Universidad Nacional de Asuncin

Facultad de IngenieraGrupo 2: - Cloruro de polivinilo (PVC)- Poliestireno (PS)

Integrantes: - Eva Mariela Hermosilla Cano- Kervin Sebastin Falcn ZrateCarrera: MecnicaSemestre: 9noMateria: Plsticos

Ao 2015

Introduccin:Los plsticos son los productos de consumo ms importantes y ms utilizados en nuestra vida cotidiana. Casi todo lo que utilizamos est hecho de plstico o contiene algn componente hecho de plstico.Este material cambi por completo la vida del ser humano reemplazando a muchos de los materiales utilizados anteriormente en la fabricacin de productos.La utilizacin masiva de los plsticos es debido a las numerosas propiedades que posee, como su bajo peso, baja densidad, relativamente buena resistencia, son aislantes del calor y de la electricidad, y principalmente, su precio es econmico.De la gran cantidad de plsticos existentes en el mercado, en este trabajo se estudiar al cloruro de polivinilo (PVC) y al poliestireno (PS), sus mtodos de fabricacin, tipos, el uso que se les da en la vida cotidiana y el cuidado que se debe tener con estos materiales con respecto a la salud humana.Contenido:a.) PVCElcloruro de polivinilo (PVC)(C2H3Cl)nes el producto de lapolimerizacindelmonmerodecloruro de vinilo. Es el derivado del plstico ms verstil. Este se puede producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensin, emulsin, masa y solucin.Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80C y sedescompone sobre 140C. Es un polmero por adicin y adems unaresinaque resulta de la polimerizacin del cloruro de vinilo o cloroeteno. Tiene una muy buena resistenciaelctricay a lallama.Eltomodecloroenlazado a cada tomo decarbonole confiere caractersticas principalmente amorfas e impide surecristalizacin; la alta cohesin entre molculas y cadenas polimricas del PVC se debe principalmente a los momentos dipolares fuertes originados por los tomos de cloro, los cuales a su vez dan cierto impedimento estrico, es decir que repelen molculas con igual carga, creando repulsiones electrostticas que reducen la flexibilidad de las cadenas polimricas. Esta dificultad en la conformacin estructural hace necesaria la incorporacin de aditivos para ser obtenido un producto final deseado.ObtencinSe obtiene a partir del craqueo del petrleo, que consiste en romper los enlaces qumicos del compuesto para conseguir diferentes propiedades y usos. Lo que se obtiene es el etileno, que combinado con el cloro obtenido del cloruro de sodio producen etileno diclorado, que pasa a ser luego cloruro de vinilo. Mediante un proceso de polimerizacin llega a ser cloruro de polivinilo o PVC. Antes de someterlo a procesos para conformar un objeto el material se mezcla con pigmentos y aditivos como estabilizantes o plastificantes, entre otros.PolimerizacinLas resinas de PVC se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensin, emulsin, masa y solucin. Con el proceso de suspensin se obtienen homopolmeros y copolmeros y es el ms empleado, correspondindole cinco octavas partes del mercado total. El proceso se lleva a cabo en reactores de acero inoxidable por el mtodo de cargas la tendencia es hacia reactores de 15,000 Kilogramos. En la produccin de resinas de este tipo se emplean como agentes de suspensin la gelatina, los derivados celulsicos y el alcohol polivinlico, en un medio acuoso de agua purificada o de aereada. Algunas veces se hace necesaria el agua desmineralizada, los catalizadores clsicos son los perxidos orgnicos. Este tipo de resinas tiene buenas propiedades elctricas. Con el proceso de emulsin se obtienen las resinas de pasta o dispersin, las que se utilizan para la formulacin de plastisoles. Las resinas de pasta pueden ser homopolmeros o copolmeros; tambin se producen ltices. En este proceso se emplean verdaderos agentes surfactantes derivados de alcoholes grasos, con objeto de lograr una mejor dispersin y como resultado un tamao de partcula menor. Dichos