Introducción
Es un termoplástico que reúne una serie de propiedades que es difícil encontrar en otro material como son:
Su alta estabilidad térmica le permite trabajar durante mucho tiempo a una temperatura de 100°C en el aire.
También es resistente al agua hirviente pudiendo esterilizarse a temperaturas de hasta 140°C sin temor a la deformación
V E N T A J A S
· Ligero
· Alta resistencia a la tensión y a la compresión
· Excelentes propiedades dieléctricas
· Resistencia a la mayoría de los ácidos y álcalis
· Bajo coeficiente de absorción de humedad
APLICACIONES TÍPICAS
· Tanque y depósitos para químicos
· Mobiliario de laboratorio
· Placas de presión para filtros
· Componentes para bombas
· Prótesis, etc. No es tóxico
· No mancha
Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo.
El polipropileno fabricado de manera industrial es un polímero lineal, cuya espina dorsal es una cadena de hidrocarburos saturados. Cada dos átomos de carbono de esta cadena principal, se encuentra ramificado un grupo metilo (CH3). Esto permite distinguir tres formas isómeras del polipropileno:
 |
Isotáctica
|
 |
Sindiotáctica
|
 |
Atáctica
|
Estas se diferencian por la posición de los grupos metilo-CH3 con respecto a la estructura espacial de la cadena del polímero.
Las formas isotácticas y sindiotácticas, dada su gran regularidad, tienden a adquirir en estado sólido una disposición espacial ordenada, semicristalina, que confiere al material unas propiedades físicas excepcionales. La forma atáctica, en cambio, no tiene ningún tipo de cristalinidad. Los procesos industriales más empleados están dirigidos hacia la fabricación de polipropileno isotáctico que es el que ha despertado mayor interés comercial.
Rango de productos
El rango de productos comprende homopolímeros, copolímeros bloque y copolímeros random.
Homopolímeros:
Los homopolímeros son altamente isotácticos y por ende muy cristalinos. Los artículos producidos con estos materiales presentan alta rigidez, dureza y resistencia a la deformación por calor.
Copolímeros de Impacto:
Los copolímeros de impacto son copolímeros en bloque de etileno-propileno que muestran una alta resistencia al impacto tanto a temperatura ambiente como a bajas temperaturas. La línea de productos ofrece una extensa gama de fluencias. El rango de resistencia al impacto se extiende desde moderada a muy alta, con materiales que poseen un alto contenido de goma y una alta resistencia al impacto a muy bajas temperaturas. En el otro extremo se encuentra el 2240P, que es un material de moderado impacto, elevada rigidez y alta resistencia a la deformación por calor.
Copolímeros Random
Los copolímeros random poseen un menor grado de cristalinidad que los homopolímeros, por lo que presentan un rango de fundido más amplio, mayor transparencia y son más resistentes al impacto a temperatura ambiente.
El polipropileno se obtiene mediante la polimerización del propileno en presencia de catalizadores alquilmetálicos:
El propileno es el polímero comercial de más baja densidad y facilidad de moldeo. Se utiliza en una gran cantidad de láminas, fibras y filamentos. Entre sus propiedades cabe destacar su alto punto de fusión (no funde por debajo de los 160º C), una gran rigidez, alta resistencia a la rotura y a la abrasión, propiedades dieléctricas, bajo rozamiento, superficie brillante y flotación en agua. Es resistente a los ácidos, a los álcalis y a muchos disolventes orgánicos. Se recalienta cerca de los 100º C.
El polipropileno se comercializa con distintos pesos moleculares según su finalidad. Además del polipropileno existen en el mercado una gran cantidad de copolímeros del propileno. Los más importantes son los de propileno-etileno.
Características generales.
El polipropileno es uno de esos polímeros versátiles que andan a nuestro alrededor. Cumple una doble tarea, como plástico y como fibra. Como plástico se utiliza para hacer cosas como envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 oC. El polietileno, un plástico más común, se recalienta a aproximadamente 100oC, lo que significa que los platos de polietileno se deformarían en el lavaplatos.
Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf. Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua. Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo. El polipropileno se puede hacer a partir del monómero propileno, por polimerización Ziegler-Natta y por polimerización catalizada por metalocenos.
Polipropileno: Polímero vinílico.
Los polímeros vinílicos son polímeros obtenidos a partir de monómeros vinílicos; es decir, pequeñas moléculas conteniendo dobles enlaces carbono-carbono. Constituyen una gran familia de polímeros. Veamos cómo obtenemos un polímero vinílico a partir de un monómero vinílico, usando como ejemplo el polímero vinílico más simple, el polietileno. El polietileno se obtiene a partir del monómero etileno, llamado también eteno. Cuando polimeriza, las moléculas de etileno se unen por medio de sus dobles enlaces, formando una larga cadena de varios miles de átomos de carbono conteniendo sólo enlaces simples entre sí.
Los polímeros vinílicos más sofisticados se obtienen a partir de monómeros en los cuales uno o más de los átomos de hidrógeno del etileno han sido reemplazados por otro átomo o grupo atómico. Veamos qué podemos hacer si reemplazamos uno de esos átomos de hidrógeno. Podemos obtener un gran número de plásticos comunes.
