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Repblica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politcnica de la Fuerza Armada

Ncleo Falcn Sede Coro

Integrantes:

Profesor: Germn Gonzlez. Ana Karina Mogolln CI: 24 613.773

Marianyela Guere CI: 25.570.293 Karina Cabrera CI: 23.492.963 Betzabet Garca CI: 23.585.210

Carrera: Ing. Petroqumica

Seccin: B

Santa Ana de Coro, Mayo de 2015

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ndice

Introduccin.......3 Polibutilentereftalato (PBT).....4 Estructura qumica.......4.1 Caracterstica....4.2 Clasificacin...5 Aplicaciones...5.1 Ventajas..6 Desventajas7 Propiedades fsicas y qumicas...7.1 Compatibilidad de algunos compuestos con el (PBT).....8 Desarrollo histrico del (PBT)..8.1 Productores.9 Evolucin.10 Mercado futuro...10.1 Conclusin......11 Bibliografa......12 Anexos.....13

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Introduccin Actualmente, el desarrollo de nuevas tecnologas y el avance de otras iniciadas en las ltimas dcadas del siglo XX estn haciendo que sea necesario, no slo en el mbito de la tecnologa de materiales sino en el resto de los sectores industriales, la investigacin y creacin de productos con mejor calidad y mayor durabilidad. Esto se traduce en la mejora de las propiedades de las materias primas con las que se fabrica cualquier artculo hoy en da. Es decir la superacin de nuevos retos tecnolgicos y la mayor conciencia social de la proteccin del medio ambiente, son el germen ideal para la investigacin de nuevos materiales que mejoren en si las propiedades de los ya existentes permitiendo a su vez, un mejor aprovechamiento de los recursos naturales, y a su vez la proyeccin de nuevos avances que impactan de una u otra forma el entorno del hombre. Un ejemplo del uso de estos nuevos materiales suelen encontrarse en la industria de la automocin donde se produce un incremento notable de componentes fabricados con plsticos tcnicos y de altas prestaciones para el desarrollo de las nuevas versiones elctricas de vehculos. Adems del posible uso de estos nuevos materiales, teniendo en cuenta tanto las propiedades fsicas, qumicas y estructurales del mismos, como tambin las diversas tcnicas de caracterizacin del mismo. Es importante mencionar la caracterizacin trmica y mecnica de polmeros reforzados a partir de anlisis trmicos y en particular del Polibutilentereftalato y sus variantes reforzadas con fibra de vidrio, siendo este polmero conocido hoy en da como un polmero termoplstico semicristalino de ingeniera, utilizado en si como aislante de la electricidad y a su vez en la industria electrnica. Este tipo de polister es resistente a los disolventes, sin embargo se encoge muy poco durante el formado, es mecnicamente fuerte, resistente al calor y puede ser tratado con retardantes de llama para que sea incombustible. Ahora bien los polmeros hoy en da, ms conocidos en el lenguaje popular como plsticos, son en su mayora fabricados a partir de derivados de petrleo aunque tambin pueden fabricarse a partir de materias primas naturales como la celulosa, puesto que estos son materiales constituido por gran cantidad de unidades que se repiten y que dan lugar a molculas de elevado peso molecular denominadas macromolculas y es gracias a los monmeros Acido tereftalico o dimetil tereftalato mas el 4-butanodiol da inicio a la formacin de un polmero de gran relevancia e importancia en el entorno industrial del ser humano siendo el PBT (Polibutilentereftalato) un polmero capaz de consolidar productos con alta rigidez y con gran calidad industrial que de una u otra manera generan un cambio a nivel mundial.

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Polibutilentereftalato (PBT) El polibutileno tereftalato (PBT) o polibutilentereftalato es un polmero termoplstico de ingeniera, que se utiliza ampliamente como aislante de la electricidad y en la industria electrnica. Se trata de un polmero termoplstico (semi) cristalino. Es un tipo de polister. El PBT es resistente a los disolventes, se encoge muy poco durante el formado, es mecnicamente fuerte, resistente al calor hasta 150C (o 200C con refuerzo de fibra de vidrio) y puede ser tratado con retardantes de llama para que sea incombustible. El PBT est estrechamente relacionado con otros polisteres termoplsticos. En comparacin con el PET (tereftalato de polietileno), este presenta una resistencia y una rigidez ligeramente menor, una resistencia a los impactos ligeramente mayor, y una temperatura de transicin vtrea ligeramente inferior. El PBT y el PET son sensibles al agua caliente a temperaturas superiores a 60 C (140 F). Asimismo, requieren proteccin UV si se usan en exteriores, y la mayora de calidades de estos polisteres son inflamables, aunque se pueden utilizar aditivos para potenciar sus propiedades de resistencia a la inflamabilidad y a la radiacin UV. Estructura qumica El Polibutilentereftalato (PBT) es un termoplstico semicristalino de la familia de los polisteres cuya estructura qumica se presenta

