tg.htm

http://www.pslc.ws/spanish/fiber.htm



de sus posibilidades.

Volver a la página de inicio

Escuela Técnica Superior de Ingenieros

Industriales Universidad de Valladolid

Dpto. Química Orgánica

Historia Obtención Características Consumo Reciclado Aplicaciones Bibliografía

Un poco de historiaLos químicos británicos John Rex Whinfield y James Tennant

Dickson, empleados de la Calico Printer`s Association de Manchester

patentaron el "poli(etilen tereftalato)" (también llamado PET o PETE) en

1941 al continuar las primeras investigaciones de Wallace Carothers. El

PET tiene sus orígenes en escritos de 1929 de Wallace Carothers. Sin

embargo, DuPont eligió concentrarse en la investigación del Nylon, que

era más prometedora.

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/INICIO.htm

http://www.eis.uva.es/


http://www.uva.es/

http://www.eis.uva.es/~organica/

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/historia.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/obtencion.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/caracteristicas_portada.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/consumo.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/reciclado.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/aplicaciones.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/bibliografia.htm

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/portada%20complementos.htm#generalidades




http://www.uva.es/











Wallace H. Carothers (photograph circa1930)

John Rex Whinfield y James Tennant Dickson observaron que

Carothers no había investigado el poliéster formado a partir de etilenglicol

y ácido tereftalico. Winfield y Dickson junto con los inventores W.K.

Birtwhistle y C.G.Ritchie crearon la primera fibra de poliéster llamada

Terylene en 1941, fabricada por primera vez por Imperial Chemical

Industries o ICI. La segunda fibra de poliéster fue el Dacron de DuPont.

El poli(etilen tereftalato), por tanto, es la base de fibras sintéticas como

poliéster Dacron y Terylene.



J. R. Whinfield (left) and J. T. Dickson (right) re-enact the discoveryof fibre-forming

poly(ethylene terephthalate) (photograph circa1942)

Según DuPont "al final de la década de 1920, DuPont estaba en

competencia directa con la empresa británica Imperial Chemical

Industries". DuPont e ICI acordaron en octubre de 1929 compartir

información sobre patente e investigaciones. En 1952 la alianza de

compañías se disolvió. Cuando DuPont retomo su investigación del

poliéster ICI había patentado el poliéster Terylene, para el cual DuPont

adquirió los derechos en 1945 para posterior desarrollo. En 1950 una

planta piloto, en las instalaciones de Seaford, Delaware, produjo una

fibra poliéster llamada Dacron, con tecnología de nylon modificada.



Las investigaciones del poliéster de

DuPont condujeron a una gran variedad de

productos registrados, un ejemplo es Mylar

(1952), una película de PET

extraordinariamente fuerte, que surgió del

desarrollo del Dacron a principios de los 50

(1952). Sin embargo la aplicación que le

significó su principal mercado fue en envases

rígidos, a partir de 1976; puedo abrirse

camino gracias a su particular aptitud para el

embotellado de bebidas carbonatadas.

Hoy día, la imagen

que se tenía de las fibras de

poliéster de baratas e

inconfortables, está

empezando a cambiar con el

surgimiento de las prendas de

lujo de poliéster (basadas en

microfibras de poliéster). Una

de las marcas comerciales

actuales en este sector es

Polartec, dedicada a la

fabricación de ropa para su

uso a temperaturas bajas.

Volver a la página de hístoria


http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/un_poco_de_historia.htm#Un%20poco%20de%20historia





Escuela Técnica Superior de Ingenieros IndUniversidad de Valladolid


Historia Obtención Características Consumo Reciclado Aplicaciones

Del petróleo al PET

Actualmente la ruta para la producción de cualquie

un carburante fósil: aceite, gas natural o carbón. La mayor

producen a partir de materia prima petroquímica que cons

finales del refino y reformado del petróleo crudo.

Mientras que los combustibles se pueden comercializar directament

diesel) para ser rentables, los otros componentes del petróleo crudo, espe

residuos necesitan ser convertidos en productos comerciales. Este es el pap

Los reactivos de partida de la síntesis del PET derivan por tanto de l

Así el etilenglicol es obtenido a partir del eteno y el tereftalato de dimetilo (D

del p-xileno. A continuación se explicará la obtención de cada una de las 2

del petróleo.