Procesos de fabricación de polipropileno
Aunque los procesos comerciales de obtención del polipropileno son variados, se les puede clasificar, dependiendo del medio de reacción y de la temperatura de operación, en tres tipos:
· Procesos en solución
· Procesos en suspensión
· Procesos en fase gas
En la actualidad muchas de las nuevas unidades de producción incorporan procesos híbridos, en los que se combina un reactor que opera en suspensión con otro que opera en fase gas.
Los procesos en solución, prácticamente en desuso, son aquellos en los que la polimerización tiene lugar en el seno de un disolvente hidrocarbonado a una temperatura de fusión superior a la del polímero. Entre sus ventajas han contado con la fácil transición entre grados, gracias a la pequeña dimensión de los reactores empleados.
Los procesos en suspensión (slurry), están configurados para que la reacción tenga lugar en un hidrocarburo líquido, en el que el polipropileno es prácticamente insoluble, y a una temperatura inferior a la de fusión del polímero. Dentro de este tipo de procesos existen marcadas diferencias en la configuración de los reactores (de tipo bucle o autoclave) y en el tipo de diluyente utilizado, lo que afecta a las características de la operación y al rango de productos que se puede fabricar.
Los procesos en fase gas están caracterizados por la ausencia de disolvente en el reactor de polimerización. Tienen la ventaja de poderse emplear con facilidad en la producción de copolímeros con un alto contenido en etileno (en otros procesos se pueden presentar problemas al agregar altas concentraciones de etileno, puesto que se hace aumentar la solubilidad del polímero en el medio de reacción).
Destilación del Propileno
Unos de los métodos más utilizados para obtener el Propileno es la destilación a partir deG.L.P. (Gas Licuado de Petróleo) con una proporción mayoritaria de componentes livianos (Propano, Propileno, etc).
El proceso de destilación se compone de una serie de pasos que van eliminando los diferentes componentes no deseados hasta obtener Propileno.
Primero, se “dulcifica” la mezcla en la Merichem en la cual de separan componentes tales como Anhídrido carbónico o Mercaptanos.
Luego, se separan los componentes livianos en una columna de destilación “Deetanizadora”, tales como Metano, Etano o Nitrógeno.
Después de esto llega el paso más complejo, que es el de separar el Propileno del Propano, los cuales poseen un peso específico muy similar, por lo tanto se necesita una columna de destilación “Splitter” muy larga con gran cantidad de platos y con un sistema muy complejo de reflujo de condensado.
Para finalizar, se eliminan los últimos componentes residuales, como Arsina, y se obtiene el Propileno listo para polimerizar.
Nitrógeno
|
0,40%
|
Deetanizadora
|
Monóxido de carbono
|
5 ppm
| |
Oxígeno
|
20 ppm
| |
Metano
|
0,10%
| |
Etileno
|
0,14%
| |
Etano
|
0,85%
| |
Propano
|
37,06%
| |
Propileno
|
58,80%
|
Splitter
|
I-Butano
|
0,90%
| |
N-Butano
|
0,15%
| |
Butileno
|
1,51%
| |
1-3 Butadieno
|
0,8%
| |
Metil-Acetileno
|
0,12%
| |
Propileno
|
0,12%
| |
Anhídrido carbónico
|
50ppm
|
Merichem
|
Sulfhídrico
|
25 ppm
| |
Mercaptanos
|
25 ppm
| |
Sulfuro carbonilo
|
25 ppm
| |
Arsina
|
1 ppm
| |
Agua
|
50 ppm
|
Proceso Novolen
El propileno, el etileno y/o alguno de los demás comonómeros utilizados se alimentan a los reactores. Se agrega hidrógeno para controlar el peso molecular en el medio de reacción. Se eligen las condiciones de polimerización (temperatura, presión y concentración de los reactivos) dependiendo del grado que se desee producir. La reacción es exotérmica, y el enfriamiento del reactor se realiza por la transferencia de calor por la descompresión (flash) de la mezcla de los gases licuados del reactor con las corrientes de alimentación. La evaporación de los líquidos en el lecho de polimerización asegura que el intercambio de calor extremadamente eficiente.
El polvo de polipropileno se descarga desde el reactor y se separa en un tanque de descarga a presión atmosférica. El comonómero sin reaccionar se separa del polvo y se comprime, y finalmente se recicla o se retorna aguas arriba a la unidad de destilación para su recuperación.
El polímero se pone en contacto con nitrógeno en un tanque de purga para despojarlo del propileno residual. El gas de purga se recupera, el polvo se transporta a los silos de polvo, y posteriormente por extrusión se convierte en pellets, donde se incorpora una gama completa de aditivos bien dispersados.
Proceso LIPP
Es un proceso similar al Novolen. Es el adoptado por Petroken S.A. para la producción de Homopolímeros.
Consiste en hacer reaccionar el propileno junto con Hidrógeno y el catalizador en un reactor. Luego de terminado este paso, se separa el polipropileno de residuos de la reacción, como monómeros, catalizador, etc., los cuales son reflujados al reactor.
Luego se suceden los mismos pasos de terminación que en el proceso Novelen.