surfactantes tienen influencia determinante en las propiedades de absorcin del plastisol. La resina resultante no es tan clara ni tiene tan buena estabilidad como la de suspensin, pero tampoco sus aplicaciones requieren estas caractersticas. El mercado de esta resina es de dos octavos del total de la produccin mundial. La produccin de resina de masa se caracteriza por ser de proceso continuo, donde slo se emplean catalizador y agua, en ausencia de agentes de suspensin y emulsificantes, lo que da por resultado una resina con buena estabilidad. El control del proceso es muy crtico y por consiguiente la calidad variable. Su mercado va en incremento, contando en la actualidad con un octavo del mercado mundial total. La polimerizacin de las resinas tipo solucin se lleva a cabo precisamente en solucin, y a partir de este mtodo se producen resinas de muy alta calidad para ciertas especialidades. Por lo mismo, su volumen de mercado es bajo.Caractersticas Resistente y liviano: Su fortaleza ante la abrasin, baja densidad (1,4 g/cm3), resistencia mecnica y al impacto, son las ventajas tcnicas claves para su eleccin en la edificacin y construccin. Versatilidad: Gracias a la utilizacin de aditivos tales como estabilizantes, plastificantes y otros, el PVC puede transformarse en un material rgido o flexible, teniendo as gran variedad de aplicaciones. Resistencia a la corrosin: El tubo de PVC es inmune a casi todos los tipos de corrosin experimentados en sistemas de tuberas subterrneas. Como el PVC es un no conductor, los efectos galvnicos y electroqumicos no existen en sistemas de tuberas de PVC. El tubo de PVC tampoco es daado por ataques de suelos normales o corrosivos. En consecuencia no son necesarios ningn tipo de recubrimiento ni proteccin catdica cuando se usan tubos de PVC. Resistencia al ataque biolgico: El PVC muestra una excelente resistencia a la degradacin y/o deterioro causado por accin de micro o macro- organismos. Entre los microorganismos podemos mencionar hongos y bacterias, y entre los macroorganismos a las termitas y roedores. Estabilidad: Es estable e inerte. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catteres y las bolsas para sangre y hemoderivados estn fabricados con PVC. Longevidad: Es un material excepcionalmente resistente. Los productos de PVC pueden durar hasta ms de sesenta aos como se comprueba en aplicaciones tales como tuberas para conduccin de agua potable y sanitarios; de acuerdo al estado de las instalaciones se espera una prolongada duracin de las mismas. Una evolucin similar ocurre con los marcos de puertas y ventanas en PVC. Seguridad: Debido al cloro que forma parte del polmero PVC, no se quema con facilidad ni arde por s solo y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado. Se emplea eficazmente para aislar y proteger cables elctricos en el hogar, oficinas y en las industrias. Los perfiles de PVC empleados en la construccin para recubrimientos, cielorrasos, puertas y ventanas, tienen tambin esta propiedad de ignfugos. Reciclable: Esta caracterstica facilita la reconversin del PVC en artculos tiles y minimiza las posibilidades de que objetos fabricados con este material sean arrojados en rellenos sanitarios. Pero an si esta situacin ocurriese, dado que el PVC es inerte no hay evidencias de que contribuya a la formacin de gases o a la toxicidad de los lixiviados. Aislante elctrico: No conduce la electricidad, es un excelente material como aislante para cables.Tipos de PVCLos principales tipos de PVC son el PVC rgido, el PVC flexible y el Plastisol. PVC rgido: Se obtiene por la fusin y moldeo a temperatura adecuada de cloruro de polivinilo con aditivos excepto plastificantes. Se obtiene un material que es resistente al impacto y estabilizado frente a la accin de la luz solar y efectos de la intemperie. Los plsticos de PVC rgido son productos formulados que tienen propiedades notables. Estos verstiles materiales, que ofrecen