Producción de Para-xileno

Los dimetilbencenos, comúnmente conocidos como xilenos, son

químicos industriales. Se usan en la fabricación de tintes, y en la produc

anhídrido ftálico y los ácidos iso y tereftálicos. Los ésteres dimetilo de é

reacciones de polimerización para producir una amplia familia de poliést

tereftalato de polietileno comienza con el isómero para del xileno. Los tres




http://www.uva.es/










http://www.uva.es/










pueden obtener a partir del alquitrán por destilación, pero la fuente principal

partir de un carburante fósil se obtiene una mezcla de isómeros, que contie

xileno y un 20-25% de cada uno de los isómeros orto y para. El primer paso

xileno, empleado para la producción de polímeros, es su separación de lo

puede verse, a partir de los datos de la familia de xilenos, presentada debajo,

de los isómeros meta y para son muy similares. La diferencia entre estos y

isómero orto permite separarlos de éste por destilación fraccionada. Cuando

isómero para cristaliza permitiendo su separación del isómero meta por crista

Aunque existen otras aplicaciones de los xilenos en las industrias

como disolvente y en la producción de algunos herbicidas, casi todo el p-xile

en la fabricación del ácido tereftálico purificado (PTA). El PTA se conviertresinas y films y en tereftalato de dimetilo (DMT). Los xilenos junto con otros

petroquímicos importantes, se obtienen a partir del petróleo crudo mediante c

1) Desalación: en el cual se lava el crudo para eliminar el agua en su

otras impurezas no-orgánicas que pueden formar parte del crudo o que pued

durante su extracción.

2) Refino: El crudo desalado entra después en este proceso don

condiciones de presión atmosférica como de vacío. El refino se realiza en un

no es más que una enorme columna de destilación. Los componentes con

menores salen por la parte superior de la torre, mientras que los que tie

mayores permanecen en la base de la misma. De esta manera, los comp

separan por su punto de ebullición, de acuerdo con su peso. Estos prod

productos de destilación directa. A continuación se muestra un esquema del



3) Reformado: En la destilación se obtienen productos directame

muchos componentes. Estos últimos requieren una conversión en la cual su

molecular son modificadas. Incluye, por tanto, la transformación quí

procedentes de la destilación. Las reacciones que tienen lugar cambian el t

las moléculas en las fracciones del destilado, produciendo materiales útile

convirtiendo algunos productos en otros de mayor valor comercial. Estas

acción del calor y presión, con frecuencia en presencia de cataliza

REACCIONES DE PROCESADO. El esquema siguiente muestra el flujo

procedente de una torre de refinado, a través del proceso de reformado, a los

Los compuestos C6 a C8 de la nafta se convierten en alcanos, cicloala

compuestos aromáticos son una mezcla de benceno (16%), tolueno (47%), y



4) Mezclado: Los productos del reformado se someten a este proces

Polimerización

El p-xileno recuperado del aceite crudo y producido mediante reac

justamente uno de los materiales de partida para la síntesis del PET. El otro

el etileno que se recupera del petróleo crudo refinado. Sin embargo, es nece

p-xileno como el etileno para producir los monómeros necesarios para la re

que producirá PET.



El etileno, obtenido del craqueo térmico se trata con oxígeno en pre

de plata para producir óxido de etileno, que reacciona después con el agua e

para producir etilen glicol, uno de los monómeros necesarios.

Las reacciones necesarias para convertir el p-xileno en el sustr

complejas.

a) oxidación del p-xileno con ácido nítrico u oxígeno y

cristalización del producto

b) un proceso e varias etapas de oxidación-esterifi

toluenocarbosílico, p-metiltoluato y metil-4-carboxibenzoato.



Estas rutas denominadas del dimetil tereftalato han ido obtener la fo

garantía de pureza. Así, la oxidación del p-xileno con aire o con oxígeno cat

manganeso y cobalto en medio de ácido acético a 200ºC y a presión, ju

purificación, (de restos de ácido p-toluenico y 4-carboxibenzaldehído) por h

250ºC a presión y posterior cristalización, han hecho posible la obtención de l

Es interesante hacer notar que existen otras rutas alternativas.

económico no compensa el cambio de proceso. Estas están basadas en

benzoato potásico y posterior isomerización del ftalato dipotásico al tereftalat

El DMT debe someterse a una columna de destilación de cinco pas

puro suficiente para ser usado en las reacciones de polimerización. La nec

(mínimo 95%) de los reactivos se entiende si se piensa en dos aspectos:

1) La presencia de impurezas monofuncionles reduce

molecular de la cadena final que se puede obtener.

2) Estas mismas impurezas influyen en la calidad del produradicalmente propiedades ópticas como el color y la estabi



como térmica o temporal.

