Introducción¿En que pensamos cuando decimos o escuchamos la palabra plástico? Hace cien años, al mencionar el término plástico, éste se podía entender como algo relativo a la reproducción de formas o las artes plásticas, la pintura, la escultura, el moldeado. En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.

En la época actual resultaría difícil imaginar que alguno de los sectores de nuestra vida diaria, de la economía o de la técnica, pudiera prescindir de los plásticos. Sólo basta con observar a nuestro alrededor y analizar cuántos objetos son de plástico para visualizar la importancia económica que tienen estos materiales. Dicha importancia se refleja en los índices de crecimiento que, mantenidos a lo largo de algunos años desde principios de siglo, superan a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales.

Los polímerosIntroducción Los polímeros son macromoleculas formadas por la unión de moléculas de menor tamaño denominadas monómeros.

Polímero (polipropileno)

El término "polímero" se deriva de la antigua palabra griega πολύς (polus, que significa "muchos") y μέρος (meros, que significa "partes"), y se refiere a una molécula cuya estructura

está compuesta por varias unidades de repetición, de la que se origina una característica de alta masa molecular relativa y propiedades propias. El término fue acuñado en 1833 por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius, aunque con una definición distinta de la definición moderna. Las unidades que componen a los polímeros derivan de moléculas de baja masa molecular relativa. El término polímero designa una combinación de un número no especificado de unidades.La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización.

Polimerización del etileno

HistoriaLos polímeros naturales, por ejemplo la lana, la seda o la celulosa se han empleado profusamente y han tenido mucha importancia a lo largo de la historia. Sin embargo, hasta finales del siglo XIX no aparecieron los primeros polímeros sintéticos. El desarrollo de los primeros polímeros creados por el hombre fue inducido a través de las modificaciones de polímeros naturales con el fin de mejorar sus propiedades físicas.En 1839, Charles Goodyear modificó el caucho natural a través del calentamiento con azufre (vulcanización), ya que este por lo general era frágil a bajas temperaturas y pegajoso a altas temperaturas. Mediante la vulcanización el caucho se convirtió en una sustancia resistente a un amplio intervalo de temperaturas. Otro acontecimiento que contribuyo al desarrollo continuo de los polímeros fue la modificación de la celulosa que permitió el surgimiento de la fibra sintética llamada rayón.

Charles Goodyear

Posteriormente, Leo Baekeland instauro el primer polímero totalmente sintético al que llamo baquelita; este se caracterizó por ser un material muy duradero y por provenir de otros materiales de bajo costo como el fenol y el formaldehído. Este compuesto llegó a tener gran éxito durante cierto tiempo.

Leo Hendrik Baekeland

Independientemente de los avances aplicativos de los polímeros, no se tenía mucha información en cuanto a la estructura de estos. En la década de 1920, el químico alemán Hermann Staudinger fue el primero en instituir que los polímeros eran compuestos de gran peso molecular que se encontraban unidos mediante la formación de enlaces covalentes. Tal idea fue apoyada años más tarde por Wallace Carothers, los cuales llegaron a establecer concepciones similares. Estos conceptos dieron paso al desarrollo de la química de los polímeros tanto sintéticos como naturales. Posteriormente, Paul John Flory ampliaría el estudio sobre los mecanismos de polimerización.

Hermann Staudinger- Wallace Hume Carothers- Paul John Flory

En los años 1950 el alemán Karl Ziegler y el italiano Giulio Natta desarrollaron los catalizadores de Ziegler-Natta que permitieron la polimerización estereoespecífica de alquenos.

Karl Ziegler - Giulio Natta

En la segunda mitad del siglo XX se desarrollaron nuevos métodos de obtención, polímeros y aplicaciones como, por ejemplo, catalizadores metalocénicos, fibras de alta resistencia, estructuras complejas de polímeros, polímeros de cristal líquido, etc.

Estructura químicaLos polímeros son muy grandes sumas de moléculas, con masas moleculares que puede alcanzar incluso los millones de Umas (unidad de masa atómica), que se obtienen por la repeticiones de una o más unidades simples llamadas “monómeros” unidas entre sí mediante enlaces covalentes. Estos forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas.

Estructura química del polietileno

Un polímero no tiene la necesidad de constar de moléculas individuales del mismo peso molecular, y no es necesario que tengan la misma composición química y la misma estructura molecular. Hay polímeros naturales como ciertas proteínas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas individuales tienen el mismo peso molecular y la misma estructura molecular; pero la gran mayoría de los polímeros sintéticos y naturales importantes son mezclas de componentes poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición química y en la estructura molecular es el resultado de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación de unidades monómeras y la irregularidad en el orden en el que se suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se ha descubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos polímeros cristalinos.

PropiedadesA pesar de que los distintos polímeros presentan grandes diferencias en su composición y estructura, hay una serie de propiedades comunes a todos ellos y que los distinguen de otros materiales. Un ejemplo de alguna de estas propiedades es la densidad, conducción eléctrica y térmica, resistencia química y características ópticas.

Tabla comparativa de propiedades de diferentes materialesmaterial Densidad

(g/cm3)Conducción térmica (W/mK)

Conducción eléctrica (S)

Plásticos 0.9-2.3 0.15-0.5 -PE 0.9-1.0 0.32-0.4 -PC 1.0-1.2 - -PVC 1.2-1.4 - 10-15

Acero 7.8 17.50 5.6Aluminio 2.7 211 38.5Aire - 0.05 -

DensidadEl rango de densidades de los plásticos es relativamente bajo y se extiende desde 0.9 hasta 2.3 g/cm3. Entre los plásticos de mayor consumo se encuentran el PE y el PP, ambos materiales con densidad inferior a la del agua. La densidad de otros materiales a los que los polímeros sustituyen en algunas aplicaciones es varias veces mayor, como es el caso del aluminio o del acero. Esta densidad tan baja se debe fundamentalmente a dos motivos; por un lado los átomos que componen los plásticos son ligeros (básicamente carbono e hidrógeno, y en algunos casos además oxígeno, nitrógeno o halógenos), y por otro, las distancias medias entre átomos dentro de los polímeros son relativamente grandes. Una densidad tan baja permite que los polímeros sean materiales fáciles de manejar y por otra parte, supone una gran ventaja en el diseño de piezas en las que el peso es una limitación.

Conductividad térmica y eléctrica

Por otra parte, el valor de la conductividad térmica de los polímeros es sumamente pequeño. Los metales, por ejemplo, presentan conductividades térmicas 2000 veces mayores que los plásticos; esto se debe a la ausencia de electrones libres en el material plástico. La baja conductividad térmica resulta un inconveniente durante la transformación de los plásticos. El calor necesario para transformar los plásticos se absorbe de manera muy lenta y la eliminación del calor durante la etapa de enfriamiento resulta igualmente costosa. Sin embargo, en muchas aplicaciones de los plásticos, la baja conductividad térmica se convierte en una ventaja, pues permite el empleo de estos materiales como aislantes térmicos.Igualmente los polímeros conducen muy mal la corriente eléctrica. Presentan resistencias muy elevadas, y por tanto, baja conductividad eléctrica. La resistencia eléctrica es función de la temperatura, y a elevadas temperaturas conducen mejor. Gracias a su elevada resistencia eléctrica los polímeros se utilizan frecuentemente como aislantes eléctricos de aparatos y conducciones que funcionan con corriente o la transportan.

Propiedades ópticasEn cuanto a las propiedades ópticas, los polímeros que no contienen aditivos son por lo general bastante traslúcidos, aunque esta propiedad está fuertemente influenciada por la cristalinidad del material. Los polímeros amorfos son transparentes, mientras que los cristalinos son opacos. Las zonas cristalinas dispersan la luz, evitando así su libre transmisión, dando lugar a translucidez u opacidad excepto cuando se orientan o se tratan secciones muy finas. Por el contrario, en los polímeros amorfos el empaquetamiento al azar de las moléculas no causa una difracción de la luz importante, permitiendo una transparencia muy buena y una transmitancia a la luz que puede ser superior al 90%. Termoplásticos amorfos como el PC, PMMA y PVC presentan transparencia que no difieren mucho de la del propio vidrio. La transparencia de los plásticos se puede perder, al menos parcialmente, por exposición a la intemperie o a cambios bruscos de temperatura.

Resistencia química   La resistencia química de los polímeros también está fuertemente influenciada por el grado de cristalinidad. En los polímeros cristalinos los disolventes pueden atacar ligeramente la superficie del polímero, que tiene una menor cristalinidad. Cuando se aplica un esfuerzo las grietas producidas no se propagan una vez que llegan a las zonas cristalinas. Los polímeros amorfos presentan una mayor solubilidad que los cristalinos. Los disolventes atacan al polímero formando pequeñas grietas que se extienden por todo el polímero cuando se aplica un esfuerzo por pequeño que sea

ClasificaciónLos polímeros pueden ser clasificados mediantes distintos criterios. Pueden ser clasificados principalmente según sea su origen, su composición y estructura química, su comportamiento térmico y mecánico y su proceso de polimerización.

Clasificación según su origen   Según su origen, los polímeros pueden ser clasificados en naturales, sintéticos y semisintéticos.1.- El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales. Se producen por procesos químicos naturales. Mucho antes de que existieran los polímeros sintéticos, remontándonos a los mismos orígenes de la tierra, la naturaleza se valía de los polímeros naturales para hacer posible la vida. De hecho en muchos sentidos, son más importantes que los sintéticos. Los polímeros naturales incluyen al ARN y al ADN, vitales en genes y en los procesos de la vida. Por cierto, el ARN mensajero es el que hace posible la existencia de las proteínas, los péptidos y las enzimas. Las enzimas colaboran en la química interior de los

organismos vivientes. Entre otros polímeros naturales se encuentran incluidos los polisacáridos (azúcares) y los polipéptidos como la seda y la queratina. Elcaucho natural es también un polímero natural, constituido sólo por carbono e hidrógeno.

Representación 3D de la estructura química de una porción de ADN

2.- Entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita. Son generalmente obtenidos mediante procesos tecnológicos a partir de los monómeros. Los polímeros sintéticos provienen mayoritariamente del petróleo. El 4 % de la producción mundial de petróleo se convierte en polímeros. Después de un proceso de cracking y reforming, se tienen moléculas simples, como etileno, benceno, etc., a partir de las que comenzará la síntesis del polímero.

Representación 3D de la estructura química del polietileno

Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón o la obtención de plásticos a partir de fuentes renovables tales como la caña de azúcar.

Polímeros sintéticos derivados del petróleo

3.- Los polímeros semisintéticos se obtienen por transformación de polímeros naturales como, por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc. El primer polímero semisintético fue de hecho el cuero, un polímero natural modificado, una forma artificialmente reticulada de las

proteínas encontradas en las pieles animales. A mediados del siglo XIX, se consiguió modificar la celulosa para obtener los primeros polímeros celulósicos. Estos ocupan un lugar especial en la historia de los polímeros, porque su creación constituyó, en gran medida, el principio de una explosión en la invención de polímeros sintéticos, que aún continúa en nuestros días.

Representación 3D de la estructura química de la nitrocelulosa

Clasificación según su composición y estructura químicaSegún su composición química, los polímeros pueden ser clasificados en orgánicos e inorgánicos.

1.- Polímeros orgánicos:Los polímeros orgánicos son los que presentan en su cadena principal átomos de carbono. A su vez estos pueden ser clasificados en vinílicos y no vinílicos.En los polímeros orgánicos vinílicos, la cadena principal de sus moléculas está formada exclusivamente por átomos de carbono. Estos derivan de monómeros vinílicos, es decir, dos átomos de carbono unidos por una doble ligadura. Dentro de ellos se pueden distinguir:- Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas (polietileno y polipropileno).- Polímeros estirénicos, que incluyen al estireno entre sus monómeros (poliestireno y caucho estireno-butadieno).- Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos (cloro, flúor) en su composición (PVC y PTFE).- Polímeros acrílicos, que derivan de monómeros acrilatos (PMMA).En los polímeros orgánicos no vinílicos, además de carbono, tienen átomos de oxígeno o nitrógeno en su cadena principal. Entre estos podemos encontrar a los poliésteres,poliamidas y poliuretanos entre otros.

2.- Polímeros inorgánicos:Los polímeros inorgánicos son los que su cadena principal está constituida por elementos (átomos) distintos a carbono como ser silicio, germanio, estaño, fósforo, o azufre. Ejemplos de polímeros inorgánicos pueden ser polisiloxanos, polisilanos, poligermanos, poliestannanos, polifosfacenos y polisulfuros.

Clasificación según su comportamiento térmico y elásticoPara clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por el contrario no lo hace se diferencian en termoplásticos o termoestables (termofijos) respectivamente.

1.- Los termoplásticos, fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se vuelven a endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC.

2.- Los termoestables, no fluyen. Al calentarlos se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento se debe a una estructura con un alto nivel de entrecruzamientos, que impiden los desplazamientos relativos de las moléculas.

Otra clasificación puede ser considerando su comportamiento elástico. Los polímeros con un comportamiento elástico, que pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura, son denominados elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad, es decir, se deforman en gran medida al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia. Los elastómeros también se dividen, a su vez, en termoestables (la gran mayoría) y termoplásticos (una minoría pero con aplicaciones muy interesantes).