la posibilidad de preparar un nmero casi ilimitado de compuestos, se producen con materias primas de bajo costo. El 56.7 % de las molculas de PVC estn constituidas por cloro. Esto significa que ni el precio ni la disponibilidad del polmero dependen totalmente de materiales que provienen del petrleo.Aplicaciones: en carpintera plstica, cortinas de enrollar, planchas, placas y plafones para revestimientos decorativos, caeras para instalacin sanitaria, desages. En esta ltima aplicacin tiene la ventaja de que son materiales livianos para el transporte y manipuleo, ms econmicos, no se corroen, etc. PVC flexible: Tambin llamado PVC plastificado. Los plsticos de cloruro de polivinilo flexible incluyen una gran variedad de compuestos para moldeado, con una gran diversidad de propiedades y aplicaciones y que se procesan con casi todas las tcnicas de transformacin. El PVC tiene la ventaja de poder combinarse con plastificantes como ningn otro plstico. Para producir este verstil plstico, el polmero de cloruro de vinilo se combina con plastificante, estabilizador, relleno o carga y otros aditivos que dependen de las propiedades deseadas y del proceso que se utilice. Las propiedades de los productos vinlicos flexibles dependen de los aditivos que contienen. Cuando estos se dispersan adecuadamente en la matriz polimrica del PVC, no alteran la estructura molecular de los productos pero s modifican sus propiedades y su comportamiento en el proceso. Plastisol: El plastisol es la mezcla de una resina (PVC), de un plastificante y otros aditivos que se encuentra en estado lquido a temperatura ambiente con propiedades visco-elsticas, es de color blanquecino (cuando no hay pigmento). Este compuesto, bajo la accin del calor (160 200 C), deja su estado lquido inicial para pasar a un estado slido, sin prdida de peso ni cambio de volumen notable. El plastisol puede agregar color, suavidad, textura, a la superficie de un producto o parte, mientras resiste simultneamente la abrasin, la corrosin y la electricidad. Los estabilizantes a la luz y al calor, retardantes de llama, agentes vinculados y otros aditivos que se le agregan estn disponibles en una variedad de especificaciones, inclusive automotor y militar.Tipos de PVC, caractersticas generalesPVC duro Resistencia a la traccin 30 50 N/mm2 Densidad 1,38 g/cm3 Duro y tenaz, se rompe difcilmente Forma estable hasta 60 C Con el fro se hace frgil Gran dilatacin trmica Resiste al agua, cidos y bases dbiles, alcohol, gasolina y aceite Sensible al ter, benceno y acetona PVC blando (con reblandecedor) Resistencia a la traccin 10 14 N/mm2 Densidad 1,2 g/cm3 Blando como la goma Solo es resistente a los cidos y bases dbilesAgentes que se utilizan para mejorar las propiedades del producto final Todos los polmeros tienen algn aditivo para facilitar su procesamiento y llegar a las caractersticas deseadas segn el producto final, el PVC no es la excepcin ya que gracias a los aditivos que se le pueden agregar se puede llegar a obtener un producto de alta rigidez como tambin un artculo muy flexible. Obviamente el principal componente que da las caractersticas esenciales al producto es la resina que se utiliza esta cuyas propiedades van cambiando segn su peso molecular, conforme el peso molecular va aumentando las propiedades mecnicas, qumicas y de resistencia trmica mejoran como ser la elongacin, compresin, tensin, su resistencia qumica a los solventes alcalinos y cidos va aumentando, su punto de fusin aumenta, al contrario que su resistencia al envejecimiento que disminuye. Plastificantes: Los plastificantes son por lo general sustancias disolventes de baja volatilidad que son incorporados en la formulacin del PVC para proporcionarle propiedades elastomricas de flexibilidad, elongacin y elasticidad. Por lo general son lquidos aunque tambin los hay slidos. Las variaciones en las cantidades agregadas de estos auxiliares son las que permiten obtener artculos