El PBT se sintetiza a partir de un butanodiol (1,4-buten glicol) y DMT o TPA (dimetiltereftalato o cido tereftlico respectivamente) mediante esterificacin y posterior poli condensacin. En la reaccin de esterificacin, se elimina agua en el Proceso del TPA y metanol en el proceso del DMT. La reaccin de poli condensacin se facilita mediante catalizadores y elevadas temperaturas.

Caractersticas Buenas propiedades de resistencia a la rotura Elevada temperatura de deflexin (en especial los grados cargados con

fibra de vidrio) Alta rigidez y alta dureza Buenas propiedades de bajo rozamiento y resistencia a la abrasin.

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Elevada estabilidad dimensional (bajo coeficiente de expansin trmico, baja absorcin de agua)

Buenas propiedades elctricas Aceptable resistencia qumica Buena resistencia en la intemperie (en las resinas tratadas con proteccin

UV) Cristalizacin rpida y fcil de moldear (ciclos de tiempo cortos). Capacidad de soldadura por ultrasonido tiene muy baja absorcin de humedad (0,1 0,2%). Propiedad utilizada

para conseguir una gran estabilidad dimensional.

El punto de fusin de PBT es de aproximadamente 225 C. El Vicat punto

de reblandecimiento es de unos 180 C.

Los rangos de temperatura de transicin vtrea de 50 a 70 C variando en

funcin del tipo de PBT.

Clasificacin

Existen dos tipos de productos de PBT: PBT resina: Es la resina de base, es decir las resinas termoplsticas de

polister son resinas de tereftalato de polibutileno. A partir de

modificaciones fsicas y de procesamiento se obtiene una amplia gama de

productos ideales para una enorme variedad de aplicaciones industriales,

incluyendo electrnicas, elctricas, automotrices, qumica, para

aplicaciones mdicas y artculos deportivos. Es una familia que sigue

creciendo y cuenta actualmente con ms de 30 grados diferentes de los

cuales aproximadamente la mitad son retardantes a la flama.

PBT compuesto: es una combinacin de resina de PBT, relleno de fibra de

vidrio y otros aditivos tales como agentes de proteccin UV y retardante de llama. El refuerzo de fibra de vidrio puede alcanzar hasta el 40%. Tambin puede formar mezcla con otros polmeros como PC, ABS, PTFE entre otros, este puede ser moldeado mediante los procesos de inyeccin y de extrusin.

Aplicaciones del PBT Su buena resistencia qumica y estabilidad trmica junto con su baja

absorcin de humedad, han permitido la expansin del PBT en la industria del automvil interviniendo en la fabricacin de rejillas, paneles, parachoques, tapacubos, componentes para espejos, ventanas, depsitos, ventiladores, sistemas de iluminacin, limpiaparabrisas, bombas de agua y sistemas de frenos.

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En el campo de la electrnica y de la electricidad, gracias a sus buenas

propiedades como aislante elctrico han permitido su uso en enchufes, rels, cubiertas para motores elctricos, bombillas, cajas de fusibles, componentes de clulas fotoelctricas, teclas de ordenador, conectores y proteccin de cables.

La tenacidad, ligereza y la resistencia tanto qumica como elctrica facilitan que el PBT pueda ser utilizado en otras aplicaciones como engranajes y ruedas, rodamientos, y cintas transportadoras.

En artculos de hogar el PBT, se usa sobretodo en aparatos elctricos como secadores, tostadoras, cafeteras elctricas y como proteccin frente al calor en mangos de sartenes y cacerolas.

Actualmente el 43% de la produccin anual de PBT se destina a componentes elctricos y electrnicos, el 26% a la industria del automvil, el 15% a artculos de hogar y el 16% con otros fines.