Proceso Spheripol
Para describir con más detenimiento los procesos, hablaremos de uno de los más empleados en la actualidad: el proceso Spheripol. Diseñado como híbrido con dos reactores en serie, el primero para trabajar en suspensión y el segundo en fase gas, es un proceso versátil, que permite preparar diferentes tipos de productos con propiedades óptimas. El primer reactor es de tipo bucle (o loop), en el cual se hace circular catalizador y polímero a gran velocidad para que permanezcan en suspensión en el diluyente. El diluyente es en realidad el mismo propileno líquido que, dadas las condiciones de operación, facilita la evacuación del calor generado por la reacción al mismo tiempo que permite aumentar el rendimiento del sistema catalítico. En el segundo reactor de fase gas se incorpora ulteriormente el polímero producido en el reactor loop. En esta fase se preparan grados con características especiales añadiendo un comonómero además del monómero. Tras separar el polímero fabricado de las corrientes de propileno, y de desactivar el catalizador, el polvo de polipropileno obtenido se envía a la línea de acabado donde se añaden aditivos y se le da la forma de granza requerida para su distribución comercial.
En el campo de los procesos, los últimos desarrollos han ido dirigidos a la optimización con objeto de mejorar las propiedades de los polímeros, aumentar las capacidades de producción y reducir costes. La adecuación del proceso al sistema catalítico empleado es un parámetro fundamental con vistas a este objetivo.
Es muy importante tener un conocimiento general de nuestro polímero, en lo que concierne a propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas, etc...
En la siguiente tabla aparecen un compendio de propiedades que nos permiten hacernos una idea general de cómo va a ser el polímero con el que trabajamos
A continuación vamos a mostrar una tabla con las principales propiedades del polipropileno agrupadas en función de sus características:
Propiedades Eléctricas
| |
Constante Dieléctrica @1MHz
|
2,2-2,6
|
Factor de Disipación a 1 MHz
|
0,0003 - 0,0005
|
Resistencia Dieléctrica ( kV mm-1 )
|
30-40
|
Resistividad Supeficial ( Ohm/sq )
|
1013
|
Resistividad de Volumen a ^C ( Ohmcm)
|
1016-1018
|
Propiedades Físicas
| |
Absorción de Agua - Equilibrio ( % )
|
0,03
|
Densidad ( g cm-3 )
|
0,9
|
Indice Refractivo
|
1,49
|
Indice de Oxígeno Límite ( % )
|
18
|
Inflamabilidad
|
Combustible
|
Resistencia a los Ultra-violetas
|
Aceptable
|
Propiedades Mecánicas
| |
Alargamiento a la Rotura ( % )
|
150-300, para filmes biax. >50
|
Coeficient de Fricción
|
0,1-0,3
|
Dureza - Rockwell
|
R80-100
|
Módulo de Tracción ( GPa )
|
0,9-1,5 - par filmes biax. 2,2-4,2,
|
Resistancia a la Abrasión - ASTM D1044 ( mg/1000 ciclos )
|
13-16
|
Resistencia a la Tracción ( MPa )
|
25-40, para filmes biax. 130-300,
|
Resistencia al Impacto Izod ( J m-1 )
|
20-100
|
Propiedades Térmicas
| |
Calor Específico ( J K-1 kg-1 )
|
1700 - 1900
|
Coeficiente de Expansión Térmica ( x10-6 K-1 )
|
100-180
|
Conductividad Térmica a 23C ( W m-1K-1 )
|
0,1-0,22
|
Temperatura Máxima de Utilización ( C )
|
90-120
|
Temperatura Mínima de Utilización ( C )
|
-10 a -60
|
Temperatura de Deflección en Caliente - 0.45MPa ( C )
|
100-105
|
Temperatura de Deflección en Caliente - 1.8MPa ( C )
|
60-65
|
Resistencia Química
| |
Acidos - concentrados
|
Buena
|
Acidos - diluidos
|
Buena
|
Alcalís
|
Buena
|
Alcoholes
|
Buena
|
Cetonas
|
Buena
|
Grasas y Aceites
|
Aceptable
|
Halógenos
|
Mala
|
Hidrocarburos Aromáticos
|
Aceptable
|
Propiedades de la película de polipropileno:
Propiedad
|
Valor
| |
Alargamiento a la Rotura
|
%
|
50-1000
|
Factor de Disipación @1 MHz
|
0,0003
| |
Permeabilidad al Agua @25C
|
x10-13 cm3. cm cm-2 s-1Pa-1
|
16
|
Permeabilidad al Dióxido de Carbono @25C
|
x10-13 cm3. cm cm-2 s-1Pa-1
|
6 @ 30C
|
Permeabilidad al Hidrógeno @25C
|
x10-13 cm3. cm cm-2 s-1Pa-1
|
31
|
Permeabilidad al Nitrógeno @25C
|
x10-13 cm3. cm cm-2 s-1Pa-1
|
0,4 @ 33C
|
Permeabilidad al Oxígeno @25C
|
x10-13 cm3. cm cm-2 s-1Pa-1
|
1,7 @ 30C
|
Resistencia Dieléctrica a 25µm de grosor
|
kV mm-1
|
200
|
Resistencia al Desgarro Inicial
|
g µm-1
|
18-27
|
Temperatura de Sellado en Caliente
|
C
|
140-205
|
Propiedades para tubo de polipropileno:
Propiedad
|
Valor
| |
Material
|
Tubo orientado biaxialmente
| |
Módulo de Tracción - Longitudinal
|
GPa
|
2
|
Módulo de Tracción - Transversal
|
GPa
|
1,3 - hoop
|
Resistencia a la Tracción - Longitudinal
|
MPa
|
125
|
Resistencia a la Tracción - Transversal
|
MPa
|
40 - hoop
|
Resistencia al Impacto Relativo
|
2,5
| |
Aplicaciones