con la flexibilidad o blandura deseada. Los ms empleados son los ftalatos y entre ellos el ms comn es el DEHP o DOP; se trata de lquidos orgnicos incoloros, biodegradables, de muy baja solubilidad en agua y que una vez incorporados al compuesto de PVC quedan ntimamente ligados a la masa total. Estabilizantes: Son necesarios en todas las formulaciones de PVC para prevenir su descomposicin por el calor durante el procesamiento. Le otorgan mejor resistencia a la luz, a la intemperie y al calor, y ejercen una importante influencia en las propiedades fsicas y en el costo de la formulacin, este es el nico ingrediente que reacciona durante la fabricacin del compuesto y su procesado. Los estabilizadores pueden ser: sales organometlicas de Ba, Cd y Zn en forma de lquidos o polvos, mercapturos y carboxilatos de compuestos organoestanosos en forma de lquidos o polvos, jabones y sales de plomo, lquidos o polvos, combinaciones de estearatos de Ca y Zn atxicos; estabilizadores organofosfitos, epoxis y algunos ms que contienen nitrgeno. Los compuestos rgidos generalmente son estabilizados con compuestos organoestanosos y jabones y sales de plomo. La eleccin de un estabilizante depende de un nmero de factores incluidos en los requerimientos que el usuario solicita al producto final, como por ejemplo, cristalinidad u opacidad, especificaciones tcnicas y de salubridad. Lubricantes: La lubricacin es uno de los aspectos mas importantes durante el procesamiento en especial de las resinas para productos duros ya que bajan la viscosidad de la fusin y reducen el rozamiento entre las molculas Pigmentos: Los pigmentos se usan principalmente como objeto decorativo. Se utilizan pigmentos metlicos de aluminio, cobre, oro y bronce y otros pigmentos metlicos combinados, como organo-metlicos de Cd, Cu, Ba, etc. Tambin se emplean colorantes con el mismo objetivo. Sin embargo, los colores como el blanco y el negro son ms empleados en exteriores, por sus propiedades de reflexin y absorcin de la luz, como en el caso de los paneles laterales blancos y la tubera negra. Espumantes: Los espumantes o esponjantes son productos empleados para formar materiales con baja densidad. Existen dos tipos de espumas para la formulacin de PVC; la qumica y la mecnica. La primera usa un producto qumico orgnico que a cierta temperatura desprende dixido de carbono y forma la clula o burbuja. La espuma mecnica se utiliza exclusivamente con plastisoles y consiste en bajar la tensin superficial a tal grado que con agitacin enrgica se forma la espuma o burbuja deseada. Este ltimo proceso es prcticamente nuevo. Para el espumado qumico, comnmente se emplean azodicarbonamidas y para el espumado mecnico se usan siliconas. Absorbedores de rayos ultravioleta: La luz en la regin de los rayos ultravioleta tiene una fraccin donde hay suficiente energa de activacin como para romper las ligaduras del PVC. Es debido a esta fraccin con energa de activacin que todo material, sin excepcin, envejece, se amarillenta y se degrada. Por ello se emplean en algunas formulaciones de PVC, agentes absorbedores de rayos ultravioleta, con el fin de retardar el amarillamiento, puesto que el evitarlo permanentemente no es posible. Las benzofenonas y los derivados del cido saliclico son los absorbedores ms empleados. Modificadores de impacto: Se emplea para aumentar la resistencia al impacto de los compuestos rgidos, funcionan como absorbedores y disipadores de energa. Los materiales empleados como modificadores de impacto pueden ser el ABS, el polietileno clorado, el acrilato de butadieno, el estireno, los acrlicos, etc. IndustrializacinEl PVC es el termoplstico mas empleado y se obtiene con cido clorhdrico (HCl) y acetileno (C2H2). Ambas sustancias de partida se combinan formando gas cloruro de vinilo. Por polimerizacin se obtiene el cloruro de polivinilo, que es un polvo blanco. El PVC duro sustituye en muchos casos a los metales. Se fabrica en planchas