El PET se produce mediante una reacción de polimerización de es

etilenglicol y el tereftalato de dimetilo.

Volver a la página de hístoria


http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/del_petroleo_al_pet.htm#Del%20petr%C3%B3leo%20al%20PET





Escuela Técnica Superior de IngenierosIndustriales

Universidad de Valladolid



Síntesis química del PET

Los poliésteres sintetizan a través de lo que se denomina polimerizació

condensación, esta implica una reacción de aglomeración en la cual los dos grupos funcio

reaccionan uno con otro para eliminar una molécula neutra pequeña, normalmente el agu

esta polimerización se puede controlar el límite de longitud de la cadena dando lugar a polí

de bajo peso molecular.

El Tereftalato de Polietileno (PET) es un polímero poliéster. Los poliésteres p

sintetizarse de dos formas. El primer método es una reacción directa de un diácido con u

La otra síntesis del PET implica un intercambio éster de un diéster y un diol.

Polimerización: intercambio de ester

El PET se somete a una mezcla de dimetiltereftalato con el diol (en proporciones m

1,0 a 2,2) a un calentamiento con catalizador desde 150ºC hasta 210ºC. El metanol forma

va retirando en forma de vapor a través de un condensador. El producto obt

fundamentalmente bis(2-hidroxietil)-tereftalato, pasa a un reactor que está a 270ºC-280º

vacío. La progresión de la polimerización va siguiendo por el aumento de viscosidad. Alcan

un límite, se detiene la reacción para posteriormente descargar el producto bajo presi

nitrógeno a un enfriador que lo solidifica y posteriormente se tritura.

Las propiedades de los poliesteres dependen, tanto de la estructura diseñada como

manipulaciones físicas a las que se somete una vez obtenido. Se debe tener en cuenta cua





http://www.uva.es/












http://www.uva.es/











desviación en la química del proceso (formación de diglicoles, degradaciones térmicas, et

que determinarán el color, capacidad de pigmentación o perdurabilidad del producto. En

sentido tiene una particular importancia la elección de catalizadores. Para el PET es nec

emplear un sistema combinado en el que uno está orientado a la transesterificación y otr

posterior polimerización. Ejemplos pueden ser acetatos de Cinc, Calcio, Magnesio, Mangan

Cobalto junto con óxido de Antimonio (III).

Otros componentes que se añaden en esta polimerización son estabilizantes

triarilfosfitos o fosfatos, cuya misión es impedir la precipitación de sales tereftálicas d

elementos del catalizador que son insolubles.

Mecanismo de la reacción de polimerización

Ataque nucleofílico del hidroxilo del etilenglicol al grupo ester



Eliminación de metanol, formación de un nuevo ester

Formación del producto intermediario: bis(2-hidroxietil)-tereftalato



Nuevo ataque nucleofílico, esta vez por parte del hidroxido del bis(2-hidroxietil)-tereftalato



Formación del enlace ester con eliminación de etilenglicol

Polimerización: esterificación directa



En este proceso se aprovecha que el ácido tereftálico reacciona fácilmente con etilengl

temperatura elevada si existen oligómeros de etilentereftalato.

El proceso se inicia con una masa de ácido tereftálico de un determinado tamapartícula tal que sea lo suficientemente fluida para poder ser empujada. Se adiciona

mezcladora junto con etilenglicol (en proporción molar diácido:glicol 1:1,6) y una pe

cantidad de agua. Esta mezcla se hace pasar por presión al esterificador primario que tra

250ºC y 276 kPa. El agua producida en la esterificación se va retirando hasta que se cons

conversiones del 85%-95% (unas 3 horas). El siguiente paso se verifica en el esterifi

secundario que opera a 245ºC a presión atmosférica hasta que al cabo de 2 horas se al

una conversión del 98%. En este punto, la composición de la mezcla de reacción no conti

diácido ni glicol libre.



Este material junto con trióxido de antimonio como catalizador pasa a un

polimerizador donde la temperatura asciende desde 255ºC hasta 275ºC y la presión baja

1,3-3,3kPa con ello se consigue un poliéster que ha multiplicado por diez su gra

polimerización. El último paso consiste en llevarlo a otro reactor de polimerización dond

298ºC y 0,1kPa se consigue que el PET obtenido tenga un grado de polimerización de 200,

cien veces superior al de entrada en esta etapa. Adicionalmente en este proceso en contin

obtienen PET con bajos contenidos en grupos carboxilos en extremo de cadena y en

diglicólicos frente a los obtenidos por la otra ruta.

