Muy buena barrera a CO2, aceptable
barrera a O2 y humedad. Propiedades ignifugas en los tipos aditivados.
Características del PET
Biorientación: Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera
con optimización de espesores.
Cristalización: Permite lograr resistencia térmica para utilizar
bandejas termoformadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción.
Esterilización: El PET resiste esterilización química con óxido de
etileno y radiación gamma.
Datos
técnicos
Valor límite de la
viscosidad medido en ácido dicloroacético a 25°C
1.07
Punto de fusión °C
aprox. 252/260
Acetaldehído
ppm < 1
Contenido en grupos
carboxílicos
mval/kg 20
Densidad aparente
[g/cm3] aprox.
0.85
Valores de permeabilidad
Oxígeno
23°C, 100% RF
2
Nitrógeno
23°C , 100% RF
9
Permeabilidad
al vapor de agua
0.9
Dióxido
de carbono
5.1
Resistencia Química del PET
Buena
resistencia a: Grasas y aceites presentes en alimentos,
soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales, jabones, hidrocarburos
alifáticos y alcoholes.
Poca
resistencia a: Solventes halogenados, aromáticos, cetonas de bajo
peso molecular y bases.
El parámetro
de solubilidad del PET es aproximadamente de 21,8 MPa1/2 lo que
lo haría sensible, en mayor o menor grado, a algunos solventes como cetonas,
clorados y alcoholes de 4 u 8 carbonos; pero en el caso de los productos
semicristalinos, sólo solventes donadores de protones son capaces de interaccionar
con los grupos ésteres en forma efectiva. Aunque es un polímero polar, sus
propiedades como aislanteeléctrico a temperatura ambiente son buenas a altas
frecuencias, debido a que el material, al estar por debajo de Tg, tiene
restricciones en la orientación de dipolos.
Si una
muestra amorfa es calentada cerca de 80ºC se induce la cristalización en frío
que genera una considerable distorsión dimensional, contracción y opacidad, por
lo que limita la temperatura de servio. Otro factor a tener en cuenta durante
el procesamiento es su carácter higroscópico y que en su estado fundido
presenta una alta sensibilidad a la degradación hidrolítica de ahí que
sea práctica común en la industria realizar ciclos previos de secado a
temperaturas mayores a su Tg (entre 140-160ºC) por períodos de hasta 6 horas
antes de cualquier etapa de procesamiento.
Las
propiedades físicas del PET y su capacidad para cumplir diversas especificaciones
técnicas han sido las razones por las que el material haya alcanzado un
desarrollo relevante en la producción de fibras textiles y en la producción de
una gran diversidad de envases, especialmente en la producción de botellas,
bandejas, flejes o zunchos y láminas.
Propiedades
principales
Cristalinidad y transparencia, aunque admite
cargas de colorantes
Buen comportamiento frente a esfuerzos
permanentes
Alta resistencia al desgaste
Muy buen coeficiente de deslizamiento
Buena resistencia química
Buenas propiedades térmicas.
Compatible con otros materiales barrera que
mejoran en su conjunto la calidad barrera de los envases y por lo tanto
permiten su uso en marcados específicos.
Totalmente reciclable.
Aprobado para su uso en productos que deban estar
en contacto con productos alimentarios.
Alta rigidez y dureza.
Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes.
Superficie barnizable.
Gran indeformabilidad al calor.
Muy buenas características eléctricas y
dieléctricas.
Alta resistencia a los agentes químicos y
estabilidad a la intemperie.
Alta resistencia al plegado y baja absorción de
humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras.
DESVENTAJAS
Secado:Todo poliéster tiene que ser secado a fin de
evitar pérdida de propiedades. La humedad del polímero al ingresar al proceso
debe ser de máximo 0.005%.
Costo de equipamiento Los equipos de inyección soplado con biorientación
suponen una buena amortización en función de gran producción. En extrusión
soplado se pueden utilizar equipos convencionales de PVC, teniendo más
versatilidad en la producción de diferentes tamaños y formas.
Temperatura: Los poliésteres no mantienen buenas propiedades
cuando se les somete a temperaturas superiores a los 70 grados. Se han logrado
mejoras modificando los equipos para permitir llenado en caliente. Excepción:
el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a temperaturas de hasta 230
° C.
Intemperie: No se aconseja el uso permanente en intemperie.
Pilling: Las mezclas producen mucho pilling.
VENTAJAS
Propiedades únicas: Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases
u aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite
cocción en microondas.
Costo/Performance: El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones
que el de otros polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.
Disponibilidad: Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa,
Asia y Sudáfrica.
Reciclado: El PET puede ser reciclado dando lugar al material
conocido como RPET, lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir
envases para la industria alimenticia debido a que las temperaturas implicadas
en el proceso no son lo suficientemente altas como para asegura la esterilización
del producto.
Propiedades físicas y procesamiento
El PET
presenta una estructura molecular con regularidad estructural necesaria para
tener un potencial de cristalización. Debido a la presencia de los anillos
aromáticos en su cadena, el PET presenta una moderada flexibilidad molecular
que se refleja en que su temperatura de transición vítrea se encuentra
en torno a los 70-80ºC. Esto hace que su capacidad para cristalizar sea
controlada por las condiciones de enfriamiento. Así, la densidad del PET
puede varia desde 1,33-1,34 g/cm3 para un material amorfo hasta
aproximadamente 1,45-1,51g/cm3 para el caso semicristalino, éste
último particularmente dependiente y proporcional al contenido de
dietilénglicol (DEG) que puede generarse durante el proceso de síntesis.