Clasificación según su proceso de polimerización1.- En 1929, Carothers propuso la siguiente clasificación:- Polímeros de condensación. La reacción de polimerización implica a cada paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo agua.- Polímeros de adición. La polimerización no implica la liberación de ningún compuesto de baja masa molecular. La totalidad de los átomos de los monómeros termina formando parte del polímero.

2.- Clasificación según el mecanismo de polimerización de Flory (modificación a la clasificación de Carothers para considerar la cinética de la reacción):- Polímeros formados por reacción en cadena. Los monómeros se unen a la cadena polimérica uno en uno. Se requiere un iniciador para comenzar la polimerización; un ejemplo es la polimerización de alquenos (de tipo radicalario). En este caso el iniciador reacciona con una molécula de monómero, dando lugar a un radical libre, que reacciona con otro monómero y así sucesivamente. La concentración de monómero disminuye lentamente. Además de la polimerización de alquenos, incluye también polimerización donde las cadenas reactivas son iones (polimerización catiónica y aniónica).- Polímeros formados por reacción por etapas. El peso molecular del polímero crece a lo largo del tiempo de manera lenta, por etapas. Ello es debido a que el monómero desaparece rápidamente, pero no da inmediatamente un polímero de peso molecular elevado, sino una distribución entre dímeros, trímeros, y en general, oligómeros; transcurrido un cierto tiempo, estos oligómeros empiezan a reaccionar entre sí, dando lugar a especies de tipo polimérico. Esta categoría incluye todos los polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos.

Otras clasificaciones   Otras categorías y subcategorías de clasificación podrían incluir copolímeros y homopolímeros (según la repetición de meros diferentes o iguales en la cadena polimérica), commodities y de ingeniería en el caso de los termoplásticos (según sean de uso común o para aplicaciones especiales) o según sea su aplicación industrial (fibra, recubrimiento, adhesivo, etc.). A los termoplásticos también se los suele subdividir en amorfos y cristalinos según sea su grado de cristalinidad, lo cual tiene notable influencia sobre sus propiedades.

NomenclaturaLas normas internacionales publicadas por la IUPAC indican que el principio general para nombrar polímeros básicos es utilizar el prefijo poli- seguido de la unidad estructural repetitiva (UER) que define al polímero, escrita entre paréntesis. La UER debe ser nombrada siguiendo

las normas convencionales de la IUPAC para moléculas sencillas. Ejemplo: Poli (tio-1,4-fenileno) comúnmente nombrado como polisulfuro de fenileno (PPS).

Poli (tio-1,4-fenileno)

A parte de las reglas de nomenclatura establecidas por la IUPAC, existe otro mecanismo alternativo con el que también se pueden nombrar los polímeros y es tomando como base el monómero del cual son provenientes. Este sistema es el más común. Entre los compuestos nombrados de esta manera se encuentran: el polietileno y el poliestireno. Se tiene que cuando el nombre del monómero es de una sola palabra, el polímero constituido a partir de este sencillamente se hace agregando el prefijo poli.Las normas IUPAC se utilizan habitualmente para nombrar los polímeros de estructura complicada, ya que permiten identificarlos sin ambigüedad en las bases de datos de artículos científicos. Por el contrario, no suelen ser utilizadas para los polímeros de estructura más sencilla y de uso común principalmente porque estos polímeros fueron inventados antes de que se publicasen las primeras normas IUPAC, en 1952, y por tanto sus nombres "comunes" o "tradicionales" ya se habían popularizado.

Polietileno

Poliestireno

En la práctica, los polímeros de uso común se suelen nombrar según alguna de las siguientes opciones:El prefijo poli- seguido del monómero del que se obtiene el polímero. Esta convención es diferente de la IUPAC porque el monómero no siempre coincide con la UER y además se nombra sin paréntesis y en muchos casos según una nomenclatura "tradicional" como, por ejemplo, ejemplo polietileno frente a poli (metileno) y poliestireno frente a poli (1-feniletileno).Para copolímeros se suelen listar simplemente los monómeros que los forman, a veces precedidos de las palabras caucho o goma si se trata de un elastómero o bien resina si no es un elastómero. Ejemplos: acrilonitrilo- butadieno- estireno, caucho estireno-butadieno-estireno, resina urea-formaldehído. Otra forma menos frecuente de nombrar a los copolímeros es agregando el prefijo poli y el interfijo co entre los monómeros constituyentes. Ejemplo: poli(estireno-co-acrilonitrilo)Es habitual también, aunque poco recomendable, el uso de marcas comerciales como sinónimos del polímero, independientemente de la empresa que lo fabrique. Ejemplos: Nylon para la poliamida, Teflon para el politetrafluoretileno, Neopreno para el policloropreno.

AcrónimosA los polímeros suele identificárselos mediante acrónimos, es decir, las letras iniciales de sus nombres puesto que sus nombres químicos son, a menudo, muy largos y/o complejos. La abreviatura puede tener algunas variaciones dependiendo del idioma utilizado para nombrarlos. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad PEAD en castellano o HDPE en inglés, derivado de high density polyethylene.

Tabla con algunos ejemplos de acrónimos utilizados para polímerosPolímero AcrónimoPolietileno PEPolietilentereftalato PETPoliamida PAPoliestireno PSPolimetil metacrilato PMMAPolivinil cloruro PVC

Ver tabla extendida de acrónimos de los polímeros 

Códigos de los plásticosHoy en día, casi todos conocemos el símbolo formado por un número rodeado por un triángulo de flechas que a menudo vemos en el fondo de los recipientes plásticos, aunque quizás no siempre sepamos el significado detrás de los símbolos.

Códigos de los plásticos

Estos símbolos desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI por sus siglas en inglés), identifican el contenido de resina del recipiente en el que se han colocado los símbolos. Durante más de 20 años, el sistema del Código de Identificación de Resinas de la SPI ha facilitado el reciclaje de los plásticos después de utilizados por el consumidor.

PolimerizaciónIntroducción La polimerización es una reacción química por la cual los reactivos, monómeros(compuestos de bajo peso molecular), forman enlaces químicos entre sí, para dar lugar a una molécula de gran peso molecular (macromolécula), ya sea esta de cadena lineal o de estructura tridimensional, denominada polímero.

Estructura química del etileno (izq.) y el polietileno (der.)

Existen muchos tipos de polimerizaciones y varios sistemas de clasificación. Las categorías principales son:

Polimerización por adición y condensación. Polimerización de crecimiento en cadena y en etapas.

Polimerización por adición y condensación En una polimerización por adición, la molécula entera de monómero pasa a formar parte del polímero. Por otro lado, la polimerización por condensación, parte de la molécula de monómero se pierde cuando pasa a formar parte del polímero. Esa parte que se pierde es, por lo general, una molécula pequeña como agua o HCl gaseoso (cloruro de hidrógeno).

Polimerización por adición   Como se dijo anteriormente, una polimerización por adición se da cuando la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman. Por lo cual, durante la polimerización por adición no se generan subproductos.Un ejemplo para ilustrar este punto podría ser la síntesis del polietileno. Cuando se polimeriza el etileno para obtener polietileno (PE), cada átomo de la molécula de etileno se transforma en parte del polímero. El monómero es adicionado al polímero en su totalidad.

Polimerización por adición del polietileno

Polimerización por condensación   En una policondensación, la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. Por lo general, se pierde una molécula pequeña. Por lo cual, en las polimerizaciones por condensación se generan subproductos. Los polímeros obtenidos por esta vía se los denomina polímeros de condensación.Veamos un ejemplo para ilustrar este punto. En la obtención del nylon 6,6 (poliamida) a partir de cloruro de adipoilo y hexametilen diamina, cada átomo de cloro del cloruro de adipoilo juntamente con uno de los átomos de hidrógeno de la amina, son expulsados como HCl gaseoso (cloruro de hidrógeno).

Polimerización por condensación del nylon 6.6

Debido a que ahora hay menos masa en el polímero que en los monómeros originales, decimos que el polímero está condensado con respecto a los monómeros. El subproducto, ya sea HCl gaseoso, agua o cualquier otro, se denomina condensado.

Polimerización de crecimiento en cadena y en etapas Este sistema de clasificación de las polimerizaciones nuevamente divide las reacciones de polimerización en dos categorías, que son:Polimerizaciones por crecimiento de cadenaPolimerizaciones por crecimiento en etapas

Las diferencias entre polimerización por crecimiento de cadena y polimerización por crecimiento en etapas son un tanto más complicadas que las diferencias entre polimerización por adición y polimerización por condensación.

Polimerizaciones por crecimiento de cadenaEn la polimerización por crecimiento en cadena los monómeros pasan a formar parte de la cadena “uno a la vez”. Primero se forman dímeros, después trímeros, a continuación tetrámeros, etc. De esta manera, la cadena se incrementa de uno en uno o, mejor dicho, de monómero a monómero.Un ejemplo de una polimerización por crecimiento de cadena sería la polimerización aniónica (por formación de un carbo-anión) del estireno, para obtener poliestireno (PS):

Polimerización en cadena del poliestireno

Polimerizaciones por crecimiento en etapas   En la polimerización por crecimiento en etapas o pasos, es posible que un oligómero reaccione con otros, por ejemplo un dímero con un trímero, un tetrámero con un dímero, etc., de forma que la cadena se incrementa en más de un monómero. En la polimerización por crecimiento en etapas, las cadenas en crecimiento pueden reaccionar entre sí para formar cadenas aún más largas. Esto es aplicable a cadenas de todos los tamaños. En una polimerización por crecimiento de cadena sólo los monómeros pueden reaccionar con cadenas en crecimiento.Un ejemplo sería la reacción entre dos monómeros, el cloruro de tereftoilo y el etilenglicol, para formar un poliéster llamado poli(etilen tereftalato) o mas comúnmente conocido como PET. Inicialmente reaccionan los dos monómeros para formar un dímero.

Polimerización por crecimiento en etapas del PET (I)

En este punto de un sistema de crecimiento de cadena, sólo podría suceder una cosa: que se adicione un tercer monómero al dímero para dar lugar a un trímero, luego un cuarto para formar un tetrámero y así sucesivamente. Pero en la polimerización por crecimiento en etapas, ese dímero puede reaccionar de otras formas diferentes. Obviamente, puede reaccionar con uno de los monómeros para formar un trímero:

Polimerización por crecimiento en etapas del PET (II)

Pero pueden suceder otras reacciones. Puede reaccionar con otro dímero para formar un tetrámero:

Polimerización por crecimiento en etapas del PET (III)

O puede reaccionar con un trímero para formar un pentámero.

Polimerización por crecimiento en etapas del PET (IV)

Estos tetrámeros y pentámeros pueden reaccionar para formar oligómeros aún más grandes y así crecer hasta que los oligómeros sean lo suficientemente grandes como para transformarse en polímeros.

Aclaración Si bien gran parte de las polimerizaciones por crecimiento en cadena ocurren por poliadición y la mayoría de las polimerizaciones en etapas ocurren por policondensación, no siempre es así. Intentar conciliar el sistema de clasificación crecimiento en etapas-crecimiento de cadena con el sistema adición-condensación, es realmente una pérdida de tiempo. Cada uno tiene su propio criterio y las distinciones efectuadas por un sistema no siempre van a ser las mismas que las distinciones efectuadas por el otro.Viendo los ejemplos presentados para cada uno de los diferentes tipos de polimerizaciones, erradamente se podría concluir que la polimerización por crecimiento en etapas y polimerización por condensación son lo mismo, y por otra parte, que polimerización por crecimiento de cadena y polimerización por adición también son lo mismo. Sólo que no es verdad. Existen polimerizaciones por adición que son polimerizaciones por crecimiento en etapas (un ejemplo es la polimerización que produce poliuretanos). También existen polimerizaciones por condensación que son polimerizaciones por crecimiento de cadena.

CODIGOS DE LOS PLASTICOS

Hoy en día, casi todos conocemos el símbolo formado por un número rodeado por un triángulo de flechas que a menudo vemos en el fondo de los recipientes plásticos, aunque quizás no siempre sepamos el significado detrás de los símbolos.

 Estos símbolos desarrollados en 1988 por la Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI por sus siglas en inglés), identifican el contenido de resina del recipiente en el que se han colocado los símbolos. Durante más de 20 años, el sistema del Código de Identificación de Resinas de la SPI ha facilitado el reciclaje de los plásticos después de utilizados por el consumidor.Los propósitos del código original de SPI fueron: Brindar un sistema coherente para facilitar el reciclado de los plásticos usados; Concentrarse en los recipientes plásticos;

Ofrecer un medio para identificar el contenido de resina de las botellas y recipientes que se encuentran normalmente en los residuos residenciales; y Ofrecer una codificación para los seis tipos de resinas más comunes, y una séptima categoría para todos los otros tipos que no estén dentro de los códigos 1 al 6.

Las categorías 1 a la 7 son: 1) tereftalato de polietileno (PETE o PET); 2) polietileno de alta densidad (HDPE); 3) cloruro de polivinilo (PVC o vinilo); 4) polietileno de baja densidad (LDPE); 5) polipropileno (PP); 6) poliestireno (PS); y 7) otros, incluyendo materiales elaborados con más de una de las resinas de las categorías 1 a la 6.Los plásticos del 1 al 6 son los denominados commodities debido a que son los de mayor consumo. Mientras que en la categoria 7 se encuentran plásticos especiales y de ingeniería.