Una vez que la longitud de la cadena, en ambos procesos, es suficientemente larga, e

se extruye a través de un dado de orificios múltiples para obtener un espagueti que se enf

agua y una vez semisólido es cortado en peletizador obteniendo así el granulado que pre

las siguientes características:

Es amorfo

Posee un alto contenido en acetaldehído



Presenta un bajo peso molecular

Estas características limitan el uso del PET en la fabricación de botellas, por lo q

hace necesario pasar el granulado por otros dos procesos: primero una cristalización y de

una polimerización en fase sólida. (ambos se explicaran con más detalle en el aparta

aplicaciones)

La síntesis original del PET fue desarrollada por Whinfield y Dixon. Usaron

transesterificación del DMT y el glicol en una relación 1:2.4, destilando el metanol liberado

mezcla reactiva a medida que tenía lugar la síntesis. Esta síntesis fue realizada a 200-290

presencia de SbO3 como catalizador. Las posteriores técnicas empleadas en la industr

polímeros usaban una polimerización de adición del ácido tereftálico con un exce

etilenglicol a 250oC y una presión de 60psi. Ello daba lugar a un polímero de 1 a 6 unidad

repetición. Durante la década de los 70, la síntesis del PET empleó tres veces más DMT qu

En la década de los 80 las cantidades de DMT y TA eran casi iguales. Actualmente,

Estados Unidos, la proporción es TA 46 : DMT 54.

El problema inicial cuando se usa TA es la pureza del ácido. La esterificación del

permite la separación de un producto puro. El uso del TA aumentó a medida que las técnic

encontraban disponibles para la producción de ácido tereftálico puro conocido como PTA. E

tiene un 99% de pureza. Se produce por oxidación del p-xileno en presencia de sales de br

de metales pesados de cobalto y manganeso.

El mayor productor de PTA es Amoco. El proceso Amoco para la producción de

cristaliza el TA bruto (producción de un 90% a partir de TA de 96% de pureza). Una vez

ácido acético subproducto y el p-xileno (que no ha reaccionado) se eliminan por evaporaciTA es purificado mediante lavado con agua caliente. La principal impureza remanente es el

p-formilbenzoico que se hidrogena a ácido p-metóxibenzoico. Entonces el TA puede sep

por cristalización fraccionada para producir PTA que es ácido tereftálico del 99.9% de purez

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/sintesis_quimica.htm#S%C3%ADntesis%20qu%C3%ADmica%20del%20PET



Volver a la página de obtención


Escuela Técnica Superior de IngenierosIndustriales




Catalizadores

A pesar de los inconvenientes de la policondensación

mediante catalizadores de antimonio se espera que estos

permanezcan en los procesos de catálisis industrial, ya que los

resultados obtenidos en la investigación de otros catalizadores

estables y baratos basados en titano, aluminio y otros metales de

transición, como molibdeno, cobalto y zirconio, no han resultado

satisfactorios.

Desde las primeras patentes de poliéster de H. W. Carothers,

P. Schlack, J. R. Winfield y J. T. Dickson ha habido muchoscientíficos que han intentado desarrollar nuevos catalizadores

para sustituir al germanio y antimonio, que dominaron desde

entonces el proceso de producción industrial. Mientras tanto casi

todos los elementos de sistema periódico se han probado como

catalizadores en la policondensación de poliesteres.





http://www.uva.es/













http://www.uva.es/











El motivo de la investigación de

catalizadores durante el periodo de 1950-

1970 era proteger o burlar las patentes

existentes. Se demostró que un gran

numero de metales y no metales tienen un

efecto catalítico significativo, sin embargo

la sustitución del antimonio y germanio a

escala industrial no ha tenido éxito hasta

hoy.

Entre 1970-1990 la principal línea de trabajo ha sido la

optimización de las técnicas de preparación del catalizador y

estabilización del polímero para alcanzar los requisitos

necesarios para el posterior procesado de poliéster, tales como el

hilado y la elaboración de películas.

A principios de los 90, con el rápido crecimiento de la

industria el empaquetado, se intentaron desarrollar nuevos

catalizadores con el objetivo de reemplazar al antimonio, por su

impacto medioambiental negativo, y al germanio, por su alto

coste.

Catalizadores industriales usados actualmente

Antimonio

Actualmente, se emplean 3 compuestos distintos de

antimonio:

SbO3: la mayoría del poliéster se sintetiza con este

catalizador

SbAc3: se emplea para el 30% de la producción total

de poliéster.