y en tubos. Las piezas se mecanizan por arranque de viruta, de la misma forma que los metales. El PVC blando se fabrica como el PVC duro con adicin de un reblandecedor. Por este sistema consigue propiedades como las de la goma blanda. Se colorea y se lamina en forma de hojas y planchas. ste se corta, perfora y suelda bien, pero por arranque de viruta se mecaniza mal. Aplicaciones del cloruro de polivinilo Los principales rubros donde se emplea el PVC se distribuyen en bienes de consumo, construccin, packaging, industria elctrica, agricultura y otros. Cabe destacar que debido a las propiedades antes mencionadas que tiene el PVC, es muy importante para el sector de la construccin. Construccin: Tubos de agua potable y evacuacin, ventanas, puertas, persianas, zcalos, pisos, paredes, lminas para impermeabilizacin (techos, suelos), canalizacin elctrica y para telecomunicaciones, papeles para paredes, etc. Packaging: Botellas para agua y jugos, frascos y potes (alimentos, frmacos, cosmtica, limpieza, etc.). Lminas o films (golosinas, alimentos). Blisters (frmacos, artculos varios). Mobiliario: Muebles de jardn (reposeras, mesas, etc.); piezas para muebles (manijas, rieles, burletes, etc.); placas divisorias. Electricidad y Electrnica: El PVC ha sido utilizado durante ms de medio siglo, tanto en el aislamiento como en el recubrimiento de cables de diferentes tipos, y actualmente representa un tercio de los materiales usados en esta actividad. Los beneficios del uso del PVC en el aislamiento son: Buenas propiedades elctricas en un amplio rango de temperaturas, excelente durabilidad y larga expectativa de vida (40 aos o ms), caractersticas de fcil procesado para alcanzar las especificaciones deseadas en el producto final, ya sean fsicas, mecnicas o elctricas, resistencia a ambientes agresivos, cumple con severos requerimientos de seguridad, tiene un buen precio competitivo comparado con otros materiales. Algunos ejemplos de su utilizacin en electricidad y electrnica son: Partes de artefactos elctricos, aislamiento de cables, cajas de distribucin, enchufes, carcazas y partes de computadoras. Aplicaciones mdicas: Tubos y bolsas para sangre y dilisis, catteres, vlvulas, delantales, botas, etc. Vestimenta y anexos: Calzados (botas, zapatillas), ropa de seguridad, ropa impermeable, guantes, marroquinera (bolsos, valijas, carteras, tapicera). Automotriz: Tapicera, paneles para tablero, apoyabrazos, proteccin anticorrosiva y antivibratoria, etc. Varios: Tarjetas de crdito, artculos de librera, juguetes, mangueras, art. de riego, etc. Daos y perjuicios del cloruro de viniloQuemar PVC supone uno de los peligros ms graves para el ser humano y el medio ambiente. Una de las materias primas para la fabricacin del PVC es el dicloro etano, DCE, el cual, es sumamente peligroso: Cancergeno, induce defectos de nacimiento, daos en los riones y otros rganos, hemorragias internas y trombos. Altamente inflamable, puede explotar produciendo cloruro de hidrgeno y fosgeno.Luego, a partir del DCE se genera el gas extremadamente txico cloruro de vinilo (VCM): Carcingeno humano probado (International Agency Research of Cancer de Lyon; Centro de Anlisis y Programas Sanitarios de Barcelona). Causa angiosarcoma heptico. Explosivo Al entrar en contacto con el fuego, el PVC genera emisiones de los siguientes productos: Metales pesados Compuestos organoclorados (dioxinas y otros ) Cloruro de hidrgeno (HCI), que en contacto con humedad (por ejemplo, en los pulmones) forma cido clorhdrico. Este es un gas corrosivo que ocasionar graves quemaduras y daos en el sistema respiratorio de las personas, adems de considerables daos materiales. Debido a esto ltimo, el PVC est prohibido en muchos hospitales, colegios, torres de comunicaciones, bancos, centrales de energa e instalaciones militares. Todo lo anterior puede suceder incluso antes de que el PVC arda. De hecho, su contenido en cloro puede impedir la ignicin, la