Tabla de códigos, propiedades y usos de los plásticos

Acrónimos de los PlásticosA los plásticos suele identificárselos mediante acrónimos, es decir, las letras iniciales de sus nombres puesto que sus nombres químicos son, a veces, muy largos y/o complejos. La abreviatura puede tener algunas variaciones dependiendo el idioma utilizado para nombrarlos. Por ejemplo, el polietileno de alta densidad PEAD en castellano o HDPE en inglés, derivado de high density polyethylene.

ABREVIATURAS UTILIZADAS EN PLASTICOS Y CAUCHOS

ABR Elastómero de éster acrílico-butadienoABS Acrilonitrilo-butadieno-estirenoACM Elastómero de éster acrílico-2-cloroetilvini-éterACS Acrilonitrilo-polietilenoclorado-estirenoAES Acrilonitrilo-etilpropileno-estirenoAl Polímeros de amida-imidaAMMA Acrilonitrilo-metacrilato de metiloANM Copolímero de éster acrílico-acrilonitriloARP Plástico reforzado con fibra de amiantoASA Acrilonitrilo-estireno-éster acrílicoAU Elastómero de poliuretano de poliésterBIIR Elastómero de isobutileno-isopropeno bromadoBK BaquelitaBR Elastómero de butadienoBRP Plástico reforzado con fibra de boroCA Acetato de celulosaCAB Acetobutirato de celulosaCAP Acetopropionato de celulosaCAR Fibra de carbonoCEL CeluloideCF Cresol-formaldehídoCFM Poli (cloruro de trifluoretileno)CFRP Plástico reforzado con fibra de carbonoCHR Elastómero de epiclorhidrinaCIIR Elastómero de isobutileno-isopreno cloradoCM Cauchos de polietileno cloradoCMG Carboxi-MetilcelulosaCN NitrocelulosaCO Elastómero de epiclorhidrinaCP Propionato de celulosaCPE Polietileno cloradoCPVC Policloruro de vinilo cloradoCR Elastómero de cloroprenoCS CaseínaCSM Polietileno clorosulfonadoCSR Polietileno clorosulfonadoCTFE Políclorotrifluoro-etilenoECO Copolímero de epiclorhidrinaEEA Etileno-acrilato de etiloEP Etileno-propilenoEP EpoxiEPD Terpolímero de etileno-propileno-dienoEPDM Terpolímero de etileno-propileno-dieno

EPE Ester epoxídicoEPFV Epoxi reforzado con fibra de vidrioEPM Copolímero de etileno-propilenoEPR Copolímero de etileno-propilenoEPS Poliestireno expandibleEPT Terpolimero de etileno-propileno-dienoET Etileno polisulfuroETFE Etileno-tetrafluoroetilenoEU Caucho de poliuretano de poliéteresEVA Etileno-acetato de viniloEVAL Etileno-alcohol vinílicoEVRFV Ester vinílico reforzado con fibra de vidrioFEP Tetrafluoroetileno-hexafluoropropileno

FPM Copolímero de fluoruro de vinilideno y hexafluoruro de propileno

FSi Elastómero metil silicona con grupos fluoradosGPPS Poliestireno cristalGR-I Elastómero de isobutileno-isoprenoGR-N Elastómero de acrilonitrilo-butadienoGRP Plástico reforzado con fibra de vidrioGR-S Elastómero de estireno-butadienoHDPE Polietileno de alta densidadHIPS Poliestireno alto impactoIIR Elastómero de isobutileno-isoprenoIM PoliisobutilenoIR Elastómero de isopreno (sintético)LCP Polímeros de cristal liquidoLDPE Polietileno de baja densidadLLDPE Polietileno lineal de baja densidadMBS Metacrilato de metilo-butadieno-estirenoMC MetilcelulosaMDPE Polietileno de media densidadMF Melamina-formaldehídoMFRP Plástico reforzado con fibra metálicaMPF Metamina-fenol formaldehídoMWRP Plástico reforzado con fibra whiskersNBR Elastómero de acrilonitrilo-butadienoNCR Elastómero de acrilonitrilo-cloroprenoNIR Elastómero de acrilonitrilo-isoprenoNR Caucho Natural (elastómero de isopreno)OPP Polipropileno orientadoOPVC Policloruro de vinilo orientadoOSA Estireno-acrilonitrilo modificado con olefinaPA PoliamidaPA11 Polímero del ácido amino-11-undecanóicoPA12 Polímero de dodecanolactama 1,12PA6 Polímero de ε-caprolactamaPA6/12 Copolímero de PA 6 y PA 1 2PA610 Polímero de hexametilendiamina y del ácido sebácicoPA612 Polímero de hexametilendiamina y del ácido dodecanóicoPA 6-3-T Polímero de trimetil-hexametilendiamina y ácido tereftálicoPA 66 Polímero de hexametilendiamina y del ácido adípicoPA 66/610 Copolímero de hexametilendiamina con ácidos adípico y

sebácicoPAA Poli (ácido acrílico)PAI Poliamida-imidaPAN PoliacrilonitriloPAPI Polifenil isocianato de polimetilenoPARFV Poliamida reforzada con fibra de vidrioPB-1 Polibuteno-1PB PolibutadienoPBAN Elastómero de acrilonitrilo-butadienoPBI PolibecimidazolPBR Elastómero de butadieno-piridinaPBT Politereftalato de butilenoPC PolicarbonatoPCTFE PoliclorotrifluoroetilenoPDAP Poli (ftalato de dialilo)PE PolietilenoPEAD Polietileno de alta densidadPEBD Polietileno de baja densidadPEC Polietileno cloradoPEEK PolieteretercetonaPEI PolieterimidaPEO Poli (óxido de etileno}PEOX Poli (óxido de etileno)PEP Polímero de etileno propilenoPES Poli (éter sulfona)PET Politereftalato de etilenoPETG Politereftalato de etileno modificado con glicolPF Fenol-formaldehídoPFEP PolifluoroetilenpropilenoPl PoliimidaPIB Poli-isobutilenoPIR Poli-isocianuratoPMI PolimetacrilamidaPMMA Poli (metacrilato de metilo)PMP Poli (metil-4 penteno-1)PO Elastómero de poli (óxido de propileno)POM Polioximetileno, poliformaldehído, poliacetalPP PolipropilenoPPC Polipropileno cloradoPPO Poli-óxido de fenilenoPPOX Poli (óxido de polipropileno)PPRFV Polipropileno reforzado con fibra de vidrioPPS Polísulfuro de fenilenoPPSO PolifenisulfonaPPSU Poli (fenilén-sulfona)PRFV Plástico reforzado con fibra de vidrioPS PoliestirenoPSGP Poliestireno cristalPSHI Poliestireno alto impactoPSBR Elastómero de piridina-estireno butadienoPSE Poliestireno expandiblePSi Elastómero de metil siliconaPSU Polisulfona

PTFE PolitetrafluoroetilenoPU PoliuretanoPUR PoliuretanoPVAC Poliacetato de viniloPVAL Poli (alcohol vinílico)PVB Poli (butirato de vinilo)PVC Poli (cloruro de vinilo)PVCC Poli (cloruro de vinilo) cloradoPVDC Poli (cloruro de vinilideno)PVDF Poli (fluoruro de vinilideno)PVF Fluoruro de vinilidenoPVFM Poli (vinil-formaldehído)PVK Polivinilcarbazo vinílicoPVP Polivinil de pirrolidonaRF Resorcina-formaldehídoSAN Estireno-acrilonitriloSB Estireno-butadienoSBR Elastómero de estireno-butadienoSBS Estireno-butadieno-estirenoSCR Elastómero de estireno-cloroprenoSFRP Plástico reforzado con fibra sintéticaSI SiliconasSi Elastómero de metil siliconaSIR Elastómero de estireno-isoprenoSMA Estireno-anhídrido maleicoSMS Estireno-metil estirenoSP Poliéster saturadoTFE PolitrifluoromocloroefilenoTPE Elastómero termoplásticoTPU Poliuretano termoplásticoTPX Poli-4-metilpentenoUF Urea-formaldehídoUHMWPE Polietileno de ultra alto peso molecularUP Poliéster insaturado (plástico de uretano)VCE Cloruro de vinilo-etilenoVCEMA Cloruro de vinilo-etileno-acrilato de metiloVCEVA Cloruro de vinilo-etileno-acetato de viniloVCMA Cloruro de vinilo-acrilato de metiloVCMMA Cloruro de vinilo-metacrilato de metiloVCOA Cloruro de vinilo-acrilato de octiloVCVAC Cloruro de vinilo-acetato de viniloVCVDC Cloruro de vinilo-cloruro de vinilidenoVPE Polietileno reticuladoVPSi Elastómero de metil silicona con grupos fenílicos y vinílicosVSi Elastómero de metil silicona con grupos vinílicos

NOTA 1: Pueden haber plásticos no contemplados en el listadoNOTA 2: puede haber discrepancias en los acrónimos debido cuestiones idiomáticas

Subíndice: Polímeros

ABSIntroducción El ABS es el nombre dado a una familia de termoplásticos. Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo que los plásticos comunes, como son las polioleofinas (polietileno, polipropileno). El acrónimo deriva de los tres monómeros utilizados para producirlo: acrilonitrilo, butadienoy estireno. Por estar constituido por tres monómeros diferentes se lo denomina terpolímero (copolímero compuesto de tres bloques).Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques químicos y estabilidad a alta temperatura así como dureza.Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos.El bloque de estireno aporta resistencia mecánica y rigidez.Esta mezcla de propiedades, llamada sinergia, indica que el producto final contiene mejores propiedades que la suma de ellos.Las primeras formulaciones se fabricaban a través de la mezcla mecánica de, o los ingredientes secos, o la mezcla del látex de un caucho basado en butadieno y la resina del copolímero acrilonitrilo-estireno (SAN).Aunque este producto tenía buenas propiedades comparado con otros materiales disponibles en aquellos años, tenía varias deficiencias entre las que se puede contar una  mala capacidad para ser procesado así como también una falta de homogeneidad.Para mejorar sus propiedades se fueron incorporando modificaciones en el proceso. El más exitoso de estos consistió en la polimerización del acrilonitrilo-estireno en presencia del caucho. El caucho en un principio tenía un alto contenido en acrilonitrilo y fueron reemplazados por otros con bajo contenido como el polibutadieno, el caucho natural, el caucho estireno butadieno y elastómeros acrílicos.En la actualidad el ABS se produce, preponderantemente, por medio de la polimerización del estireno y el acrilonitrilo en presencia de polibutadieno, quedando como producto una estructura de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN (estireno acrilonitrilo) injertados en él.

Componentes del ABS Poliacrilonitrilo

El acrilonitrilo es producido por un método desarrollado en fase vapor en el que se produce la oxidación del propileno y amoníaco con catalizadores.

           catalizador

6C3H6   +   6NH3   +   9O2    →   6C3H3N    +   18H2Opropileno     amoníaco     oxígeno         acrilonitrilo           agua

El proceso comercial utiliza un reactor de lecho fluido en el cual el propileno, el amoníaco y el aire se ponen en contacto con un catalizador sólido a una temperatura de 400 a 510 °C y una presión entre 0.5 y 2 atmósferas.

Polibutadieno

El butadieno es producido principalmente como un subproducto en el vapor del cracking de hidrocarburos para producir etileno.

Poliestireno

La manufactura del Estireno se realiza principalmente por el método de la deshidrogenación del etilbenceno. Este proceso es simple en concepto:

C6H5CH2CH3   →  C6H5CHCH2 + H2

La deshidrogenación del etilbenceno a estireno toma lugar con un catalizador de óxido de hierro y otro de óxido de potasio, en un reactor de lecho fijo a una temperatura entre 550 – 680 °C en presencia de vapor y a baja presión ( 0.41 Ata), dado que bajas presiones favorecen el avance de la reacción.

Estructura del ABSLa estructura del ABS es una mezcla de un copolímero vítreo (estireno- acrilonitrilo) y un compuesto elástico principalmente el polímero de butadieno. La estructura con la fase elastómera del polibutadieno (forma de burbujas) inmersa en una dura y rígida matriz SAN.

El ABS es un plástico más fuerte, por ejemplo, que el poliestireno debido a los grupos nitrilo. Estos son muy polares, así que se atraen mutuamente permitiendo que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte. También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.

Identificación del ABSLas partes que están fabricadas del material ABS deben estar marcadas de acuerdo con la norma ISO 11469 (DIN 58840):

PropiedadesLos materiales de ABS tienen importantes propiedades en ingeniería, como buena resistencia mecánica y al impacto combinado con facilidad para el procesado.La resistencia al impacto de los plásticos ABS se ve incrementada al aumentar el porcentaje de contenido en butadieno pero disminuyen entonces las propiedades de resistencia a la tensión y disminuye la temperatura de deformación por calor.El amplio rango de propiedades que exhibe el ABS es debido a las propiedades que presentan cada uno de sus componentes.