Otro
factor que limitó en sus inicios el moldeo por inyección fue su inherente baja
viscosidad del fundido que es altamente sensible a la temperatura, por lo
que las temperaturas de procesamiento se encuentran muy cercanas a su Tm (entre
270-290ºC), para evitar el goteo en la boquilla. Parte de este inconveniente ha
sido solucionado al diseñar los equipos tal que incorporen sistemas que
controlen el flujo libre a través de la boquilla.
Los
primeros productos moldeados correspondieron a piezas en las cuales se promovió
la cristalización en forma controlada por la adición de agentes nucleantes y/o
empleando altas temperaturas de molde cercanas a los 130-140ºC, lo que conduce
a una alta rigidez, resistencia alrallado superficial y opacidad, pudiéndose
emplear a temperatura entre su Tg y Tm sin problemas de distorsión dimensional.
Sin embargo, el interés por este tipo de productos se mantuvo limitado hasta
que se reconoció la utilidad del refuerzo con la fibra de vidrio, obteniéndose
PET semicristalinos destinados principalmente para aplicaciones eléctricas y
electrónicas.
Por
otro lado, si se desean productos transparentes obtenidos por inyección, es
necesario que la temperatura del molde sea menor a 50C y no usar grados que
contengan agentes nucleantes. Sin embargo, a pesar de las bunas propiedades
ópticas y mayor tenacidad respecto al caso semicristalino, pierde resistencia
química por lo que ha sido limitado o desplazado el uso de estos productos por
otras opciones de procesamiento.
El
interés definitivo por el uso de PET surgió al descubrir la utilidad de obtener
productos biorientados en combinación con la introducción de la
copolimerización con ácido isoftálico o 1,4-ciclohexano-dimetanol. Tal
combinación permite obtener productos que presentan mejoras en transparencia,
tenacidad y propiedades barrera, características esenciales de las botellas y
algunos laminados y películas de PET destinados a envases y embalajes.
En
este caso se propicia un proceso de cristalización por deformación, que genera
una morfología cristalina orientada, muy diferente a la obtenida por un simple
calentamiento de una muestra amorfa o durante el enfriamiento en el moldeo por
inyección. Si bien la cristalinidad puede alcanzar un 40%, la morfología
desarrollada permite conservar la transparencia del PET, mientras que son
favorecidas tanto la rigidez y tenacidad del sistema, al igual que las
propiedades barrearas. Por lo general, estos productos presentan una densidad
entre 1,38 y 1,39 g/cm3
Se obtiene por policondensación del ácido teraftálico con etilenglicol a una temperatura de 260°C. El poliéster es fabricado por varios métodos, se utilizan dependiendo la forma que tendrán, las cuatros formas básicas son:
Fibra corta
Filamento
Cable
Relleno de fibra
POLIMERIZACIÓN
Para formar el poliéster, el tereftalato se hace reaccionar con el etilenglicol en presencia de un catalizador a una temperatura de 150-210°C.
La quimica resultante forma un monómero, el alcohol que se combina con el ácido a una elevada temperatura, el poliéster recipen formado es fundido y estruido a través de la hilera o tobera, para formar largas cintas.
SECADO
Después de que el poliéster es sometido a la polimerización, lar contas largas se dejan secar hasta que se vuelen quebradizas, este material se corta en pequeños chips para formar la fibra corta.
FUSIÓN
Las fibras de poliéster se estiran en caliente para orientar las moléculas y lograr una mejoría en su resistencia, elongación y propiedades, también es posible hacer modificaiones a la sección transversal de la fibra ya que tiene la capacidad de tomar la forma de los orificios de la tobera.
Las virutas del polímero se funden para formar un jarabe, la solución se pone en un recipiente de metal llamdo tobera y es estrujado a través de los orificios para formar el hilo.
FUSIÓMETRO. m. Fís. Instrumento para medir la temperatura de fusión de los
cuerpos.
Origen del poliéster En la década de los años treinta, se produjo en Inglaterra la primera fibra de poliéster, filamento contínuo, obtenido a partir de ácidos dicarboxílicos llamado Terylene ; en Francia esta fibra se llamó Tergal y en España Terlenka.
Después de la segunda guerra mundial, la firma alemana Hoechst, empezó a producir un poliéster con el nombre de Trevira.Los 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.
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.
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.
Durante estos años, Du Pont, buscaba multiplicar las propiedades técnicas del poliéster, texturando filamentos y creando napas sintéticas ( fiberfil para rellenos )que superponiéndolas, se utilizaban para sacos de dormir y anoraks, ya que tienen mejor resultado que la pluma natural.
En los poliésteres de última generación, encontramos Setila ( antes Rhone-poulenc ).
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.
El Colmax (invista)es un tejido de alta tecnología para prendas deportivas, la fibra presenta cuatro canales longitudinales que permiten el buen transporte de la humedad, para mantener el tejido seco por dentro, es lavable en lavadora, de secado rápido, resistente al moho y no tiene olores.