A partir de los procesos industriales se pueden preparar un sin fin de productos de polipropileno diferentes, cuyas propiedades varían según la longitud de las cadenas del polímero (peso molecular), de su polidispersidad, de los comonómeros eventualmente incorporados, etc. Estas características básicas definen las propiedades mecánicas del material y sus aplicaciones finales. Literalmente se habla de diferentes tipos o grados de polipropileno. Por todo esto, la gran diversidad de productos producidos con esta poliolefinale permite tener aplicaciones tan variadas como:
· Autopartes
· Baldes, recipientes, botellas
· Muebles
· Juguetes
· Películas para envases de alimentos
· Fibras y filamentos
· Bolsas y bolsones
· Fondo de alfombras
· Pañales, toallas higiénicas, ropa
Envases de pared delgada
Una de las tendencias más firmes en la industria del moldeo por inyección actual es el diseño de piezas de espesores menores a los 0.8 mm, genéricamente conocidas como "de pared delgada". Trabajar en esos espesores aumenta la rentabilidad del proceso en dos direcciones perfectamente definidas. Por un lado disminuye el peso por pieza y por el otro, los tiempos de ciclo incrementando, de esta forma, la productividad. Las principales aplicaciones de polipropileno en este campo se encuentran en artículos tales como copas de postre, potes de margarina, baldes de helado, entre otros. A modo de ejemplo, en ciclos de hasta 3 segundos es posible obtener potes de margarina de 250 cm3, de sólo 10 gr de peso y 0.4 mm de espesor.
Una variable muy importante es la relación entre la longitud total de flujo y el espesor de la pieza que, para el caso del polipropileno, no debe superar un valor de 330. Es decir que: una pieza de 1 mm de espesor puede tener una longitud de 330 mm. Si el espesor se disminuye a 0.8 mm, la longitud de flujo se debe disminuir en la misma proporción; si no la relación anterior se elevaría a 412 y habría severas dificultades para llenar el molde.
Trabajar en espesores tan pequeños representa un desafío para el material, que debe conjugar un buen balance de propiedades mecánicas en estado sólido con buenas propiedades de flujo en estado fundido. El material, a su vez, debe asegurar una elevada rigidez y una buena resistencia al impacto. Por otro lado debe poseer una fluidez lo suficientemente elevada como para llenar un molde que le ofrece gran oposición al flujo.
Gracias a sus características en estado fundido, el polipropileno puede ser moldeado por la mayoría de los diferentes procesos de transformación de plásticos, entre los cuales pueden destacarse:
Moldeo por inyección
Este proceso consiste en la fusión del material, junto con colorantes o aditivos, para luego forzarlo bajo presión dentro de un molde. Este molde es refrigerado, el material se solidifica y el artículo final es extraído. Este método es usado para hacer muchos tipos de artículos, como por ejemplo frascos, tapas, muebles plásticos, cuerpos de electrodomésticos, aparatos domésticos y piezas de automóviles. El polipropileno es apreciado por su fácil proceso y por sus excelentes propiedades finales, que incluyen baja densidad, alto brillo y rigidez, resistencia térmica y química, entre otras.
Moldeo por Soplado
Es usado para la producción de frascos, botellas, tanques de vehículos, etc. En este proceso, un tubo de material fundido es soplado dentro de un molde y toma la forma de la cavidad. Cuando es enfriado, el molde es abierto y el artículo extraído.
Películas de polipropileno
Son largamente empleadas en el embalaje de alimentos y otros artículos. Son fabricadas por extrusión, forzando el pasaje del material fundido a través de una matriz tubular o plana. La película producida de esta forma puede ser orientada posteriormente, obteniéndose una película más resistente (Polipropileno biorientado BOPP).
Extrusión
Por este proceso pueden ser obtenidos un sinnúmero de artículos continuos, entre los que se incluyen tubos, chapas, fibras, etc. Las chapas de polipropileno son hechas mediante el pasaje del material fundido a través de una matriz plana, y posteriormente enfriado en cilindros paralelos. Las chapas pueden ser usadas para la producción de varios artículos a través de su corte y doblez, o termoformadas para la producción de potes, vasos, etc. Las fibras son producidas por el corte y posterior estiramiento de una chapa, que luego son utilizadas en telares para la producción de tejidos, bolsas, etc.
Fibras de polipropileno
Son empleadas para la producción de alfombras, tapices y hilos, entre otros. Para su elaboración, el material fundido es plastificado en una extrusora y forzado a través de minúsculos orificios, formando las fibras. De modo semejante son producidos los no tejidos de polipropileno, que son ampliamente utilizados en productos higiénicos desechables, ropas protectoras, etc. Estos productos se benefician de la tenacidad y flexibilidad de los nuevos materiales.