El acrilonitrilo proporciona:

        Resistencia térmica        Resistencia química        Resistencia a la fatiga        Dureza y rigidez

El butadieno proporciona:        Ductilidad a baja temperatura        Resistencia al impacto        Resistencia a la fusión

El estireno proporciona:        Facilidad de procesado (fluidez)        Brillo        Dureza y rigidez

Excepto en películas delgadas, es opaco y puede ser de color oscuro o marfil y se puede pigmentar en la mayoría de los colores, obteniéndose partes lustrosas de acabado fino.La mayoría de los plásticos ABS son no tóxicos e incoloros.Pueden ser extruidos, moldeados por inyección, soplado y prensado. Generalmente los grados de bajo impacto son los que más fácil se procesan. Los de alto impacto son más dificultosos porque al tener un mayor contenido en caucho los hace más viscosos.A pesar de que no son altamente inflamables, mantienen la combustión. Hay algunos tipos autoextinguibles para cuando se requiere algún producto incombustible, otra solución consiste en aplicar algún retardante de llama.Dentro de una variedad de termoplásticos el ABS es importante por sus balanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedades muy importantes como ser la

resistencia a la tensión y la resistencia al impacto en un mismo material, además de ser un material liviano.

Propiedades cualitativas:

Resistencia a la abrasión Alta

Permeabilidad Todos los grados son considerados impermeables al agua, pero ligeramente permeables al vapor.

Propiedades relativas a la fricción

No los degradan los aceites son recomendables para cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas

Estabilidad dimensional

Es una de las características más sobresalientes, lo que permite emplearla en partes de tolerancia dimensional cerrada. La baja capacidad de absorción de la resina y su resistencia a los fluidos fríos, contribuyen a su estabilidad dimensional

PigmentaciónLa mayoría de estas resinas, están disponibles en colores estándar sobre pedido, se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.

Facilidad de unión

Se unen fácilmente entre sí y con materiales plásticos de otros grupos mediante cementos y adhesivos

Cap. de absorción Baja

Propiedades ambientales

La exposición prolongada al sol produce una capa delgada quebradiza, causando un cambio de color y reduciendo el brillo de la superficie y la resistencia a la flexión. La pigmentación en negro provee mayor resistencia a la intemperie

Resistencia química

Generalmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentración química, temperatura y esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas por el agua, sales inorgánicas, álcalis y por muchos ácidos. Son solubles en ésteres, acetona, aldehídos y en algunos hidrocarburos clorados

FormadoSe adaptan bien a las operaciones secundarias de formado. Cuando se calientan, los perfiles extruidos, se pueden doblar y estampar.

Facilidad de maquinado

Sus características son similares a las de los metales no ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar y troquelar

Acabados superficiales

Pueden ser acabados mediante metalizado al vacío y electro plateado

Resistencia a la fatiga

Se presenta para cargas cíclicas o permanentes mayores a 0.7 Kg mm2

Recocida Se mantiene 5° C arriba de la Temp. de distorsión durante 2 a 4 h.

Propiedades Cuantitativas:Propiedades Método Unidad Grados de ABS

ASTM Alto impacto

Impacto medio

Bajo Impacto

Resistente al calor

Mecánicas a 23°CResistencia al impacto, prueba Izod

D2546 J / m 375-640 215-375 105-215 105-320

Resistencia a la tensión D638 Kg / mm2 3,3 - 4,2 4,2-4,9 4,2-5,3 4,2-5,3

elongación D638 % 15-70 10-50 5-30 5-20Módulo de tensión D638   173-214 214-255 214-265 214-265

Dureza D785 HRC(Rockwell) 88-90 95-105 105-110 105-110

Peso específico D792   1,02-1,04 1,04-1,05 1,05-1,07 1,04-1,06

TérmicasCoeficiente de expansión térmica

D696 X 105 cm / cm* °C 9,5-11,0 7,0-8,8 7,0-8,2 6,5-9,3

Distorsión por calor D648 °C a 18,4

Kg /cm2 93-99 96-102 96-104 102-112

 OBTENCIONHay tres procesos comerciales para la manufactura del ABS: Emulsión Masa Suspensión - masa

Las propiedades físicas del plástico ABS varía con el método de manufactura pero varía más con la composición. En general el proceso por emulsión se usa para hacer materiales de resistencias de alto impacto y el proceso de masa es preferido para materiales con menos resistencia al impacto.

Proceso polimerización en EmulsiónEl proceso de polimerización en emulsión involucra dos pasos. Se produce un látex de caucho y luego se polimeriza el estireno y el acrilonitrilo en presencia del caucho para producir un látex de ABS. Este látex luego es procesado para aislar a la resina ABS.El látex de caucho es usualmente producido en reactores en batch. El caucho puede ser polibutadieno o un copolímero de 1,3–butadieno y acrilonitrilo o estireno. El látex normalmente tiene un contenido entre un 30 a un 50% de polímero y el resto principalmente es agua.Los reactores para obtener polibutadieno pueden ser de acero inoxidable o de acero vidriado. La velocidad de reacción es limitada por la capacidad del encamisado de refrigeración para extraer calor y la reacción dura entre 12 y 24 horas.En la figura se representa un proceso para obtener ABS en el cual el látex de caucho se forma a partir de polibutadieno.

Luego de producido el látex, es sujeto a una posterior polimerización en presencia de los monómeros estireno y acrilonitrilo para producir el látex de ABS. Este puede ser producido en batch, semicontinua o en reactores continuos. La reacción se realiza a 55-75° C a presión atmosférica en reactores de acero inoxidable o acero vidriado.El polímero ABS es recuperado a través de la coagulación del látex ABS. La coagulación es usualmente lograda por la adición de un agente (CaCl2, NaCl, H2SO4) al látex que desestabiliza la emulsión. La coagulación se hace a elevadas temperaturas (80-100ºC). La pasta es luego desaguada por filtración o centrifugación. La resina húmeda es secada para obtener una en bajo contenido en humedad.El proceso de emulsión para hacer ABS se viene practicando desde principios de los años 50’s. Sus ventajas son la capacidad de producir ABS con un amplio rango de composiciones, especialmente con mayores contenidos en caucho que las que se puede lograr con otros métodos. La mezcla de los componentes y la transferencia del calor de reacción en una polimerización en emulsión es lograda con mayor facilidad debido a la baja viscosidad y las buenas propiedades térmicas del agua.Los requerimientos de energía son generalmente más grandes que para otros procesos debido a la energía usada para la recuperación del polímero. El proceso además tiene un gran gasto en tratamiento de aguas residuales de proceso por la cantidad de agua usada.

Proceso polimerización en MasaEn el proceso de masa ABS la polimerización es conducida más que en agua en un monómero. Este proceso usualmente consiste en una serie de dos o más reactores continuos en el cual el caucho usado en este proceso es comúnmente una solución polimerizada de polibutadieno lineal (o un copolímero conteniendo estireno), aunque algunos procesos de masa utilizan una emulsión polimerizada ABS con un alto contenido en caucho.Si un caucho lineal es usado como alimentación para el proceso de masa, el caucho se vuelve insoluble en la mezcla de monómeros y el copolímero SAN (estireno-acrilonitrilo) que se forma en los reactores; este caucho que no solubiliza forma partículas discretas de caucho. Esto se llama inversión de fase porque se parte de una fase continua de caucho para pasar a una fase continua de SAN con partículas discretas de caucho inmersas en la matriz SAN. El injerto del SAN en las partículas de caucho ocurre como en el proceso de emulsión. Típicamente el proceso masa produce partículas más grandes (0.5 a 5 mm) que aquellas basadas en el proceso en emulsión (0.1 a 1 mm) y contiene oclusiones más grandes de polímero SAN.El recipiente de reacción incluye iniciadores de polimerización, agentes de cadena y otros aditivos. Diluyentes son a veces usados para reducir la viscosidad de la mezcla de monómero y polímero facilitando el proceso de la conversión.

La mezcla de monómeros de acrilonitrilo y estireno en presencia del polibutadieno es polimerizada a través de un cambio de fase hasta aproximadamente un 30% de conversión bajo suficiente condiciones de corte para prevenir el entrecruzamiento del caucho.

El jarabe prepolimerizado es bombeado a un polimerizador en masa donde la conversión es llevada hasta un 50 u 80%. Los polimerizadores en masa son operados continuamente a 120-180° C con tiempo de residencia de 1 – 5 h. El calor de polimerización es removido por evaporación, transferencia de calor a través de las paredes del reactor y calentamiento del monómero que va a ser cargado. Los vapores son condensados, reciclados y alimentan la corriente de monómeros que son cargados. Después de la reacción el polímero es bombeado a un evaporador donde los monómeros que no reaccionaron son removidos bajo aspiración a temperaturas de 150° C. Normalmente cerca del 5-30% de la corriente de alimentación es removida por no reaccionar y reciclada. El producto resultante es resina ABS y es luego pelletizada.El proceso de masa ABS fue originalmente adaptado del proceso para obtener poliestireno. Este proceso tiene dos ventajas inherentes sobre la polimerización por suspensión y por emulsión. Una es que el agua residual de tratamiento es mínima y otra es el ahorro de energía por evitar la etapa de separación y secado de la resina del agua de proceso. Otra ventaja es que produce ABS poco pigmentado, incluso algo traslucido, lo que reduce la concentración de colorantes necesarios. Generalmente es más eficiente a modificaciones por impacto que el realizado por emulsión, sin embargo, la cantidad de caucho que se puede incorporar está limitada por limitaciones del proceso respecto a la viscosidad. El brillo superficial es menor debido a que las partículas de caucho son mayores.

Proceso polimerización en Masa – SuspensiónEl proceso de suspensión utiliza una reacción en masa para producir una mezcla en la que hay material parcialmente convertido en polímero y monómeros y luego emplea una técnica de reacción en suspensión para completar la polimerización. Este es un proceso de tipo batch. La reacción en masa es igual que la que se describió para el proceso en masa. Se usa un caucho lineal, y las partículas de caucho que se forman durante la inversión de fase son similares. Cuando la conversión del de los monómeros es aproximadamente de un 15 a un 30%, la mezcla de polímeros y monómeros que no reaccionaron son suspendidos en agua con la introducción de un agente de suspensión. La reacción es continuada hasta que un gran grado de conversión de monómeros es alcanzado. Los monómeros que no reaccionaron son separados antes de que el jarabe se centrifugue y seque.La morfología y propiedades de la suspensión son similares a aquellas que se obtienen el proceso de polimerización en masa pero con las ventajas de la técnica en emulsión respecto a la baja viscosidad y la capacidad del agua de remover el calor.

Principales proveedores de resina ABS

API-Kolon Engineered Polymers Ardor Machinery Works Co., Ltd Commercial Plastics Recycling, Inc. Dow LA DSM Engineering Plastics Dyna-Purge Division of Shuman Plastics, Inc. Herrmann Ultrasonics, Inc. Lanxess Corporation Multiplas International, Inc. New Particle Chemical Colors Corp. Nexeo Solutions Orion International Parabor Colombia Ltda. RTP Company SABIC SABIC Innovative Plastics México Uniflon Fluoromasters

Usos y aplicacionesPiezas de automóviles (tableros, paragolpes, etc.)El ABS se caracteriza por ser un material muy fuerte y liviano, lo suficientemente fuerte como para ser utilizado en la fabricación de piezas para automóviles. El empleo de plásticos como ABS hace más livianos a los autos, lo que promueve una menor utilización de combustible.Se utiliza tanto en el interior como en el exterior.Se puede nombrar el panel de instrumento, consolas, cobertores de puertas y otras partes decorativas del interior. 

Aplicaciones del exterior del automóvil pueden ser la parrilla del radiador, cuna de faros, alojamiento del espejo.

Paragolpes de ABS

Espejo retrovisor de ABS cromado

Los autos pueden tener 12 Kg o más de ABS c/u.Tubos, accesorios, particularmente en las tuberías de drenaje, desagüe, ventilación de los edificios y juntas.

ElectrodomésticosRecubrimiento interior y exterior de las puertas de las heladeras, Carcasa de aparatos eléctricos como taladros, televisores, radios, aspiradoras, máquinas de coser y secadores de pelo.

Carcaza de tv de ABS

Máquinas de oficina, carcasas de ordenadores y teléfonos.Productos atractivos con elegante diseño y gran calidad crean una sensación de confort en la oficina y en el hogar. El ABS puede crear variadas combinaciones de colores. También puede ser cromado por electrólisis, estampado o metalizado. Dependiendo del molde utilizado, las superficies pueden ser opacas, brillantes o satinadas.

Memoria USB y monitor para PC

Juguetes.Bloques de LEGO y Airsoft, piezas plásticas de casi todas las figuras de acción de BANDAI.

Bloques LEGO

Acetato de celulosaPlásticos artificiales derivados de la celulosaEstos plásticos se obtienen modificando la estructura de la celulosa original, sustituyendo los grupos hidroxilos (OH) existentes en sus anillos moleculares por grupos nitro o acetato. Los nitratos o acetatos así obtenidos, son dotados de características plásticas y de un cierto grado de flexibilidad, mediante la adición de un plastificante.En el trinitrato de celulosa conseguido originalmente por Schömbein, el grado de sustitución se situaba entre 2.7 y 3. Aquel material era explosivo y la dificultad (para conseguir productos que sólo fueran inflamables) estuvo en rebajar el grado de sustitución hasta magnitudes comprendidas entre el 1.9 y el 2.7. En la fabricación de películas cinematográficas se utilizan las nitrocelulosas de más bajo grado de sustitución.En los acetatos esta historia es absolutamente inversa. Los acetatos más estables y con menor permeabilidad al agua son los de mayor grado de sustitución, pero conseguir la acetilación de los grupos hidroxilos de la celulosa no resultó fácil: para llegar desde los primeros diacetatos, obtenidos en laboratorio en 1895, hasta los triacetatos con un grado de sustitución de 2.7, fue necesario recorrer un largo camino que abarcaría hasta los años cuarenta del siglo XXEn los derivados celulósicos el plastificante constituye un tanto por ciento importante de la masa del material y, en buena medida, las propiedades físicas de los plásticos y sus características de estabilidad dependen de su contenido de plastificante.Los plastificantes cubren una doble función: primero, rebajan la temperatura de fluidez del derivado celulósico, separándola de la de descomposición, y permitiendo que éste pueda ser moldeado o laminado en caliente; en segundo lugar, ya en frío, disminuyen la rigidez de la celulosa otorgando flexibilidad al plástico.