Ventajas del PBT

Alta resistencia

.Excelente relacin rigidez/densidad. Buena tenacidad.

Baja absorcin de humedad

Muy buen aislamiento elctrico.

Bajas prdidas dielctricas.

Amplia resistencia qumica.

Alta capacidad frente a la temperatura. Buena resistencia ambiental a nivel global.

Puede fabricarse con aditivos no halogenados, retardantes de llama, Aditivos resistentes a los rayos ultravioleta o con aplicaciones mdicas. Buena moldeabilidad con ciclos cortos.

Se le pueden aadir aditivos para el color, se puede pintar y puede ser

Metalizado.

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Desventajas: El PBT es sensible a los lcalis, cidos oxidantes, bases y compuestos

aromticos por encima de la temperatura ambiente. Entre los disolventes, se encuentran el cido trifluoroactico, hidrocarburos alifticos clorados, hexafluoroisopropanol y el o-cloro fenol.

El PBT en estado puro, es sensible a entallas o cortes y cuando es

reforzado en exceso con fibra de vidrio se vuelve frgil. La rpida cristalizacin del PBT que resulta beneficiosa en la obtencin de

piezas consistentes desde el punto de vista dimensional, puede sin embargo llevar a problemas en piezas ms complejas debido a problemas de alabeamiento debido a diferentes contracciones durante la fase de solidificacin.

Cuando es reforzado mediante fibra de vidrio, la orientacin de la fibra

tiende a reducir la contraccin en direccin de la fibra mientas que en direccin perpendicular se asemeja bastante a la del PBT en estado puro. Estas propiedades anisotrpicas del PBT reforzado con fibra han de ser tenidas en cuentas en la fase de diseo pues pueden producir el alabeamiento de las piezas fabricadas.

Propiedades qumicas y fsicas

La reaccin de condensacin del polmero de tereftalato de dimetilo, un

butanodiol, genera PBT, polister. Se trata de un material semicristalino

que presenta una excelente resistencia qumica, mecnica y al calor,

adems de propiedades elctricas (alta resistencia dielctrica y de

aislamiento). Todas estas propiedades son estables en una amplia gama

de las condiciones ambientales. Presenta un bajo nivel de absorcin de

humedad.

Los rangos de resistencia a traccin se encuentran entre 50 MPa (7.250

lpc) para grados sin rellenar y 170 MPa (24.650 lpc) para grados

reforzados con vidrio. Los altos niveles de rellenos de vidrio aumentan la

fragilidad del material.

La cristalizacin es rpida y puede causar deformaciones debido a una

refrigeracin no uniforme. En grados con relleno de vidrio, la contraccin

se reduce en la direccin del caudal.

El punto de fusin (aproximadamente 225C [437F]) y las temperaturas

de deformacin trmica de PBT son inferiores a los de PET.

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El punto de reblandecimiento Vicat es de aproximadamente 170

(338F). La temperatura de transicin de vidrio se encuentre entre 22C -

43C (71F - 109F).

La viscosidad de fusin es bastante reducida y, debido a la rpida

cristalizacin, los ciclos suelen ser bajos.

Propiedades trmicas: tiene buena resistencia al calor se usa de -50 a 130, los

reforzados pueden llegar a 200 C, arden produciendo humo denso y goteo

Propiedades qumicas: resisten a hidrocarburos alifticos, aceites, grasas,

solucin acuosa de sales, cidos y bases diluidas

No resiste a: agua herviente, vapor, cloroformo, diclorometano, cido y bases

concentradas

Compatibilidad de algunos compuestos con el PBT El PBT suele aparecer mezclado con otros tipos de polmeros siendo los ms comunes: PET y el PC por la mejora de calidad superficial de la pieza (brillo).

Nylon porque facilita su refuerzo con fibra de vidrio (Nylon entre el 10% y el

30% en peso). LDPE El polietileno de baja densidad entre un 15% y un 50% en peso

mejora la procesabilidad y las propiedades mecnicas disminuyendo al mismo tiempo la absorcin de humedad.