Aplicaciones en la industria automotriz
La industria del automóvil evoluciona rápidamente. En su afán de optimización, la búsqueda de materiales que reúnan el mayor número de requerimientos específicos se ha convertido en una de las metas de las grandes empresas internacionales. Esa búsqueda ha encontrado en el polipropileno uno de los aliados fundamentales dentro de la gran familia de los materiales plásticos. En él, diseño y propiedades (arte y técnica) se combinan para volcar al mercado productos cada vez más innovadores, competitivos, y confiables.
En un sector tan exigente, el polipropileno y sus compuestos han encontrado nuevos campos de aplicación aportando confort visual y al tacto en los interiores de los habitáculos, estabilidad dimensional en los compartimentos del motor, óptima perfomance frente a los agentes climáticos en la periferia, y buena aptitud para recibir tratamientos decorativos de superficie (pinturas). Tan disímiles requerimientos primarios satisfechos por un solo material, han logrado posicionar al polipropileno como el plástico más importante de la ingeniería del automóvil en la actualidad.
Como hemos visto, la lista de aplicaciones que se encuentran del polipropileno es infinita, existe una gran diversidad de aplicaciones de este polímero debido a sus propiedades, que nos van a permitir su uso en los campos más diversos que podamos imaginarnos.
Propiedades físicas
- La densidad del polipropileno, esta comprendida entre 0.90 y 0.93 gr/cm3.Por ser tan baja permite la fabricación de productos ligeros.
- Es un material más rígido que la mayoría de los termoplásticos. Una carga de 25.5 kg/cm2, aplicada durante 24 horas no produce deformación apreciable a temperatura ambiente y resiste hasta los 70 grados C.
- Posee una gran capacidad de recuperación elástica.
- Tiene una excelente compatibilidad con el medio.
- Es un material fácil de reciclar
- Posee alta resistencia al impacto.
Propiedades mecánicas
- Puede utilizarse en calidad de material para elementos deslizantes no lubricados.
- Tiene buena resistencia superficial.
- Tiene buena resistencia química a la humedad y al calor sin deformarse.
- Tiene buena dureza superficial y estabilidad dimensional.
Propiedades eléctricas
- La resistencia transversal es superior a 1016 O cm.
- Por presentar buena polaridad, su factor de perdidas es bajo.
- Tiene muy buena rigidez dieléctrica.
Propiedades químicas
- Tiene naturaleza apolar, y por esto posee gran resistencia a agentes químicos.
- Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha humedad.
- Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales..
- El polipropileno como los polietilenos tiene una buena resistencia química pero una resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o protección previa).
- Punto de Ebullición de 320 °F (160°C)
- Punto de Fusión (más de 160°C)
Dentro de los principales aplicaciones y usos que tiene el polipropileno, se encuentran:
- fabricación de sacos
- bolsas
- envolturas debido al lustre satinado y buena tenacidad.
- A nivel automotriz, por su peso reducido, precio, facilidad de conformación
- utensilios domésticos
- juguetes
- cassetes
- block de dibujo o escritura
- piezas de dispositivos
- empaquetados
- utensilios de laboratorio
- botellas de diferentes tipos.
- envolturas de aparatos eléctricos
- embalajes
- estuches de cintas
- fibras
- monofilamentos
- tubos
- casco de barcos
- asientos y piezas para el automóvil, por ejemplo, cofres de baterías y parachoques
PLASTICOS: PROPIEDADES Y ENSAYOS
Introducción
Todos los sectores vinculados a la industria de los polímeros dependen de los datos de ensayos para dirigir sus actividades. Así podemos enumerar a los productores de las materias primas (las plantas polimerizadoras), los diseñadores de productos, los fabricantes de máquinas, moldes y herramientas, los procesadores (o moldeadores) y finalmente los usuarios industriales o de bienes finales.
Por lo tanto, resulta esencial conocer y comprender con detalle las propiedades y ensayos aplicables a los polímeros.
Normalización
La normalización de especificaciones de ensayos y la homologación de materiales se realizan a través de instituciones nacionales e internacionales. En la República Argentina el ente que se ocupa de esta tarea es el Instituto Argentino de Normalización (IRAM) que es una institución privada sin fines de lucro y está asociada a la Organización Internacional de Normalización (ISO).
La Organización Internacional de Normalización (ISO) agrupa a organismos nacionales encargados de dictado de normas de muchos países del mundo. El objetivo de ISO consiste el promover el desarrollo de normas a escala mundial con vistas a facilitar el intercambio internacional de productos y servicios y a desarrollar la cooperación en la esfera de la actividad intelectual, científica, tecnológica y económica.
Los métodos ISO utilizan únicamente el Sistema Internacional (SI) de unidades de medición. En la Argentina el Sistema Internacional está incorporado por ley a través del Sistema Métrico Legal Argentino (SÍMELA).