Glicolato de antimonio: se emplea en algunos casos.

Es importante para el éxito de todos estos catalizadores la



correlación entre el precio y el rendimiento del producto.

No se encuentran diferencias de calidad significativas entre

polímeros de poliéster catalizadas por oxido, acetato o glicolato

de antimonio.

Germanio

Los poliesteres catalizados con germanio se usaron

principalmente durante los primeros años en aplicaciones de

película debido a su alta claridad. Hoy día la mayor parte se

consume por productores de poliéster japoneses, a los que les

gusta el alto brillo del polímetro para las aplicaciones de botella.

El germanio se suele usar para la catálisis como óxido de

germanio.

El motivo principal para remplazar este catalizador

gradualmente es el precio de unos 500 dolares/Kg de dióxido de

germanio puro.

Desarrollos de nuevos catalizadores

El desarrollo de sistemas de catalizadores libres de antimonio

tuvo lugar con el increíble crecimiento de la producción de

botellas a partir de poliéster durante finales de los 80 y principios

de los 90. Uno de los motivos principales fue la discusión de

temas medioambientales entre el publico y el otro de los motivos

era el deseo de mejorar la reactividad. Aún sigue siendo un

objetivo el conseguir un sistema catalítico capaz de aumentar

significativamente la capacidad de la planta y que proporcione la

misma o mejor calidad que se obtiene con el antimonio.

Tabla 1.Propiedades mejorables de los catalizadores de antimonio

Propiedad Efecto sobre el producto o el

procesado

Eficacia catalítica 150-300 ppm Sb según el



equipamiento y la tecnología,

proporcionan: IV 0,15-0,25 dl/g por

hora. No es muy buena dado que

se utilizan concentraciones

demasiado altas de Sb y una

viscosidad baja.

Precipitación y decoloración Sb metal como partículas negras

finas, oxihidratos de Sb, Sb2O5,

SbPbO4 y otras especies Sb-P

insolubles

subproductos de reacción de Sb oligomeros de Sb

Objetivos de desarrollo para nuevos catalizadores

de PET

Para definir los objetivos de desarrollo para un catalizador

nuevo, se recogen en la tabla 1 las propiedades del antimonio

que podrían ser mejoradas.

La eficacia catalítica esta relacionada:

con la calidad del polímero: cuanto menos

catalizador mayor pureza del poliéster en general.

con el coste de producción: cuanto menos

catalizador mas bajo es el coste.

La precipitación y la decoloración tienen varios efectossecundarios, como puntos negros creados por depósitos de

antimonio metálicos en las paredes de las tuberías y reactor, y un

tono verdoso-grisaceo o blanco-grisaceo en el polímero.

También la velocidad y nivel de cristalización del poliéster

esta influenciada significativamente por el tipo y concentración del

catalizador. Así, se ha encontrado que catalizadores de titanio

proporcionan una baja velocidad de cristalización.

Un importante impacto durante el proceso con antimonio, es



la reacción del oxigeno con glicol o glicolatos durante la

esterificación y prepolicondensación, seguida de la formación de

CO que reduce el Sb3+ presente en la mezcla de reacción para

dar un precipitado grisaceo. De todo esto se puede resumir los

siguientes objetivos de desarrollo para un nuevo catalizador de

poliéster:

mayor eficacia del catalítica, alta velocidad de

reacción en fase fundida y policondensación en fase

sólida, baja concentración de catalizador y bajo

coste.

Alta pureza del polímero, color blanco, alta

transparencia, filtrabilidad excelente y bajo contenido

de oligomeros

Alta estabilidad térmica y oxidativa del polímero,

pequeña generación del acetaldehído. No tóxico,

inerte para el medioambiente, fácil manipulación y

fácil aplicación.

Que no tenga impacto negativo para el procesado:

como hilado, soplado, o producción de películas

Titanio

Los alcoxidos de titanio son los catalizadores mas

novedosos para producir poli(butilen tereftalato) (PBT). Hasta hoy

los alcoxidos de titanio simples no desempeñan un papel como

catalizadores para la producción de PET.

Las propiedades negativas de los alcoxidos de titanio simples

son: la decoloración amarilla, la precipitación de TiO2 por

hidrólisis unido a la baja reproducibilidad de la actividad catalítica

y la inestabilidad térmica del poliéster. Para las que ya se han

desarrollado soluciones bastante competentes.

Debido a la alta actividad catalítica y la posible

aceleración de la reacción de esterificación, el titanio será una de



las herramientas principales para el desarrollo de nuevos

sistemas catálisis.