Polmeros con trazas de poli butadieno, poliuretanos mejoran el

comportamiento frente al impacto

Desarrollo histrico del PBT

El Polibutilentereftalato (PBT) se introdujo en el mercado a finales de los aos

sesenta y ofreci nuevas posibilidades constructivas frente a otros plsticos de la

poca. De hecho, es muy apreciado por su gran resistencia y rigidez, sus ptimas

caractersticas de friccin y desgaste, as como por su excelente estabilidad

dimensional, claramente mejor que en el caso del POM o del PA.

El PBT pertenece a los poliestirenos y tiene unas caractersticas muy similares

al PET. Sin embargo, a consecuencia de su econmico comportamiento de

enfriamiento y de proceso, es ms adecuado para la fundicin inyectada. Adems,

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se utiliza tanto sin reforzar como con refuerzo de fibra de vidrio o de fibra mineral.

Algunos ejemplos de tipos sin reforzar son los procesos de fundicin inyectada y

los procesos de extrusin que pueden utilizarse para la produccin de telas sin

tejer, varillas, placas y revestimientos de cables para fibras pticas.

La demanda del PBT ha aumentado debido a los requerimientos elctricos y

electrnicos destinados a la industria del automvil. Esta situacin, ha permitido la

mejora de las caractersticas mecnicas, la seguridad elctrica y el abaratamiento

de costes mediante la fabricacin de conjuntos modulares que incorporan los

componentes elctricos y electrnicos. El PBT ha reemplazado componentes

metlicos debido a su alta rigidez y resistencia, buen comportamiento frente al

calor y lquidos como combustibles y lubricantes. No obstante, en este ltimo

punto se ha alcanzado casi todo el potencial de aplicacin a excepcin del

reemplazo de la poliamida en algunas modelos de enchufes, cubiertas de motores

elctricos y conectores debido a su mejor estabilidad dimensional.

El mercado global del PBT se prev que alcance las 1.3 millones de toneladas

en el ao 2017 debido al incremento de aplicaciones en artculos de lujo,

electrnica y sobre todo a la industria del automvil impulsada por la demanda de

pases emergentes como China o India. China por ejemplo importa actualmente el

50% del PBT consumido. El desarrollo de procesos qumicos innovadores en el

mercado del PBT junto con la demanda creciente de los mercados emergentes,

contina actuando como motor impulsor en el mercado global. Durante la pasada

dcada se han desarrollado nuevos productos que mejoran los procesos de

inyeccin y se han incorporado el uso de nanopartculas presentando una

resistencia excepcional a la humedad. La conciencia de la qumica verde ha

llevado a los productores a desarrollar PBT con un mayor porcentaje de polmeros

reciclados.

Productores

Actualmente ms de 50 compaas se dedican a la fabricacin de PBT siendo

las ms importantes: SABIC, Ticona, Dupont, BASF, Lanxess, Teijin, Toray y

Celanese. Sin embargo, a lo largo de los aos se ha incrementado el nmero de

empresas particularmente de Asia que con una expansin incipiente en los

mercados europeos y americanos. Esta expansin de empresas asiticas, ha

llevado al exceso de oferta y una rebaja en los costes del PBT.

El hecho de que haya distintas compaas produciendo el mismo material,

implica que cada una particularice el PBT modificando su composicin en cierto

grado y denominndole comercialmente de forma distinta. Unos ejemplos son:

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Valox (antes GE Plastics, ahora SABIC Innovative Plastics)

Celanex, aleacin de polister Vandar (Ticona)

Crastin (DuPont)

Ultradur (BASF)

Pocan (Lanxess)

Kebater (BARLOG plastics)

Evolucin

La demanda del PBT ha aumentado debido a los requerimientos elctricos y electrnicos destinados a la industria del automvil. Esta situacin, ha permitido la mejora de las caractersticas mecnicas, la seguridad elctrica y el abaratamiento de costes mediante la fabricacin de conjuntos modulares que incorporan los componentes elctricos y electrnicos. El PBT ha reemplazado componentes metlicos debido a su alta rigidez y resistencia, buen comportamiento frente al calor y lquidos como combustibles y lubricantes. No obstante, en este ltimo punto se ha alcanzado casi todo el potencial de aplicacin a excepcin del reemplazo de la poliamida en algunas modelos de enchufes, cubiertas de motores elctricos y conectores debido a su mejor estabilidad dimensional en el interior del coche; sin embargo no puede competir con el polipropileno debido a factores econmicos.