Listado de normas de ensayos ISO y ASTM
Propiedad
|
ISO
|
ASTM
|
Unidad SI
|
Absorción de agua
|
D-759
|
cambios registrados
| |
Coeficiente lineal de expansión térmica
|
D-696
|
mm/mm/°C
| |
Conductividad térmica
|
C-177
|
W/K.m
| |
Constante dieléctrica
|
1325
|
D-150
|
adimensional
|
Contracción de moldeo
|
3146
|
D-955
|
mm/mm
|
Deformación de carga
|
D-621
|
%
| |
Deformación por compresión
|
1856
|
D-395
|
Pa
|
Densidad
|
1183
|
D-1505
|
g/cm3
|
Densidad aparente
|
D-1895
|
g/cm3
| |
Densidad relativa
|
1183
|
D-792
|
adimensional
|
Dureza
| |||
Durómetro
|
868
|
D-2240
|
dial real
|
Rockwell
|
2037/2
|
D-785
|
dial real
|
Barcol
|
D-2583
|
dial real
| |
Elongación
|
R527
|
D-638
|
%
|
Envejecimiento a la intemperie
|
4582, 4607
|
D-1435
|
cambios
|
Factor de compresión
|
171
|
D-1895
|
adimensional
|
Fluencia
|
899
|
D-2990
|
Pa
|
Hinchamiento por disolvente
|
D-471
|
J
| |
índice de moldeo
|
D-731
|
Pa
| |
índice de oxigeno
|
D-2863
|
%
| |
índice de refracción
|
489
|
D-542
|
adimensional
|
Inflamabilidad
|
181,871,1210
|
D-635
|
cm/min y cm/s
|
Inmersión 24 horas
|
62, 585, 960
|
D-570
|
%
|
Módulo de elasticidad
| |||
En compresión
|
4137
|
D-695
|
Pa
|
En tangente, flexión
|
D-790
|
Pa
| |
En tracción
|
D-638
|
Pa
| |
Procedimiento acondicionamiento
|
291
|
D-618
|
unidades métricas
|
Propiedades mecánicas dinámicas
|
D-2236
|
adimensional
| |
Decremento logarítmico
| |||
Módulo de elasticidad en cizalla
| |||
Punto de fusión
|
1218,3146
|
D-2117
|
°C
|
Punto de reblandecimiento Vicat
|
306
|
D-1525
|
ohm.cm
|
Resistencia a la abrasión superficial
|
D-1044
|
cambios registrados
| |
Resistencia a la cizalla
|
D-732
|
Pa
| |
Resistencia a la compresión
|
604
|
D-695
|
Pa
|
Resistencia a la fatiga
|
3385
|
D-671
|
número de ciclos
|
Resistencia a la flexión
|
178
|
D-790
|
Pa
|
Resistencia a la tracción
|
R527
|
D-638
|
Pa
|
Resistencia al arco
|
1325
|
D-746
|
s
|
Resistencia al impacto - Dardo
|
D-1709
|
Pa @ 50% fallo
| |
-Charpy
|
179
|
J/m
| |
-Izod
|
180
|
D-256
|
J/m
|
Resistencia al rasgado
|
D-624
|
Pa
| |
Resistencia dieléctrica
|
3915
|
D-149
|
V/mm
|
Resistencia química
|
175
|
D-543
|
cambios registrados
|
Rigidez de flexión
|
D-747
|
Pa
| |
Rotura de fluencia
|
D-2990
|
Pa
| |
Tamaño de partícula
|
D-1921
|
micrómetros
| |
Temperatura de deflexión
|
75
|
D-648
|
°Ca18,85MPa
|
Temperatura de flujo
|
D-569
|
°C
| |
Temperatura de fragilidad
|
974
|
D-746
|
°C a 50%
|
Transmitancia luminosa, Turbiedad
|
D-1003
|
%
| |
Vapor de agua
|
E-96
|
g/24h
| |
Veloc. de flujo del fundido, termoplást.
|
1133
|
D-1238
|
g/10min.
|
Propiedades, consideraciones generales
Las propiedades de los polímeros están determinadas por su estructura interna. Son aislantes del calor y de la electricidad debido a que sus enlaces son por pares de electrones, no disponiendo de un electrón libre. Sus densidades son bajas, por ser su estructura mas libre.
El peso molecular y el grado de polimerización tienen importante influencia en muchas propiedades. Las propiedades se clasifican en: mecánicas, térmicas, físicas, eléctricas, ópticas y ambientales. Dentro de esta clasificación, aunque todas tienen su importancia, las mecánicas y las térmicas se destacan entre ellas.
Los plásticos tienen una estructura molecular, y no atómica como los metales. En el metal es mas compacta, con fuerzas de unión distintas a los plásticos. Por lo expresado se comprende porque los plásticos tienen una resistencia mecánica relativamente menor, un módulo de elasticidad menor, con dependencia de las propiedades mecánicas respecto al tiempo, dependencia a la temperatura, especialmente los termoplásticos, sensibilidad al impacto, con grandes diferencias desde los quebradizos (poliestireno) hasta resistentes (policarbonatos).
Los termoestables carecen de deslizamiento interior, por su reticulación y son básicamente más quebradizos que los termoplásticos.
Los plásticos presentan memoria en la deformación y recuperación. En los reforzados, su comportamiento varía con la cantidad, tipo de refuerzo y materiales.