Los acetatos de celulosaEl acetato de celulosa (también conocido como zylonite o zyl) es el éster de acetato de la celulosa.Camille Dreyfus y su hermano menor Henri, hacia 1910, habían perfeccionado lacas de acetato y la película plástica y habían abierto una fábrica en Basilea capaz de producir aproximadamente tres toneladas por día. Esto en gran parte fue vendido a la industria de celuloide en Francia y Alemania, y a Pathe Fréres en París para la base de película de película no inflamable. Una cantidad pequeña pero constantemente creciente de laca de acetato, fue vendida a la industria aeronáutica para cubrir la tela que cubre alas y fuselaje. En Inglaterra, en 1912, se produjo el primer hilo de acetato de celulosa comercial.Los acetatos de celulosa, bajo la denominación genérica de "películas de seguridad", fueron los materiales que sustituyeron al celuloide en la cinematografía.

Lamentablemente, la denominación "película de seguridad", sólo se justifica en que estos plásticos arden con dificultad y no son, en absoluto, autoinflamables; pero desde el punto de vista de las condiciones necesarias para su conservación los acetatos han resultado tan exigentes como el celuloide.El acetato de celulosa fue preparado por primera vez en el año 1865 pero no fue hasta entrado el siglo siguiente que se empezó a producir en forma comercial y no fue sino a mediados del siglo XX en que reemplazo definitivamente al nitrato como soporte de cinta cinematográficas. En 1909 aparecieron los primeros materiales celulósicos no inflamables, que podían dar lugar a películas flexibles y transparentes y que estaban basados en acetatos de celulosa.En 1910 Kodak presentó en el mercado películas de 35mm con soportes de diacetato de celulosa, que tuvieron muy escasa acogida. En 1922 y 1923, Pathé y Kodak presentaron sus sistemas de 9.5mm y de 16mm, en los que utilizaban nuevos tipos, más estables, de diacetatos.A lo largo de los años treinta y cuarenta se sucedieron las presentaciones de soportes de triacetato que no llegarían a emplearse ampliamente en cinematografía, aunque sí en otros usos como, por ejemplo, placas radiográficas.En 1948 Gevaert presentó un nuevo plástico, el acetato-butirato de celulosa y, en mismo año, Kodak iniciaría la fabricación del tipo de triacetato que acabaría por sustituir totalmente al celuloide.Los acetatos más estables son los de mayor grado de sustitución (acetilación). Pero conseguir esa acetilación convierte en extremadamente complejo su proceso de fabricación, haciendo necesario introducir procesos de preacondicionamiento de la celulosa y dificultando la obtención de productos homogéneos hasta el punto de obligar a recurrir a la mezcla de acetatos para obtener la calidad deseada. Estas dificultades son las que explican la larga historia de las sucesivas apariciones y desapariciones de diacetatos y triacetatos y de los intentos para incorporar el uso de ésteres mixtos, como los acetatos butirato y propionato.Los acetatos de celulosa son unos de los primeros termoplásticos moldeables por extrusión e inyección.El acetato de celulosa, siendo soluble en solventes orgánicos como acetona, es también apropiado para hilado en fibras, las cuales se denominan “fibras de acetato”. La celulosa a partir de la madera es hinchada con ácido acético, convertida en acetato de celulosa usando anhídrido acético y luego disuelta en acetona. La solución viscosa resultante es bombeada a través de hiladores formando, en aire caliente, filamentos. La acetona se evapora y es recuperada.

Diacetatos de celulosaEl diacetato de celulosa es "un éster parcialmente hidrolizado". En cada uno de los anillos de la cadena molecular de la celulosa modificada queda, como mínimo, un grupo OH que no ha sido sustituido y estos grupos convierten al diacetato en un material muy permeable a la humedad.

Diacetato de celulosa

No es posible hablar del diacetato como si fuera un único plástico. En algunos diacetatos se han detectado restos de sulfatos (que incrementan notablemente su susceptibilidad a la humedad) así como el uso de plastificantes, como el monocloronaftaleno, extremadamente

volátiles y que contribuyen a una temprana pérdida de las características mecánicas y dimensionales.

Ésteres mixtos: acetato-propionato y acetato-butiratoAntes del desarrollo del triacetato de celulosa plastificado con trifenilfosfato, por las deficiencias en el comportamiento mecánico y, sobre todo, por la elevada tendencia a absorber humedad de los diacetatos de celulosa, en la fabricación de películas se introducirían dos ésteres mixtos plastificados, el acetato-propionato y el acetato butirato, que fueron producidos por varios fabricantes de productos químicos (como Kodak y Bayer) y utilizados por Kodak y por Gevaert en la fabricación de soportes para cinematografía.En estos plásticos, la esterificación de la celulosa se realiza mediante una mezcla de dos ácidos: el acético y el propiónico o el butírico.Las cualidades de ambos plásticos son bastante parecidas. Los dos son ligeramente menos pesados que el nitrato o que el acetato, presentan un índice de refracción muy ligeramente inferior y sus calidades mecánicas son inferiores a las del nitrato pero superiores a las de los diacetatos existentes en la época. El acetato-butirato muestra una gran resistencia a la absorción de humedad (aunque inferior a la del nitrato).Las cualidades de estos materiales, superiores a las de los diacetatos, pero tanto Kodak como Gevaert los dedicaron casi exclusivamente a la fabricación de películas de paso estrecho

Triacetato de celulosa plastificadoA partir de los años cincuenta, el triacetato ha sido el plástico fundamental en la fabricación de bases/soportes para las películas cinematográficas. 

Triacetato de celulosa

Desde el principio, los archivos recibieron encantados el nuevo plástico que en la actualidad constituye el soporte fundamental en la gran mayoría de las colecciones. Pero en 1957, apenas 10 años después del inicio de su fabricación industrial, archivos situados en climas cálidos y húmedos empezaron a emitir noticias sobre procesos de degradación química.Los fabricantes contestaron indicando que las películas con soportes de triacetato de celulosa plastificado debían almacenarse a temperaturas comprendidas entre los 17 y 27ºC (60 - 80ºF) y humedades relativas entre el 40 y 50%HR, condiciones equiparables a las recomendadas para cualquier otro tipo de archivo pero que muy pronto se mostrarían insuficientes para los cinematográficos.La degradación química de los triacetatos se conoce como "síndrome de vinagre"

Proceso de fabricación del triacetato de celulosaLa fabricación de triacetato es un proceso industrial sumamente complejo y sometido a múltiples variables no totalmente controlables.

La fabricación de película cinematográfica se desarrolla en dos fases.- En la primera, fabricación del triacetato, el proceso se inicia precalentando el algodón, durante 1-2 horas, impregnado con un 30-40% de su peso en ácido acético glacial. La reacción de

acetilación se realiza en una mezcla en la que por cada 100 partes de celulosa pretratada y enfriada a l5-20ºC, se introducen 300 partes de anhídrido acético, 400 partes de cloruro de metileno y 1 parte de ácido sulfúrico.- En la segunda fase del proceso, el triacetato (que llega en forma de escamas) se disuelve, obteniendo una mezcla muy viscosa, y se adicionan el plastificante y los otros aditivos que se estimen necesarios. La mezcla se extiende sobre una cinta transportadora sin fin y pasa por una sección de secado para eliminar el disolvente.Las propiedades del plástico así obtenido dependerán de la longitud de cadena de las moléculas de celulosa (el grado de polimerización, que representa el número de monómeros que integran la cadena polimérica), del grado de acetilación (sustitución) y del tipo y cantidad de plastificante.El grado de polimerización de los compuestos que se obtienen en la fabricación se sitúa en el intervalo 175-360. Un grado de sustitución de 2.7, indica que la mayoría de los anillos del polímero (el 90%) tienen sus tres OH sustituidos, pero también indica que hay grupos hidroxilos libres y dispuestos para asociarse con la humedad.Las dificultades para la obtención de un determinado grado polimerización, unidas a las dificultades para obtener un grado de sustitución homogéneo y lo más elevado posible, obligan a los fabricantes a realizar mezclas con distintos lotes de triacetato hasta obtener un material de las características deseadas.El que la obtención exacta del triacetato deseado presente tantas dificultades y deba realizarse mediante mezcla, lleva, inevitablemente, a tener que admitir que (como ya ocurriera con los diacetatos) cuando se habla de triacetato se está hablando de un material que puede presentar diferencias significativas en sus propiedades (y en su conservación) entre los producidos por unas y otras fábricas y en unas y otras épocas.Sin duda, si pudieran ser clasificadas, esas diferencias explicarían las diferencias de envejecimiento que continuamente se detectan entre películas aparentemente iguales y que han sido conservadas en condiciones idénticas.En la fabricación de películas cinematográficas se utiliza como plastificante el trifenilfosfato que también actúa como estabilizante y, además, es un retardador de llama. Este plastificante puede representar sobre el 11% de la masa total.

Propiedades y características del triacetato de celulosaLa flexibilidad de una película cinematográfica depende del plastificante. La pérdida del plastificante determinará la pérdida de flexibilidad pero también una importante pérdida de dimensiones (contracción).El triacetato no es autoinflamable y su punto de inflamación se sitúa en torno a los 430 grados. La combustión del triacetato, tanto a temperaturas inferiores a la de inflamación como a las superiores, es mucho más lenta que en el nitrato, y además tiene la ventaja de no desprender óxidos nitrosos, aunque los gases que se producen en la combustión sigan siendo tóxicos.Bajo la acción de la luz presenta una cierta tendencia a adquirir coloración amarilla, pero en las condiciones normales de utilización de las películas cinematográficas esta característica no reviste importancia.

Ejemplo de las características y propiedades de la película de acetato. Fuente empresa Goodfellow.  

Propiedades EléctricasConstante Dieléctrica a 1MHz ~5Factor de Disipación a 1 kHz 0,06Resistencia Dieléctrica (kV / mm) 11Resistividad de Volumen ( Ohmcm ) 5 x 1012

Propiedades FísicasAbsorción de Agua - en 24 horas ( % ) 1,9-7,0Densidad ( g / cm ) 1,3Indice Refractivo 1,49Indice de Oxígeno Límite ( % ) 19Inflamabilidad HBResistencia a la Radiación AceptableResistencia a los Ultra-violetas Aceptable

Propiedades MecánicasDureza - Rockwell 34-125Módulo de Tracción ( GPa ) 1,0-4,0Resistencia a la Abrasión-ASTM D1044 (mg/1000 ciclos)

65

Resistencia a la Tracción (MPa) 12-110Resistencia al Impacto Izod (J / m) 100-450

Propiedades TérmicasCalor Específico (J / K kg) 1200-1900Coeficiente de Expansión Térmica (x10-

6K-1)80-180

Conductividad Térmica a 23C ( W / m K) 0,16-0,36Temperatura Máxima de Utilización (ºC) 55-95Temperatura Mínima de Utilización (ºC) -20Temperatura de Deflección en Caliente - 0.45MPa (ºC)

52-105

Temperatura de Deflección en Caliente - 1.8MPa (ºC)

48-86

Resistencia QuímicaAcidos - concentrados MalaAcidos - diluidos Buena-MalaAlcalís MalaAlcoholes Aceptable-BuenaCetonas MalaGrasas y Aceites BuenaHalógenos MalaHidro-carbonios halógenos Buena-MalaHidrocarburos Aromáticos Buena-Mala

Tabla comparativa de plásticos celulósicos. Fuente: J.A. Brydson “Plastics Materials”, Butterworth Scientific, 1985.

