Degradacion Termoxidativa Del Polipropileno

 

DEGRADACION TERMO-OXIDATIVA DEL POLIPROPILENO I. 

OBJETIVOS

a)  Describir, usando fotografías y comentario escrito, las características superficiales de la degradación térmica del polipropileno.  

 

 b) Establecer una figura, variación de peso en función del tiempo, durante la degradación del polipropileno a la temperatura de trabajo.  II. 

FUNDAMENTO TEORICO

2.1. POLIPROPILENO El Polipropileno es un termoplástico que es obtenido por la polimerización del

 propileno, subproducto gaseoso de la refinación del petróleo. Todo esto desarrollado en  presencia de un catalizador, bajo un cuidadoso control de temperatura y presión.

El

Polipropileno se puede clasificar en tres tipos (homopolímero, copolímero rándom y copolímero de alto impacto), los cuales pueden ser modificados y adaptados para determinados usos. [5]

F ig igura ura nº nº1: 1: formula general del polipropileno Características: 

  Optima relación Costo / Beneficio.



  Versatilidad: compatible con la mayoría de las técnicas de procesamiento



existentes y usado en diferentes aplicaciones comerciales, como, packaging, industria automotriz, textiles, medicina, tuberías, etc.

  Buena procesabilidad: es el material plástico de menor peso específico (0,9



g/cm3), lo que implica que se requiere de una menor cantidad para la obtención de un producto terminado.

 

  Barrera al vapor de agua: evita el traspaso de humedad, lo cual puede pued e ser utilizado



 para la protección de diversos alimentos.

  Buenas propiedades organolépticas, químicas, de resistencia y transparencia. [1]



Tabla nº1: Propiedades térmicas del polipropileno.  

Temperatura

de

fusión (°C)

PP

PP

homopolímero

copolímero

160 a 170

130 a 168

de

uso

100

100

transición

al PVC pero inferior al HDPE, al PET y a los "plásticos de ingeniería"

continuo (°C) Temperatura

Superior a la del polietileno

Superior al poliestireno, al LDPE y

Temperatura máxima

Comentarios

de -10

-20

vítrea (°C)

2.2. MECANISMO DE DEGRADACION TERMOXIDATIVA 2.2.1.  Degradación Termo-oxidativa

Como se ve en la Tabla nº1. La degradación termoxidativa se da por la interacción de dos agentes externos (Calor y oxigeno).

T ab abla la nº nº2: 2:  Agentes externos que provocan distintos tipos de degradación. 

 

Como un primer punto el calor conlleva a la ruptura hemolítica de los enlaces covalentes de la cadena o de los grupos laterales, provocada por el aumento de la temperatura. Tras la ruptura del enlace, las reacciones que se dan dependen de la actividad de cada radical. También influye la viscosidad del fundido, pues los esfuerzos de cizalla locales pueden aumentar la temperatura de la masa. Muchas degradaciones debidas al calor son autocatalíticas, por lo que el polímero se degrada más rápido si ya está parcialmente degradado. Y como un segundo punto se da el ataque del oxígeno activo sobre el polímero; generándose una reacción orgánica de oxidación-reducción. Como en la degradación debida al calor, el oxígeno origina radicales libres en el polímero, que pueden dar todo tipo de reacciones secundarias degradativas. [2] 2.3.2. Mecanismo de termoxidacion INICIACION:  −  → ° + ° 

PROPAGACION: ° +    →  °   ° +  →  + °     →  ° ° + ° °  

° +  →    + °  ° +  →  ° ° +   

FINALIZACION:  ° +   ° →   +     + °  ° +   ° 

° + ° → 2 2  

[3]

 

III. 

MATERIALES EQUIPOS E INSTRUMENTOS

  Estereoscopio



  Balanza analítica



  Estufa



  9 tapas de botellas plásticas (polipropileno)



IV. 

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.  Para la termoxidacion del polipropileno partimos con la recolección de 9 tapas de  botellas plásticas de un mismo espesor, color y dimensiones. 2.  Previamente se encendió la estufa y se dejó calentar a 150 ºC, además también se encendió la balanza analítica y se dejó cargar por un lapso de 30 min para  posterior uso. 3.  Luego pesamos las tapas de polipropileno, codificamos y registramos datos de  peso inicial. 4.  Seguidamente se procedió a tomar fotografías en estereoscopio.

5.  Posteriormente se instalaron las 9 probetas en la estufa a la temperatura asignada. 6.  Se retiraron las 3 primeras probetas a los 20 min, las otras 3 a los 40 min y las ultimas 3 a los 60 min. 7.  Después de enfriar las probetas, se pesaron y anotaron anot aron los pesos finales. 8.  Finalmente se graficó la variación de peso en función del tiempo y se discutieron los resultados.

V. 

RESULTADOS Tabla nº3: Datos recolectados de masa inicial y masa después del calentamiento del

 polipropileno.

tiempo

probeta

masa inicial (g)

masa final (g)

Δ W 

20

3

1.8024

1.8019

0.0005

40

2

1.8091

1.8077

0.0014

60

1

1.8221

1.8137

0.0084

 

0.009 0.008 0.007

0.0066ln(x) 6ln(x) - 0.0201 y = 0.006

0.006 0.005     W        Δ 0.004 0.003 0.002 0.001 0 0

20

40 tiempo (min)

60

80

 

F ig igura ura nº nº2: 2: Grafica de variación de peso en función del tiempo de termoxidacion del polipropileno.

F i gura nº nº3: 3:  antes y despues de la termo-oxidacion para la tapa de polipropileno VI. 

REFERENCIAS

[1] POLIMEROS-EL POLIMEROS-EL POLIPROPILENO; disponible ONLINE en: http://www.petroquim.cl/quehttp://www.petroquim.cl/quees-el-polipropileno/, consultado el 22 de mayo del 2015.  

[2] Posada Bustamante, Beatriz; “DEGRADACION DE LOS PLASTICOS” REVISTA UNIVERSIDAD Eafit- N° 94; disponible ONLINE, consultado el 22 de mayo del 2015. [3] Enrique Otero Huerta: “CORROSIÓN Y DEGRADACIÓN DE MATERIALES” 

 

VII. 

ANEXOS

F ig igura ura nº4: nº4:  pesado inicial de las tapas de polipropileno. 

F ig igura ura nº nº5: 5:  instalación de las probetas de polipropileno en la estufa.  

F igura ig ura nº nº6: 6:  pesado final de la probeta luego de permanecer en la estufa.