Como otras propiedades las térmicas son función de su estructura. Los termoestables son quebradizos, no se ablandan ni funden por debajo de su temperatura de descomposición, perdiendo rigidez. Los termoplásticos, en cambio, se tornan quebradizos a muy bajas temperaturas, específicas para cada uno de ellos (Tg).Si la temperatura aumenta, su módulo de elasticidad desciende, así como su rigidez. Aplicando calor continuo a los termoplásticos amorfos se produce un reblandecimiento, pasando a un estado de ablandamiento. Allí, pequeños esfuerzos provocan grandes deformaciones sí aumenta el calor, incrementándose la movilidad térmica de las moléculas, pudiendo deslizarse las cadenas y haber descomposición térmica. Los termoplásticos semicristalinos poseen fragmentos flexibles amorfos en el intervalo de uso, así como cristalinos rígidos. Al subir la temperatura es posible su moldeo cuando las partes cristalinas llegan a la temperatura de fusión. Cuando las moléculas en cadena son relativamente fáciles de separar, los materiales sor solubles y fusibles. Si las fuerzas secundarias son lo suficientemente fuertes, el polímero lineal puede ser insoluble y fusible o no.
Los polímeros reticulados pueden ser insolubles e infusibles.
El peso molecular y el grado de polimerización tienen importante influencia en muchas propiedades. Las propiedades se clasifican en: mecánicas, térmicas, físicas, eléctricas, ópticas y ambientales. Dentro de esta clasificación, aunque todas tienen su importancia, las mecánicas y las térmicas se destacan entre ellas.
Los plásticos tienen una estructura molecular, y no atómica como los metales. En el metal es mas compacta, con fuerzas de unión distintas a los plásticos. Por lo expresado se comprende porque los plásticos tienen una resistencia mecánica relativamente menor, un módulo de elasticidad menor, con dependencia de las propiedades mecánicas respecto al tiempo, dependencia a la temperatura, especialmente los termoplásticos, sensibilidad al impacto, con grandes diferencias desde los quebradizos (poliestireno) hasta resistentes (policarbonatos).
Los termoestables carecen de deslizamiento interior, por su reticulación y son básicamente más quebradizos que los termoplásticos.
Los plásticos presentan memoria en la deformación y recuperación. En los reforzados, su comportamiento varía con la cantidad, tipo de refuerzo y materiales.
Como otras propiedades las térmicas son función de su estructura. Los termoestables son quebradizos, no se ablandan ni funden por debajo de su temperatura de descomposición, perdiendo rigidez. Los termoplásticos, en cambio, se tornan quebradizos a muy bajas temperaturas, específicas para cada uno de ellos (Tg).Si la temperatura aumenta, su módulo de elasticidad desciende, así como su rigidez. Aplicando calor continuo a los termoplásticos amorfos se produce un reblandecimiento, pasando a un estado de ablandamiento. Allí, pequeños esfuerzos provocan grandes deformaciones sí aumenta el calor, incrementándose la movilidad térmica de las moléculas, pudiendo deslizarse las cadenas y haber descomposición térmica. Los termoplásticos semicristalinos poseen fragmentos flexibles amorfos en el intervalo de uso, así como cristalinos rígidos. Al subir la temperatura es posible su moldeo cuando las partes cristalinas llegan a la temperatura de fusión. Cuando las moléculas en cadena son relativamente fáciles de separar, los materiales sor solubles y fusibles. Si las fuerzas secundarias son lo suficientemente fuertes, el polímero lineal puede ser insoluble y fusible o no.
Los polímeros reticulados pueden ser insolubles e infusibles.
Comparación entre dos materiales
Este es un simple ejemplo de comparación de propiedades entre termoplásticos y metales en el caso de engranajes
Ventajas de los plásticos:
Liviandad y baja inercia
Bajo ruido en muchos casos
Resistencia química y a la corrosión en muchos casos
Eliminación parcial o total de lubricación
Aislamiento eléctrico
Baja fricción o desgaste en muchos casos
Liviandad y baja inercia
Bajo ruido en muchos casos
Resistencia química y a la corrosión en muchos casos
Eliminación parcial o total de lubricación
Aislamiento eléctrico
Baja fricción o desgaste en muchos casos
Desventajas de los plásticos:
Limitaciones debidas a la temperatura ambiente y al aumento localizado en los dientes, causados por el bajo coeficiente de conductibilidad térmica.
Solicitaciones admisibles más reducidas, especialmente si la temperatura de trabajo es superior a la normal.
Estabilidad dimensional frente a las variaciones térmicas, absorción de humedad y de fluidos lubricantes presentes.
Dependencia de la forma de la pieza y del tipo de moldeo.
Existen otro tipo de ventajas (no específicamente propiedades) como la favorable economía del moldeo por inyección y la posibilidad de moldeo integral con otros elementos.
Limitaciones debidas a la temperatura ambiente y al aumento localizado en los dientes, causados por el bajo coeficiente de conductibilidad térmica.
Solicitaciones admisibles más reducidas, especialmente si la temperatura de trabajo es superior a la normal.
Estabilidad dimensional frente a las variaciones térmicas, absorción de humedad y de fluidos lubricantes presentes.
Dependencia de la forma de la pieza y del tipo de moldeo.