Mercado futuro

El mercado global del PBT se prev que alcance las 1.3 millones de toneladas en el ao 2017 debido al incremento de aplicaciones en artculos de lujo, electrnica y sobre todo a la industria del automvil impulsada por la demanda de pases emergentes como China o India .China por ejemplo importa actualmente el 50% del PBT consumido. El desarrollo de procesos qumicos innovadores en el mercado del PBT junto con la demanda creciente de los mercados emergentes, contina actuando como motor impulsor en el mercado global. Durante la pasada dcada se han desarrollado nuevos productos que mejoran los procesos de inyeccin y se han incorporado el uso de nanopartculas presentando una resistencia excepcional a la humedad. La conciencia de la qumica verde ha llevado a los productores a desarrollar PBT con un mayor porcentaje de polmeros reciclados.

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Conclusin

La sociedad actual se enfrenta a una serie de retos sociales que precisan, para

su resolucin, una clara apuesta por la investigacin e innovacin. Las soluciones

sostenibles a gran parte de los retos pasan por desarrollos en el campo de la

qumica, puesto que la industria qumica es una constante fuente de innovaciones

y eje director del desarrollo econmico en otros sectores de actividad. Cuyo

objetivo es dar respuesta a las necesidades actuales y del futuro de la sociedad,

debido a que la industria qumica, no slo suministra materias primas para

diversos productos, sino tambin permite el desarrollo de materiales avanzados

(tales como materiales hbridos y ligeros, superficies autolimpiables, materiales

capaces de almacenar y recuperar energa) y procesos y reacciones avanzados

que permiten una produccin ms sostenible y eficiente en recursos y energa.

Adems, gracias a la valorizacin, la qumica favorece la reutilizacin y la

obtencin de productos de mayor valor aadido.

Ahora bien la creciente demanda global de bioplsticos revertir importantes

incrementos de produccin del grupo de los bioplsticos no biodegradables, es

decir las versiones de los plsticos tradicionales como el polietilentereftalato

(PET) y el Polibutilentereftalato (PBT) puesto que la base de los polmeros es la

industria petroqumica, los polmeros estn constituidos por monmeros y los

monmeros provienen del petrleo, es por ello que Venezuela cuenta con

condiciones para desarrollar polmeros a gran escala, pero por deliberadas

razones esto aun no ha sido explotado en su totalidad. Asimismo los polmeros

constituirn la base qumica de materiales futuristas que posean nuevas

combinaciones de propiedades como los composites y sistemas hbridos,

bioplsticos funcionales biodegradables, membranas para el tratamiento de

corrientes de proceso y fuentes de progreso.

Del mismo modo la qumica de los polmeros seala que el PBT, tereftalato de

polibuteno pertenece a la familia de los polisteres termoplsticos, los cuales hoy

da resultan con una gran demanda a nivel mundial, esto gracias a su gran

resistencia y rigidez, ptimas caractersticas de friccin y desgaste, as como por

su excelente estabilidad dimensional, lo que lo convierte en un producto

sumamente codiciado. Adems, de muchas compaas que se encargan a la

fabricacin de este polmero debido a su buena resistencia qumica y estabilidad

trmica junto con su baja absorcin de humedad, han permitido la expansin del

PBT en la industria del automvil interviniendo en la fabricacin de rejillas,

paneles, parachoques, tapacubos, componentes para espejos, ventanas,

depsitos, ventiladores, sistemas de iluminacin, limpiaparabrisas, bombas de

agua y sistemas de frenos, es por ello que las grandes potencias mundiales

exportan este polmero a gran escala.

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Bibliografa

Principios e innovaciones, Autores Antonio Miravete, Emilio Larrod

Editor Reverte, 2007

Petroqumica y sociedad; Autor Chow Pangtay, Susana

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Crystallinity Morphology and Dynamic Mechanical Characteristics of PBT

Polymer and Glass Fiber-Reinforced Composites, 2002, Journal of Applied

Polymer Science.

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Reaccin de esterificacin del PBT Diagrama de flujo del PBT

Sensores Capacitivos de PBT Soporte de fotocopiadora de PBT

Conectores electricos Escobillon con serdas de PBT

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Aplicacin en la industria del automvil de PBT.

Aplicaciones electrnicas y elctricas del PBT.

Aplicaciones industriales de PBT.

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Aplicaciones en el hogar del PBT Cascaras de Disyuntores