aparicin de la llama.Respirar niveles altos de cloruro de vinilo puede hacer que una persona se sienta mareada o somnolienta. Respirar niveles muy altos puede hacer que se desmaye, mientras que respirar niveles exageradamente altos puede causar la muerte. Se han notado cambios en la estructura del hgado de algunas personas que respiraron cloruro de vinilo por varios aos. Estos cambios son ms probables si las personas han respirado niveles altos de cloruro de vinilo. Se ha observado que algunas personas que trabajan con cloruro de vinilo sufren dao a los nervios y desarrollan reacciones inmunolgicas. No se sabe cuales son los niveles ms bajos de cloruro de vinilo que causan cambios del hgado, dao a los nervios y reacciones del sistema inmunitario. Algunos trabajadores que se han expuesto a niveles muy altos de cloruro de vinilo tienen problemas con el flujo de sangre en sus manos. Los dedos se tornan blancos y duelen cuando hace fro. No se sabe cuales son los efectos de beber niveles altos de cloruro de vinilo. Si usted vierte cloruro de vinilo sobre su piel sentir que su piel se entumece y se enrojece y le saldrn ampollas. Los estudios en animales han demostrado que la exposicin a largo plazo al cloruro de vinilo puede daar el semen y los testculos. El ritmo de vida de las grandes urbes ha obligado a trasladar la comida en envases hermticos que pertenecen a los materiales organoclorados como el cloruro de polivinilo (PVC). Dicho material lleva cloro en su composicin, al igual que el DDT, de tal forma que cuando se calienta, se quema o se vierte como residuo, forma sustancias extremadamente perjudiciales para la salud llamadas dioxinas, son cancergenas, mutagnicas, persistentes, bioacumulables, txicos y voltiles; se transmiten mediante la cadena alimenticia en la que el ser humano est al final, por lo que recibe concentraciones ms altas. Las consecuencias en la salud humana, animal y vegetal son muy graves. El PVC y el reciclajeEl PVC pertenece a la familia de los termoplsticos, al igual que el polietileno, polipropileno y el poliestireno, por lo que en teora puede refundirse y moldearse de nuevo. Sin embargo, en la prctica, el reciclaje del PVC: Es un bajociclaje: Debido a la gran variedad de aditivos usados (en su mayora txicos) en las distintas aplicaciones de este material, el PVC no es una sustancia nica. La mezcla de objetos de PVC distintos a la entrada del proceso de reciclaje provoca que los productos reciclados sean de baja calidad (bancos para parques, postes para vallas, macetas) para los que hay escasa demanda. Todas las aplicaciones del PVC reciclado estn perfectamente cubiertas por materiales ms adecuados como el cemento y la madera. Esto no hace otra cosa que retrasar el vertido inevitable en vertederos o incineradoras. Es caro: La propia industria del PVC ha reconocido que los actuales esfuerzos de reciclaje no son rentables, ya que las resinas y productos reciclados son a menudo ms caros que el plstico virgen.Los procedimientos de reciclado que se propusieron para tratar de disminuir la cantidad de PVC encontrados en vertederos, etc.: Reciclado mecnico: Es el sistema ms utilizado. Tenemos que considerar dos tipos de PVC, o sea, el procedente del proceso industrial o scrap (realizado desde las materias primas del material) y el procedente de los residuos slidos urbanos (RSU). En ambos casos los residuos son seleccionados, molidos, readitivados de ser necesario, y transformados en nuevos productos. Lo que diferencia los dos tipos son las etapas necesarias hasta la obtencin del producto reciclado como, por ejemplo, la necesidad de limpieza de los residuos que provienen del pos-consumo antes de su transformacin. El PVC recuperado y reciclado es empleado en la fabricacin de innumerables productos, como tubos diversos, perfiles, mangueras, laminados, artculos de inyeccin, como cuerpos huecos, cepillos, escobas, revestimientos de paredes, suelas de