Existen otro tipo de ventajas (no específicamente propiedades) como la favorable economía del moldeo por inyección y la posibilidad de moldeo integral con otros elementos.
Óscar Pineda, Lisbeth De la Portilla, Fermín Guerrero, Fac. de Odontología Universidad Autónoma de Tamaulipas Revista Mexicana de Odontología Clínica | ||||
Desarrollo
Resumen
La malla de polipropileno es irreabsorbible, inerte, estéril y porosa, tejida de fibras del polímero de polipropileno monofilamentoso con el que se elaboran suturas y tiene aplicación en áreas de la medicina, como en la cirugía de hernias umbilicales, inguinales y testiculares. No existe reporte alguno de su uso en la odontología.
Palabras clave: malla, polipropileno, regeneración tisular guiada.
Introducción
La regeneración se refiere a la reproducción o reconstitución de una parte perdida o dañada. La regeneración periodontal histológicamente se define como la regeneración de los tejidos que soportan al diente, incluidos el hueso alveolar, ligamento periodontal y cemento en una superficie radicular dañada por una enfermedad de tipo periodontal. Esas células son capaces de transformarse en cementoblastos, osteoblastos y fibroblastos, con lo cual se desarrolla el proceso de regeneración. Las barreras indicadas para ser utilizadas en la técnica de la RTG pueden ser elaboradas de diferentes materiales, como politetrafluoruroetileno expandido (ePTFE), ácido poliláctico, sulfato de calcio, ácido poliglicólico y colágeno. Todas la barreras deben presentar seguridad en su uso y tienen que ser biocompatibles, atóxicas, no antihigiénicas e incapaces de inducir respuesta inflamatoria.1, 2, 3 La capacidad de tener el coágulo proveniente del proceso de curación dentro del espacio definido y protegido por la barrera, está directamente relacionada con el grado de rigidez de la barrera, que debe actuar como una malla densa para la formación de los nuevos tejidos. Una de las dificultades para la utilización de las barreras biodegradables es la respuesta inflamatoria que se presenta durante su degradación o su reabsorción. La exposición al medio bucal puede impedir que la barrera sea mantenida durante un periodo de tiempo suficiente para la regeneración de los tejidos periodontales y así lograr el objetivo final, que sería la regeneración del periodonto perdido por la enfermedad periodontal.4, 5 El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece
al grupo de las poliolefinas y tiene una amplia variedad de aplicaciones, entre ellas, empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. De este material plástico se ha elaborado una malla protésica que se usa en la cirugía de hernia incisional, que consiste en una malla irreabsorbible, inerte, estéril y porosa tejida de fibras del polímero de polipropileno monofilamento con el que se hacen las suturas quirúrgicas. La malla mide aproximadamente 0.57 mm de espesor y posee una alta resistencia a la tensión y a las roturas.
Materiales y métodos
El presente estudio se realizó en el posgrado de periodoncia de la Facultad de Odontología de la Universidad Autónoma de Tamaulipas, donde se llevaron a cabo procedimientos de regeneración tisular guiada (RTG) en tres defectos óseos verticales, de dos a tres paredes presentes en pacientes diagnosticados con periodontitis crónica moderada generalizada después de efectuar un examen oral, dental y periodontal. Posteriormente, se hicieron mediciones biofisiológicas como exámenes de laboratorio, cuyo resultado fue la existencia de pacientes clínicamente sanos. Se procedió a realizar Fase I y Fase II con la terapia de curetaje abierto y colocación de la malla (Fotos 1 y 2).
Foto 1. Malla de polipropileno
Foto 2. Defecto periodontal infraóseo de tipo vertical
Discusión
El polipropileno aguanta indefinidamente la pérdida de la resistencia a la tensión del tejido. La malla está tejida de tal forma que cada fibra monofilamento se interconecta y facilita la elasticidad bidireccional, a la vez que permite cortar la malla en cualquier forma sin que se deshilache. Está prevista para apoyar la reparación y/o reforzamiento de lesiones o defectos de fascia que requieren el soporte adicional de una malla irreabsorbible durante y después de la cicatrización de la herida. En estudios con animales se ha demostrado que las fibras de polipropileno monofilamento a partir de las cuales se elabora la malla, provocan una mínima reacción inflamatoria aguda al tejido, la cual va seguida de una encapsulación paulatina con tejido fibroso. El uso de la RTG presupone la utilización de una barrera física para impedir que las células provenientes de los tejidos gingivales entren en contacto con las superficies radiculares tratadas, lo que permite que las células provenientes del ligamento periodontal remanente del endostio adyacente repueblen el coágulo para formar cemento, ligamento periodontal y hueso alveolar nuevos (Fotos 3 y 4).
Foto 3. Colocación de la malla de polipropileno sobre defecto óseo vertical
Foto 4. Presencia de tejido neoformado a las cinco semanas
posquirúrgicas a la colocación de la malla de polipropileno
Conclusión
La porosidad de la malla permite el crecimiento de dicho tejido fibroso. La malla permanece suave y flexible, y las fibras del polipropileno irreabsorbible que constituyen la malla aguantan la pérdida de resistencia a la tensión del tejido. No se ha reportado ninguna reacción adversa que se pueda atribuir directamente a las fibras de polipropileno.
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Productos de polipropileno
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