Plásticos celulósicos.Valores indicativos comparados entre los ésteres mixtos y el nitrato y acetato

A-Propianato A-Butirato Nitrato AcetatoPeso específico 1.19 a 1.23 1.15 a 1.22 1.27 a 1.32 1.35 a 1.40Índice de refracción 1.46 a 1.49 1.47 a 1.48 1.47 a 1.5 1.5Resistencia a la tracción

24-50 17-52 24-76 35-70

Alargamiento hasta rotura

30-100 8-80 5-55 10-40

Absorción de humedad

1.5 a 2.8 0.9 a 2.4 0.6 a 2.0 1.0 a 3.0

Degradación del triacetatoLa degradación del triacetato no puede iniciarse espontáneamente.Para iniciarla es necesario contar con agentes externos, capaces para activar la reacción mediante mecanismos de oxidación o de fotodegradación ultravioleta o (bajo la acción combinada de temperaturas y humedades elevadas) de hidrólisis.La degradación por oxidación se inhibe mediante la adición de un producto antioxidante a la masa del plástico durante su fabricación y, por sus condiciones normales de uso, para las películas cinematográficas, la radiación ultravioleta no constituye un problema importante; así, es necesario situar a la susceptibilidad al agua del triacetato (entre dos y tres veces superior a la del nitrato) en el origen de la degradación acética, pero advirtiendo que esta degradación sólo se producirá si concurren las temperaturas suficientemente elevadas.El que la degradación estructural de estos plásticos, a diferencia de la de los nitratos, no pueda iniciarse sin la acción de un agente externo constituye la base de la posibilidad de desarrollar políticas de preservación basadas en la conservación de soportes de triacetato. No obstante, es necesario tener presente que lo que depende de la acción de agentes externos es el inicio de la degradación; una vez que la degradación acética se ha iniciado y ya exista ácido acético libre en el plástico, la degradación se convierte en autosostenible y el control de las condiciones de almacenamiento únicamente conseguirá frenar su desarrollo.La degradación puede iniciarse durante el mismo proceso de fabricación del acetato y, en efecto, los procesos de depuración y esterificación se producen a temperaturas relativamente elevadas (y algunos, con la presencia directa de agua entre los componentes), y las características plásticas (imprescindibles para su conformación en láminas finas) se consiguen elevando la temperatura de la masa de triacetato; la degradación acética puede iniciarse en esos momentos y llegar "latente", en una película absolutamente nueva, a los archivos.Como se ha indicado, existen diversos procedimientos para la fabricación del triacetato y, además, es altamente probable que cada procedimiento haya sido modificado varias veces en las líneas de producción de cada fabricante. Quizá, estas irregularidades, en concurrencia con otras causas, estén en el origen de las diferencias para la conservación que se han observado entre películas de distintos fabricantes o épocas.El trifenilfosfato es un plastificante mucho menos volátil que el alcanfor utilizado en los nitratos. Mientras que la degradación acética no le afecte, la contracción por pérdida de plastificante permanecerá en niveles mínimos (como se observa en películas de los cincuenta, no degradadas, que exhiben contracciones muy reducidas) pero al desarrollarse la degradación, también el plastificante intervendrá en las reacciones y su desaparición contribuirá a la destrucción de la película, incrementando su rigidez y deformándola.La degradación estructural del material plástico conducirá a la pérdida de sus propiedades mecánicas, así como a la aparición de productos volátiles como CO, CO2, agua y ácido acético. Si todos esos productos, por estar la película encerrada en envases herméticos o por simples

deficiencias en la ventilación de los almacenes, no son retirados de atmósfera que rodea a la película, contribuirán a acelerar el desarrollo de la degradación.

APLICACIONESEl acetato de celulosa es usado como una base de película en la fotografía, como un componente en algunos pegamentos, soporte de cinta adhesiva y como un material de marco para anteojos; también es usado como una fibra sintética y en la fabricación de filtros de cigarrillo. El acetato es usado, en combinación con otras fibras (seda, algodón, lana, nylon, etc.), en telas como satenes, brocados, y tafetanes para acentuar el lustre, el cuerpo, la caída y la belleza.Las características de las telas con fibras de acetato son:Tacto: suave, liso, seco, resistenteComodidad: fresca, se seca con facilidad, no hay calor estáticoCaída: el movimiento de los forros coordinan con el cuerpo.Color: sombras profundas brillantesBrillo: el reflejo de la luz crea una apariencia única.Desempeño: colores inalterables a causa del sudor, a lavado en seco, agua o vapor, permeableTenacidad: Fibra débil, se rompe de 1.2 a 1.4 g/d, rápidamente pierde fuerza cuando esta mojadaAbsorción: resistencia pobre.Retención del Calor: pobre retención del calor,Ningún potencial alergénico (hipoalergénico)Teñido: 2 métodos, método del cross-dying donde los hilos de una fibra y las otras son tejidos con el diseño deseado. Solution-Dying proporciona un excelente teñido y resistente a la luz solar, sudor, lavado.

Otras aplicaciones menos habituales pero no menos importantes pueden ser: filtros membrana, discos y cintas fonográficos, juguetes, barajas, teclas para máquinas de escribir y calculadoras, vidrios de relojes, mangos de cuchillos, partes de máscaras de protección, etc.

Película fotográfica

Mango de desarmador

Juego de naipes

Soporte de cinta adhesiva

Acetato de celulosaPlásticos artificiales derivados de la celulosaEstos plásticos se obtienen modificando la estructura de la celulosa original, sustituyendo los grupos hidroxilos (OH) existentes en sus anillos moleculares por grupos nitro o acetato. Los nitratos o acetatos así obtenidos, son dotados de características plásticas y de un cierto grado de flexibilidad, mediante la adición de un plastificante.En el trinitrato de celulosa conseguido originalmente por Schömbein, el grado de sustitución se situaba entre 2.7 y 3. Aquel material era explosivo y la dificultad (para conseguir productos que sólo fueran inflamables) estuvo en rebajar el grado de sustitución hasta magnitudes comprendidas entre el 1.9 y el 2.7. En la fabricación de películas cinematográficas se utilizan las nitrocelulosas de más bajo grado de sustitución.En los acetatos esta historia es absolutamente inversa. Los acetatos más estables y con menor permeabilidad al agua son los de mayor grado de sustitución, pero conseguir la acetilación de los grupos hidroxilos de la celulosa no resultó fácil: para llegar desde los primeros diacetatos, obtenidos en laboratorio en 1895, hasta los triacetatos con un grado de sustitución de 2.7, fue necesario recorrer un largo camino que abarcaría hasta los años cuarenta del siglo XXEn los derivados celulósicos el plastificante constituye un tanto por ciento importante de la masa del material y, en buena medida, las propiedades físicas de los plásticos y sus características de estabilidad dependen de su contenido de plastificante.Los plastificantes cubren una doble función: primero, rebajan la temperatura de fluidez del derivado celulósico, separándola de la de descomposición, y permitiendo que éste pueda ser

moldeado o laminado en caliente; en segundo lugar, ya en frío, disminuyen la rigidez de la celulosa otorgando flexibilidad al plástico.

Los acetatos de celulosaEl acetato de celulosa (también conocido como zylonite o zyl) es el éster de acetato de la celulosa.Camille Dreyfus y su hermano menor Henri, hacia 1910, habían perfeccionado lacas de acetato y la película plástica y habían abierto una fábrica en Basilea capaz de producir aproximadamente tres toneladas por día. Esto en gran parte fue vendido a la industria de celuloide en Francia y Alemania, y a Pathe Fréres en París para la base de película de película no inflamable. Una cantidad pequeña pero constantemente creciente de laca de acetato, fue vendida a la industria aeronáutica para cubrir la tela que cubre alas y fuselaje. En Inglaterra, en 1912, se produjo el primer hilo de acetato de celulosa comercial.Los acetatos de celulosa, bajo la denominación genérica de "películas de seguridad", fueron los materiales que sustituyeron al celuloide en la cinematografía.Lamentablemente, la denominación "película de seguridad", sólo se justifica en que estos plásticos arden con dificultad y no son, en absoluto, autoinflamables; pero desde el punto de vista de las condiciones necesarias para su conservación los acetatos han resultado tan exigentes como el celuloide.El acetato de celulosa fue preparado por primera vez en el año 1865 pero no fue hasta entrado el siglo siguiente que se empezó a producir en forma comercial y no fue sino a mediados del siglo XX en que reemplazo definitivamente al nitrato como soporte de cinta cinematográficas. En 1909 aparecieron los primeros materiales celulósicos no inflamables, que podían dar lugar a películas flexibles y transparentes y que estaban basados en acetatos de celulosa.En 1910 Kodak presentó en el mercado películas de 35mm con soportes de diacetato de celulosa, que tuvieron muy escasa acogida. En 1922 y 1923, Pathé y Kodak presentaron sus sistemas de 9.5mm y de 16mm, en los que utilizaban nuevos tipos, más estables, de diacetatos.A lo largo de los años treinta y cuarenta se sucedieron las presentaciones de soportes de triacetato que no llegarían a emplearse ampliamente en cinematografía, aunque sí en otros usos como, por ejemplo, placas radiográficas.En 1948 Gevaert presentó un nuevo plástico, el acetato-butirato de celulosa y, en mismo año, Kodak iniciaría la fabricación del tipo de triacetato que acabaría por sustituir totalmente al celuloide.Los acetatos más estables son los de mayor grado de sustitución (acetilación). Pero conseguir esa acetilación convierte en extremadamente complejo su proceso de fabricación, haciendo necesario introducir procesos de preacondicionamiento de la celulosa y dificultando la obtención de productos homogéneos hasta el punto de obligar a recurrir a la mezcla de acetatos para obtener la calidad deseada. Estas dificultades son las que explican la larga historia de las sucesivas apariciones y desapariciones de diacetatos y triacetatos y de los intentos para incorporar el uso de ésteres mixtos, como los acetatos butirato y propionato.Los acetatos de celulosa son unos de los primeros termoplásticos moldeables por extrusión e inyección.El acetato de celulosa, siendo soluble en solventes orgánicos como acetona, es también apropiado para hilado en fibras, las cuales se denominan “fibras de acetato”. La celulosa a partir de la madera es hinchada con ácido acético, convertida en acetato de celulosa usando anhídrido acético y luego disuelta en acetona. La solución viscosa resultante es bombeada a través de hiladores formando, en aire caliente, filamentos. La acetona se evapora y es recuperada.

Diacetatos de celulosa

El diacetato de celulosa es "un éster parcialmente hidrolizado". En cada uno de los anillos de la cadena molecular de la celulosa modificada queda, como mínimo, un grupo OH que no ha sido sustituido y estos grupos convierten al diacetato en un material muy permeable a la humedad.

Diacetato de celulosa

No es posible hablar del diacetato como si fuera un único plástico. En algunos diacetatos se han detectado restos de sulfatos (que incrementan notablemente su susceptibilidad a la humedad) así como el uso de plastificantes, como el monocloronaftaleno, extremadamente volátiles y que contribuyen a una temprana pérdida de las características mecánicas y dimensionales.

Ésteres mixtos: acetato-propionato y acetato-butiratoAntes del desarrollo del triacetato de celulosa plastificado con trifenilfosfato, por las deficiencias en el comportamiento mecánico y, sobre todo, por la elevada tendencia a absorber humedad de los diacetatos de celulosa, en la fabricación de películas se introducirían dos ésteres mixtos plastificados, el acetato-propionato y el acetato butirato, que fueron producidos por varios fabricantes de productos químicos (como Kodak y Bayer) y utilizados por Kodak y por Gevaert en la fabricación de soportes para cinematografía.En estos plásticos, la esterificación de la celulosa se realiza mediante una mezcla de dos ácidos: el acético y el propiónico o el butírico.Las cualidades de ambos plásticos son bastante parecidas. Los dos son ligeramente menos pesados que el nitrato o que el acetato, presentan un índice de refracción muy ligeramente inferior y sus calidades mecánicas son inferiores a las del nitrato pero superiores a las de los diacetatos existentes en la época. El acetato-butirato muestra una gran resistencia a la absorción de humedad (aunque inferior a la del nitrato).Las cualidades de estos materiales, superiores a las de los diacetatos, pero tanto Kodak como Gevaert los dedicaron casi exclusivamente a la fabricación de películas de paso estrecho

Triacetato de celulosa plastificadoA partir de los años cincuenta, el triacetato ha sido el plástico fundamental en la fabricación de bases/soportes para las películas cinematográficas. 

Triacetato de celulosa

Desde el principio, los archivos recibieron encantados el nuevo plástico que en la actualidad constituye el soporte fundamental en la gran mayoría de las colecciones. Pero en 1957, apenas 10 años después del inicio de su fabricación industrial, archivos situados en climas cálidos y húmedos empezaron a emitir noticias sobre procesos de degradación química.

Los fabricantes contestaron indicando que las películas con soportes de triacetato de celulosa plastificado debían almacenarse a temperaturas comprendidas entre los 17 y 27ºC (60 - 80ºF) y humedades relativas entre el 40 y 50%HR, condiciones equiparables a las recomendadas para cualquier otro tipo de archivo pero que muy pronto se mostrarían insuficientes para los cinematográficos.La degradación química de los triacetatos se conoce como "síndrome de vinagre"

Proceso de fabricación del triacetato de celulosaLa fabricación de triacetato es un proceso industrial sumamente complejo y sometido a múltiples variables no totalmente controlables.

La fabricación de película cinematográfica se desarrolla en dos fases.- En la primera, fabricación del triacetato, el proceso se inicia precalentando el algodón, durante 1-2 horas, impregnado con un 30-40% de su peso en ácido acético glacial. La reacción de acetilación se realiza en una mezcla en la que por cada 100 partes de celulosa pretratada y enfriada a l5-20ºC, se introducen 300 partes de anhídrido acético, 400 partes de cloruro de metileno y 1 parte de ácido sulfúrico.- En la segunda fase del proceso, el triacetato (que llega en forma de escamas) se disuelve, obteniendo una mezcla muy viscosa, y se adicionan el plastificante y los otros aditivos que se estimen necesarios. La mezcla se extiende sobre una cinta transportadora sin fin y pasa por una sección de secado para eliminar el disolvente.Las propiedades del plástico así obtenido dependerán de la longitud de cadena de las moléculas de celulosa (el grado de polimerización, que representa el número de monómeros que integran la cadena polimérica), del grado de acetilación (sustitución) y del tipo y cantidad de plastificante.El grado de polimerización de los compuestos que se obtienen en la fabricación se sitúa en el intervalo 175-360. Un grado de sustitución de 2.7, indica que la mayoría de los anillos del polímero (el 90%) tienen sus tres OH sustituidos, pero también indica que hay grupos hidroxilos libres y dispuestos para asociarse con la humedad.Las dificultades para la obtención de un determinado grado polimerización, unidas a las dificultades para obtener un grado de sustitución homogéneo y lo más elevado posible, obligan a los fabricantes a realizar mezclas con distintos lotes de triacetato hasta obtener un material de las características deseadas.El que la obtención exacta del triacetato deseado presente tantas dificultades y deba realizarse mediante mezcla, lleva, inevitablemente, a tener que admitir que (como ya ocurriera con los diacetatos) cuando se habla de triacetato se está hablando de un material que puede presentar diferencias significativas en sus propiedades (y en su conservación) entre los producidos por unas y otras fábricas y en unas y otras épocas.Sin duda, si pudieran ser clasificadas, esas diferencias explicarían las diferencias de envejecimiento que continuamente se detectan entre películas aparentemente iguales y que han sido conservadas en condiciones idénticas.En la fabricación de películas cinematográficas se utiliza como plastificante el trifenilfosfato que también actúa como estabilizante y, además, es un retardador de llama. Este plastificante puede representar sobre el 11% de la masa total.