Aluminio y Zeolitas

Durante la última

década, los catalizadores

basados en aluminio se han

convertido en el centro de

los desarrollos técnicos. Las

primeras patentes que

sugieren el alumnio como

catalizador datan de antes

de los 50, además desde

hace 25 años que ya se han

usado zeolitas como aditivos

finamente dispersos para

modificar las películas de

poliéster.

Para poder realizar una

reacción se

policondensación con éxito

son necesarias

concentraciones de 900 ppm

en zeolitas. Estos valores

pueden reducirse si se

utilizan zeolitas con un

contenido original en agua

de aprox 30% en peso, ya

que se ha demostrado que

el secado de las zeolitas

después de su síntesis

proporciona una actividad

catalítica más baja.



Conclusiones

A parte del titanio y el aluminio sólo unos pocos elementos,

como Sm, Sn, Fe, Mo, W y algunas combinaciones Mg-K-P y Zr-

Si-Co se han propuesto como catalizadores de policondensación

durante la última década.

Hasta hoy no hay sustituto comercial del antimonio a la vista,

a pesar de que se han ensayado algunos de los catalizadores

descritos a escala industrial.

El riesgo de cambiar el catalizador de una planta de poliéster

operando en continuo es alto debido a la estrecha unión entre el

tipo de catalizador y el procesado textil y de botellas.



Escuela Técnica Superior de Ingenieros

Industriales




Técnicas de polimerización

El PET se sintetiza a través de lo que se denominan reacciones de





http://www.uva.es/









http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/catalizadores.htm#Catalizadores





http://www.uva.es/











condensación. La polimerización por condensación o por etapas es un

proceso que implica el concurso de uno o más monómeros que contengan,

por lo menos, dos grupos funcionales iguales o distintos.

Las técnicas comúnmente empleadas para la polimerización por reacción

entre grupos funcionales son:

a) Polimerización en masa

Se mezclan los monómeros directamente con el catalizador. Como la

reactividad de los grupos funcionales aumenta con la temperatura, la

reacción suele llevarse a cabo a temperaturas elevadas (por ejemplo, a

200ºC). A estas temperaturas la masa está en forma fundida. No hay resto

de autocalentamiento explosivo (como ocurre en el caso de adición) porque

la reacción entre grupos no es exotérmica, en general.

Por polimerización en masa se obtienen en la industria poliamidas y

poliesteres. Productos típicos son el nylon 6,6, a partir de la sal de

hexametilen diamina y ácido adípico, y el poli(tereftalato de etileno), a partir de tereftalato de dimetilo y etilenglicol.

La necesidad de operar a temperaturas elevadas es un inconveniente de

la polimerización en masa, pues reduce su aplicabilidad a los monómeros

que son térmicamente estables.

b) Polimerización en disolución

Se lleva a cabo a temperaturas más bajas, próximas al ambiente, por lo

que no existe riesgo de descomposición térmica. A cambio, a esas

temperaturas, la reactividad de los grupos suele ser muy baja, y para

acelerar la reacción, se recurre a grupos modificados que sean más reactivos

que los originales. Por ejemplo, en lugar de los ácidos carboxílicos se utilizan

los haluros de ácido correspondientes. En la reacción de condensación del

haluro con un grupo amino o hidroxi se desprende ClH (en lugar de H2O), el



cual suele ser eliminado con una base.

Una variedad muy importante de reacción en disolución la constituye la

polimerización interfacial. En ella, los dos monómeros se separan en fases

distintas formadas por 2 disolvente inmiscible, tales como agua y un líquido

orgánico. La polimerización tiene lugar en la interfase o zona de contacto

entre ambas fases.

Este tipo de polimerización tiene la ventaja de que permite obtener

grados de polimerización elevados, independientemente del grado de

conversión total del sistema. La interfase es el lugar de unión de los dos

monómeros y actúa como un minireactor local, en cuyo seno la

polimerización progresa por sus distintos pasos, sin que lo haga el resto de la

masa de monómeros. El seno de las fases actúa como simple reserva de

monómero, para alimental al minirreactor de la interfase.

Este método se utiliza industrialmente para preparar algunos

polímetros, por ejemplo, los policarbonatos, a partir de bisfenol A y fosgeno.

También es muy útil para la síntesis de polímetros de condensación en

general a escala de laboratorio.







http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/tecnicas_de_polimerizacion.htm#T%C3%A9cnicas%20de%20polimerizaci%C3%B3n



informe completo sobre pet-valladolid

Documents