Propiedades y características del triacetato de celulosaLa flexibilidad de una película cinematográfica depende del plastificante. La pérdida del plastificante determinará la pérdida de flexibilidad pero también una importante pérdida de dimensiones (contracción).

El triacetato no es autoinflamable y su punto de inflamación se sitúa en torno a los 430 grados. La combustión del triacetato, tanto a temperaturas inferiores a la de inflamación como a las superiores, es mucho más lenta que en el nitrato, y además tiene la ventaja de no desprender óxidos nitrosos, aunque los gases que se producen en la combustión sigan siendo tóxicos.Bajo la acción de la luz presenta una cierta tendencia a adquirir coloración amarilla, pero en las condiciones normales de utilización de las películas cinematográficas esta característica no reviste importancia.

Ejemplo de las características y propiedades de la película de acetato. Fuente empresa Goodfellow.  

Propiedades EléctricasConstante Dieléctrica a 1MHz ~5Factor de Disipación a 1 kHz 0,06Resistencia Dieléctrica (kV / mm) 11Resistividad de Volumen ( Ohmcm ) 5 x 1012

Propiedades FísicasAbsorción de Agua - en 24 horas ( % ) 1,9-7,0Densidad ( g / cm ) 1,3Indice Refractivo 1,49Indice de Oxígeno Límite ( % ) 19Inflamabilidad HBResistencia a la Radiación AceptableResistencia a los Ultra-violetas Aceptable

Propiedades MecánicasDureza - Rockwell 34-125Módulo de Tracción ( GPa ) 1,0-4,0Resistencia a la Abrasión-ASTM D1044 (mg/1000 ciclos)

65

Resistencia a la Tracción (MPa) 12-110Resistencia al Impacto Izod (J / m) 100-450

Propiedades TérmicasCalor Específico (J / K kg) 1200-1900Coeficiente de Expansión Térmica (x10-

6K-1)80-180

Conductividad Térmica a 23C ( W / m K) 0,16-0,36Temperatura Máxima de Utilización (ºC) 55-95Temperatura Mínima de Utilización (ºC) -20Temperatura de Deflección en Caliente - 0.45MPa (ºC)

52-105

Temperatura de Deflección en Caliente - 1.8MPa (ºC)

48-86

Resistencia QuímicaAcidos - concentrados Mala

Acidos - diluidos Buena-MalaAlcalís MalaAlcoholes Aceptable-BuenaCetonas MalaGrasas y Aceites BuenaHalógenos MalaHidro-carbonios halógenos Buena-MalaHidrocarburos Aromáticos Buena-Mala

Tabla comparativa de plásticos celulósicos. Fuente: J.A. Brydson “Plastics Materials”, Butterworth Scientific, 1985.

Plásticos celulósicos.Valores indicativos comparados entre los ésteres mixtos y el nitrato y acetato

A-Propianato A-Butirato Nitrato AcetatoPeso específico 1.19 a 1.23 1.15 a 1.22 1.27 a 1.32 1.35 a 1.40Índice de refracción 1.46 a 1.49 1.47 a 1.48 1.47 a 1.5 1.5Resistencia a la tracción

24-50 17-52 24-76 35-70

Alargamiento hasta rotura

30-100 8-80 5-55 10-40

Absorción de humedad

1.5 a 2.8 0.9 a 2.4 0.6 a 2.0 1.0 a 3.0

Degradación del triacetatoLa degradación del triacetato no puede iniciarse espontáneamente.Para iniciarla es necesario contar con agentes externos, capaces para activar la reacción mediante mecanismos de oxidación o de fotodegradación ultravioleta o (bajo la acción combinada de temperaturas y humedades elevadas) de hidrólisis.La degradación por oxidación se inhibe mediante la adición de un producto antioxidante a la masa del plástico durante su fabricación y, por sus condiciones normales de uso, para las películas cinematográficas, la radiación ultravioleta no constituye un problema importante; así, es necesario situar a la susceptibilidad al agua del triacetato (entre dos y tres veces superior a la del nitrato) en el origen de la degradación acética, pero advirtiendo que esta degradación sólo se producirá si concurren las temperaturas suficientemente elevadas.El que la degradación estructural de estos plásticos, a diferencia de la de los nitratos, no pueda iniciarse sin la acción de un agente externo constituye la base de la posibilidad de desarrollar políticas de preservación basadas en la conservación de soportes de triacetato. No obstante, es necesario tener presente que lo que depende de la acción de agentes externos es el inicio de la degradación; una vez que la degradación acética se ha iniciado y ya exista ácido acético libre en el plástico, la degradación se convierte en autosostenible y el control de las condiciones de almacenamiento únicamente conseguirá frenar su desarrollo.La degradación puede iniciarse durante el mismo proceso de fabricación del acetato y, en efecto, los procesos de depuración y esterificación se producen a temperaturas relativamente elevadas (y algunos, con la presencia directa de agua entre los componentes), y las características plásticas (imprescindibles para su conformación en láminas finas) se consiguen elevando la temperatura de la masa de triacetato; la degradación acética puede iniciarse en esos momentos y llegar "latente", en una película absolutamente nueva, a los archivos.

Como se ha indicado, existen diversos procedimientos para la fabricación del triacetato y, además, es altamente probable que cada procedimiento haya sido modificado varias veces en las líneas de producción de cada fabricante. Quizá, estas irregularidades, en concurrencia con otras causas, estén en el origen de las diferencias para la conservación que se han observado entre películas de distintos fabricantes o épocas.El trifenilfosfato es un plastificante mucho menos volátil que el alcanfor utilizado en los nitratos. Mientras que la degradación acética no le afecte, la contracción por pérdida de plastificante permanecerá en niveles mínimos (como se observa en películas de los cincuenta, no degradadas, que exhiben contracciones muy reducidas) pero al desarrollarse la degradación, también el plastificante intervendrá en las reacciones y su desaparición contribuirá a la destrucción de la película, incrementando su rigidez y deformándola.La degradación estructural del material plástico conducirá a la pérdida de sus propiedades mecánicas, así como a la aparición de productos volátiles como CO, CO2, agua y ácido acético. Si todos esos productos, por estar la película encerrada en envases herméticos o por simples deficiencias en la ventilación de los almacenes, no son retirados de atmósfera que rodea a la película, contribuirán a acelerar el desarrollo de la degradación.

APLICACIONESEl acetato de celulosa es usado como una base de película en la fotografía, como un componente en algunos pegamentos, soporte de cinta adhesiva y como un material de marco para anteojos; también es usado como una fibra sintética y en la fabricación de filtros de cigarrillo. El acetato es usado, en combinación con otras fibras (seda, algodón, lana, nylon, etc.), en telas como satenes, brocados, y tafetanes para acentuar el lustre, el cuerpo, la caída y la belleza.Las características de las telas con fibras de acetato son:Tacto: suave, liso, seco, resistenteComodidad: fresca, se seca con facilidad, no hay calor estáticoCaída: el movimiento de los forros coordinan con el cuerpo.Color: sombras profundas brillantesBrillo: el reflejo de la luz crea una apariencia única.Desempeño: colores inalterables a causa del sudor, a lavado en seco, agua o vapor, permeableTenacidad: Fibra débil, se rompe de 1.2 a 1.4 g/d, rápidamente pierde fuerza cuando esta mojadaAbsorción: resistencia pobre.Retención del Calor: pobre retención del calor,Ningún potencial alergénico (hipoalergénico)Teñido: 2 métodos, método del cross-dying donde los hilos de una fibra y las otras son tejidos con el diseño deseado. Solution-Dying proporciona un excelente teñido y resistente a la luz solar, sudor, lavado.

Otras aplicaciones menos habituales pero no menos importantes pueden ser: filtros membrana, discos y cintas fonográficos, juguetes, barajas, teclas para máquinas de escribir y calculadoras, vidrios de relojes, mangos de cuchillos, partes de máscaras de protección, etc.

Película fotográfica

Mango de desarmador

Juego de naipes

Soporte de cinta adhesiva

Acetato de PoliviniloEl poliacetato de vinilo, acetato de polivinilo, PVA, PVAc o poli (etenil etonoato), es un polímero sintético gomoso con fórmula abreviada (C4H6O2)n. Pertenece a la familia de los polímeros

poliviníl éster más fácilmente obtenible y de más amplio uso, con fórmula general -(RCOOCHCH2)-. Se trata de un tipo de termoplástico. No se debe confundir con la relación del polímero alcohol polivinílico, que se lo denomina, en muchos casos, también con las siglas PVA (talvez PVAc podría considerarse como una abreviatura técnicamente correcta para el acetato de polivinilo y ayudaría a evitar una confusión de este tipo). El acetato de polivinilo es un componente de un tipo ampliamente usado de adhesivo, a que se refiere indistintamente como cola para madera, cola blanca, cola de carpintero, cola escolar, cola PVA o cola vinílica. El acetato de polivinilo fue descubierto en Alemania en 1912 por Fritz Klatte.

ESTRUCTURA QUÍMICA Y SÍNTESISLa estructura química del polímero se compone sucesiones de grupos vinilacetato: 

El acetato de polivinilo es preparado por polimerización vinílica por radicales libres del monómero acetato de vinilo.

El monómero de acetato de vinilo, fue a escala industrial producido por primera vez por la adición de ácido acético al acetileno con una sal mercurio (I), pero ahora está compuesta principalmente por la adición oxidativa catalizado con paladio de ácido acético al etileno.

PROCESO DE FABRICACIÓN En la industria de los adhesivos se obtiene el poliacetato de vinilo por los métodos convencionales de polimerización por adición o por emulsión. Para iniciar la polimerización es común activar la doble ligadura del vinilo ya sea termicamente, o fotoquímicamente por reacción con un radical libre iniciador o por reacción con un catalizador iónico. La polimerización de adición industrial para los adhesivos, se inician por lo general, por medio de un radical libre obtenido de la descomposición de agentes oxidantes tales como el

peróxido de benceno. Simultáneamente la ligadura de vinilo es activada ya que ahora ella tiene un electrón sin unir en el otro átomo de carbono. Es así como se inicia una reacción en cadena de radicales libres. El vinil acetato monómero puede ser copolimerizado o terpolimerizado con otros compuestos no saturados y, de esta manera, obtener sustancias poliméricas con diferencias en sus propiedades físicas tales como los sólidos suspendidos, viscosidad, plásticidad y características adhesivas del producto resultante. El acetato de vinilo puede ser copolimerizado con varios monómeros de vinilo. Son comonómeros comercialmente importantes el cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, dibutilo y otros maleatos y fumaratos de dialquilo, los ácidos crotónicos, acrílico, metacrílico e itacónico y sus ésteres, pirrolidona y etileno de vinilo. Un monómero que no se combina sólo con el acetato de vinilo puede combinarse con el uso de un tercer monómero que se copolimeriza con ambos (terpolimerización). La injerción puede usarse con monómeros como el estireno, que no se copolimeriza con el acetato de vinilo.

ADHESIVOS DE POLIVINIL ACETATO

1. Polimerización del monómero vinil acetato (VAM). El proceso de polimerización se efectúa de la siguiente manera: Inicialmente se adiciona en el reactor de polimerización la solución del coloide protector (sustancia que ayuda a mantener las características de homogeneidad en un sistema polimérico), la cual se calienta a una temperatura promedio de 80ºC con el fin de mejorar la solubilidad del monómero de vinil acetato en el agua. Posteriormente se adiciona el o los monómeros, el catalizador y se da inicio a la agitación. El calentamiento que se debe suministrar inicialmente en el reactor de polimerización se mantiene mediante una camisa de calentamiento, en donde se suministra vapor. La reacción de polimerización es exotérmica, por cuanto una vez iniciada la reacción es necesario retirar el vapor de la camisa y suministrar un suficiente volumen de agua de enfriamiento para mantener la temperatura de reacción, que dependiendo de la tecnología y capacidad de la planta puede variar de 65 a 80ºC. Condiciones de operación en la etapa de polimerización. Temperatura de reacción: En la industria el rango de temperatura varia de 65 a 80ºC. Tiempo de reacción: 8-14 horas. El tiempo depende de factores tales como la temperatura de reacción y la agitación a la cual es sometida.

Volumen del agua de enfriamiento: 0.43 m3/h.

Temperatura a la entrada del agua: 24ºC Temperatura del agua de salida: 35ºC.

Para una planta en particular, donde se producen un número indefinido de formulaciones para adhesivos, se puede citar como propiedades típicas para del producto final de la polimerización, una viscosidad promedio de 22000 cps y un pH entre 4 y 5. El polímero es envasado en tambores y distribuido a las industrias de pegantes en donde se realiza la etapa de dilución del pegante. Una vez el polímero ha sido hecho, probado y caracterizado, aún necesita ser sujeto a las pruebas de comportamiento adhesivo. La adhesión a superficies específicas; resistencia de la unión a envejecimiento temperaturas extremas, características de aplicación apropiadas y su economía son unas pocas de las consideraciones importantes.

2. Dilución y preparación de los pegantes de poliacetato de vinilo.

Con frecuencia las emulsiones se pueden usar con alguna modificación alterando sus propiedades físicas tales como la viscosidad, elasticidad, porcentaje de sólidos y resistencia al agua, para variar características de aplicación tales como la pegajosidad y mecanibilidad, además de reducir los costos de producción de los pegantes, por cuanto se disminuye el consumo de la emulsión. Es importante conocer el pH y el tipo de coloide protector o emulsificante, con el fin de seleccionar los ingredientes o aditivos modificadores de la emulsión. El pH y el tipo de emulsificante también pueden afectar la aplicación y la fuerza de la unión cuando los adhesivos son aplicados en ciertos tipos de adherentes reactivos.Los almidones, las soluciones de alcohol polivinilico (PVOH) y las arcillas son agentes reductores de costo. Los almidones proveen una alta viscosidad. El alcohol polivinílico forma viscosidad, mejora la mecanibilidad y la resistencia al agua. Las arcillas mejoran las propiedades de fraguado al controlar la penetración en sustratos porosos.El rápido fraguado mejorado y las características de pegajosidad se alcanzan con la adición de plastificantes, solventes y agentes de colascencia de la película. También facilitan la velocidad de fraguado al aumentar el contenido de sólidos.El poliacetato de vinilo y el alcohol polivinílico son materias primas importantes para adhesivos de maderas, al ofrecer gran fuerza de unión, rápido fraguado, tiempos de montaje abiertos y cerrados controlables, líneas de cola incoloras y fácil aplicación a temperatura ambiente.La operación de dilución consiste en adicionar, a una cantidad determinada de emulsión de poliacetato de vinilo, el espesante y/o plastificante requerido y agitar por un tiempo aproximado de una hora a temperatura ambiente. Las emulsiones adhesivas de polivinil acetato ofrecen una rápida pegajosidad, buena adhesión a muchas superficies, resistencia a la grasa, además de ser una sustancia no tóxica.El reactor de polimerización son recipientes herméticamente cerrado, para evitar posibles fugas de los monómeros, disponen de un agitador con eje en el centro del recipiente, control de temperatura y presión. La capacidad del tanque varía de acuerdo a la capacidad instalada de la planta.

EMULSIONES DE POLIVINIL ACETATO El polivinil acetato es ampliamente utilizado en la forma de una dispersión de resina sólida en agua. Se producen éstas dispersiones por medio del proceso de polimerización por emulsión. La mayoría de los manufactureros especifican las propiedades de sus emulsiones las que ordinariamente incluyen: porcentaje de sólidos, viscosidad de la emulsión, pH, contenido de ácido, porcentaje de monómero sin reaccionar y densidad. Ocasionalmente se destacan otras propiedades como el tamaño de partícula, propiedades de la película del adhesivo tales como

claridad, resistencia al agua y la grasa, y la tolerancia de la emulsión hacia productos químicos orgánicos o inorgánicos.

Los principales tipos de emulsiones de polivinil acetato que comúnmente se encuentran en el mercado pueden clasificarse de la siguiente manera:

- Clase I: Emulsiones de homopolímeros para uso general. Tienen tamaño de partícula y peso molecular heterogéneos. Son estables al almacenamiento y manejo. El coloide protector (sustancia que ayuda a mantener las características de homogeneidad en un sistema poliméricos) usualmente es el alcohol polivinilico. Su viscosidad varia de 4000 a 5000 cps, el contenido de sólidos generalmente es de 55 % y el pH de 4 a 5. Estas emulsiones son altamente compatibles con plastificantes, agentes humectantes, espesadores y otros agentes modificadores facilitando así la transformación rápida hacia una variedad de adhesivos. - Clase II: Emulsiones homopolímeras para usos especiales. Son similares a la de la clase I, pero les falta un amplio margen de compatibilidad con los agentes modificadores; ésta propiedad se ve disminuida para conservar otras propiedades especiales de la emulsión como son: un alto peso molecular para un mayor agarre a altas temperaturas, un tamaño de partícula grueso para un mayor agarre en superficies porosas, o un peso molecular bajo para un rápido agarre. El tamaño de partículas de las emulsiones de la clase I y II promedian entre 0.5 a 10 micrones. - Clase III: Emulsiones de homopolímero de película libre. Forman películas libremente a la temperatura ambiente, que permanecen en presencia de agua sin necesidad de agregar agentes coalescentes a las emulsiones. Estas emulsiones tienen un tamaño de partícula más fina y uniforme que las emulsiones de las clases I y II, el tamaño varía entre 0.45 a 1 o 2 micrones. La mayoría de las emulsiones de la clase III se hacen por un proceso de adición gradual de monómero para controlar el tamaño de partícula y el peso molecular; se usa un surfactante para obtener partículas más chicas y más uniformes. La cantidad de coloide protector se reduce a menos de la mitad del usado para hacer los productos de la clase I y II para mejorar las propiedades de película libre. En ésta clase es útil hacer una subdivisión de acuerdo con el tipo de emulsificante o coloide protector utilizado; de acuerdo con ésta subdivisión tenemos: La clase III A. que contiene alcohol polivinilico y presentan las ventajas de adhesión de las dos clases anteriores, combinadas con una mayor resistencia al agua y mayores propiedades de película libre. La clase III B. contienen materiales tales como metil celulosa, sodio de carboximetil o hidroxietil celulosa como coloide protector. El cambio de coloide protector altera las propiedades de las emulsiones haciéndolas por ejemplo más estables a otras sustancias químicas. La clase III C. contiene productos naturales como coloide protector, por ejemplo gomas naturales y las dextrinas. Estas emulsiones tienen una estabilidad excelente a las adiciones de productos naturales. Las emulsiones de la clase III debido a su tamaño de partícula más fina, peso molecular más bajo y su contenido de coloide protector tienen por lo general una menor tolerancia a los solventes orgánicos más polares que las que tienen emulsiones de la clase I . - Clase IV: Látices de homopolímero. Estos productos se caracterizan por un tamaño de partícula dentro del margen de 0.1 a 0.4 micrones o menos. Sus películas son claras, brillantes y resistentes al agua, características que las hacen particularmente útiles para recubrimientos de adhesivos. Se usan procesos por tanda o adición de monómeros. 

- Clase V: Emulsiones de acetato de polivinilo-copolímero ácido. Las películas o adhesivos de emulsiones de acetato de polivinilo pueden ser redispersas en un medio alcalino cuando la resina es un copolímero conteniendo grupos ácidos. La presencia de grupos ácidos le confiere una mejor adhesión a muchas superficies. Se puede controlar la adhesión o viscosidad del adhesivo variando su pH. - Clase VI: Emulsiones con alto contenido de coloide. Sobre condiciones apropiadas, el acetato de polivinilo puede polimerizarse en presencia de dos a cinco veces la cantidad de coloide protector usado al hacer las emulsiones para usos generales. En estos casos las funciones del coloide en primer lugar son para impartirle propiedades especiales a la emulsión. Ejemplos importantes son las emulsiones que se ofrecen como adhesivos rehumectables para aplicaciones en máquinas de alta velocidad. Estas emulsiones son altamente estables al ser expuestas con agentes espesadores y resinas solubles en agua, gomas, almidones y dextrinas en general. - Clase VII: Emulsiones del copolímero acetato de vinilo-maleato de alquilo. Se pueden obtener en sistemas de emulsiones los copolímeros de acetato de polivinilo y ésteres de maleato y fumarato que llenan la mayoría de las clasificaciones precedentes. A pesar de que se diseñaron originalmente para pinturas emulsionadas y otros recubrimientos de superficie, estas emulsiones de copolímero rápidamente se están convirtiendo en importantes como bases adhesivas. Por lo general son diferentes las propiedades de pegajosidad (propiedad que da por resultado la formación de filamentos o tiras, cuando el adhesivo se desprende de una superficie), compatibilidad con solventes y plastificantes. - Clase VIII: Emulsiones de copolímeros de acetato de vinilo-acrilato de alquilo. Los acrilatos 2-etil hexilo, etil y butilo son los que corrientemente se copolimerizan con el acetato de vinilo. Las emulsiones de la clase VII y VIII están creciendo rápidamente en importancia debido a su adhesión específica hacia superficies difíciles de adherir. - Clase IX: Emulsiones de otros ésteres de polivinilo. Las emulsiones de propionato de polivinilo, butirato de vinilo, estearato de vinilo y otros ésteres de vinilo empiezan a aparecer como bases adhesivas (tanto como homopolímeros como copolímeros con acetato de polivinilo). Los ésteres como el propionato de vinilo o butirato de vinilo dan películas suaves, pegajosas. Pequeñas cantidades de estearato de vinilo copolimerizado con el acetato de vinilo dan películas altamente resistentes al agua. 

PROPIEDADES El grado de polimerización de acetato de polivinilo normalmente es de 100 a 5000. Los grupos éster del acetato de polivinilo son estables en sistemas neutros, pero son sensibles a los álcalis y poco a poco convertirán el PVAc en alcohol polivinílico y ácido acético. El poliacetato de vinilo es demasiado blando y tiene una excesiva fluencia en frio debido a que su temperatura de transición vítrea es de 28°C, muy próxima a la temperatura ambiente. La densidad es de 1,19g/cm3 y su índice de refracción 1,47. Es atáctico y no cristaliza (amorfo). Los polímeros estereorregulares no se han ofrecido comercialmente. Es transparente si está libre de emulsificante. Su parámetro de solubilidad, d=19,4(MJ/m3)0,5; lo disuelven el benceno (d=18,8) y la acetona (20,4) Los polímeros de bajo peso molecular son frágiles pero se hacen como goma cuando se mastican y de hecho se utilizan en las gomas de mascar.

APLICACIONES Y USOS Es usado generalmente para adhesivos de encuadernación, bolsas de papel, cartones para leche, sobres, cintas engomadas, calcomanías, etc. Existen grados alimenticios utilizados como aditivo para alimentos. También es materia prima para la producción de otros polímeros.

Adhesivos: El poliacetato de vinilo es de uso extendido en adhesivos, tanto del tipo emulsión como del de fusión en caliente (hot melt) En emulsión acuosa, el PVAc se utiliza como adhesivo para materiales porosos, en especial para madera, papel y tela.

Adhesivo para madera

Recubrimiento y aglutinante: El homopolímero PVAc, pero sobre todo el copolímero, combinación de acetato de vinilo y etileno (etileno acetato de vinilo o VAE), se utiliza también en el recubrimiento de papel, pinturas y otros recubrimientos industriales, como aglutinante en telas no tejidas de fibra de vidrio, toallas sanitarias , papel de filtro y en acabado textil. También se utiliza como aditivo para el concreto. Una aplicación interesante es el uso de una emulsión de PVA para aumentar la adherencia entre el concreto viejo y el nuevo. Hay dos formas en que esto se puede hacer, ya sea cubriendo el concreto viejo antes de aplicar la mezcla de cemento, o la mezcla una proporción de la emulsión de PVA con la nueva mezcla.

En alimentos: El PVAc también puede ser utilizado como recubrimiento para proteger el queso de los hongos y la humedad. Se usa como base de plástico neutro para la goma de mascar ya que es un sustituto barato de la savia gomosa natural del árbol Manilkara zapota.

Goma de mascar

En la industria farmacéutica, el acetato de vinilo copolimerizado con vinilpirrolidona, poli(vinilpirrolidona-co-vinilacetato), también es utilizado como excipiente en algunos comprimidos.

Comprimidos de Hidroxil (Excipientes: Copolímero polivinilpirrolidona-polivinil acetato

60/40)

Base para otros polímeros El acetato de polivinilo es también la materia prima para hacer otros polímeros como: - Alcohol de polivinilo -[HOCHCH2]-: acetato de polivinilo es parcial o completamente hidrolizado para dar el alcohol polivinílico. El polivinil acetato parcialmente hidrolizado con NaOH y metanol da un copolímero de poli (alcohol vinílico-co-vinil acetato). Esta reacción se controla para dar un 20% de grupos acetato en el polímero. El poli (alcohol vinílico-co-vinil acetato) es utilizado en pinturas acrílicas para crear una suspensión de PMMA en agua puesto que presenta partes polares y no polares. A estas pinturas se las denomina pinturas al látex (pinturas en emulsión acuosa). - Copolímeros: El poliacetato de vinilo se copolimeriza frecuentemente con dimetil fumarato, vinil estereato, 2-etilhexil acrilato o etil acrilato, o se plastifica, para obtener composiciones más blandas para su uso en emulsiones. - Ftalato de acetato de polivinilo (PVAP): El acetato de polivinilo parcialmente hidrolizado y esterificado con ácido ftálico .