calzados, artculos para la industria automotriz, etc. Reciclaje qumico: Los residuos son sometidos a procesos qumicos, bajo temperatura y presin para descomponerlos en productos ms elementales como aceites y gases. Actualmente este proceso es aplicado slo en pases desarrollados, tales como Alemania y Japn. Reciclaje energtico: Consiste en la incineracin controlada de los residuos, bajo condiciones tcnicamente avanzadas, para la recuperacin de la energa contenida en el material. Esta tecnologa es aplicada en toda Europa, Estados Unidos y Asia, pero poco utilizada en Amrica del Sur.b.) PSElpoliestireno(PS) es unpolmerotermoplsticoque se obtiene de lapolimerizacindelestirenomonmero. Existen cuatro tipos principales: elPS cristalo GPPS (del ingls: General Purpose Polystyrene), que es transparente,rgidoy quebradizo; elpoliestireno de alto impactoo HIPS (del ingls: High Impact Polystyrene), resistente al impacto yopacoblanquecino, elpoliestireno expandidoo EPS (del ingls: Expandable Polystyrene), muy ligero, y elpoliestireno extruido, similar al expandido pero ms denso e impermeable. Las aplicaciones principales del PS antichoque y el PS cristal son la fabricacin de envases medianteextrusin-termoformado, y de objetos diversos mediante moldeo por inyeccin. Las formas expandida y extruida se emplean principalmente comoaislantes trmicosen construccin y para formar coquillas de proteccin en los embalajes de objetos frgiles para protegerlos. El EPS tambin es utilizado para la produccin de cajas conservadoras o neveras para el transporte de vacunas, por su capacidad aislante.La primera produccin industrial de poliestireno cristal fue realizada porBASF, enAlemania, en1930. El PS expandido y el PS antichoque fueron inventados en las dcadas siguientes. Desde entonces los procesos de produccin han mejorado sustancialmente y el poliestireno ha dado lugar a una industria slidamente establecida. Con una demanda mundial de unos 10,6 millones de toneladas al ao (dato de 2000, excluye el poliestireno expandido),el poliestireno es hoy el cuarto plstico ms consumido, por detrs delpolietileno, elpolipropilenoy elPVC.Tipos de poliestirenoEl producto de la polimerizacin del estireno puro se denominapoliestireno cristalo poliestireno de uso general (GPPS, siglas en ingls). Es un slidotransparente, duro pero frgil. Esvtreopor debajo de 100C. Por encima de esta temperatura es fcilmente moldeable y puede drsele mltiples formas.Para mejorar la resistencia mecnica del material, se puede aadir en la polimerizacin hasta un 14% de caucho (casi siempre polibutadieno). El producto resultante se llamapoliestireno de alto impacto(HIPS, High Impact Polystyrene, siglas en ingls). Es ms resistente y no quebradizo, capaz de soportar impactos ms violentos sin romperse. Su inconveniente principal es su opacidad, si bien algunos fabricantes venden grados especiales de poliestireno antichoque translcido. Otro miembro de esta familia es elpoliestireno expandido(EPS, siglas en ingls). Consiste en 95% de poliestireno y 5% de un gas que forma burbujas que reducen ladensidaddel material. Su aplicacin principal es comoaislanteen construccin y para el embalaje de productos frgiles. A partir del poliestireno cristal fundido se puede obtener, mediante inyeccin de gas, una espuma rgida denominada poliestireno extruido(XPS). Sus propiedades son similares a las del EPS, con el cual compite en las aplicaciones de aislamiento.El poliestireno extruido presenta burbujas cerradas, por lo que puede mojarse sin perder sus propiedades aislantes. El EPS tambin dispone de variedades de baja absorcin de humedad. Ambos pueden ser usados en la fabricacin de lascubiertas invertidas.En las ltimas dcadas se ha desarrollado un nuevo polmero que recibe el nombre depoliestireno sindiotctico. Se caracteriza por que losgrupos fenilode la cadena polimrica estn unidos alternativamente a ambos lados de la misma, mientras que el poliestireno "normal" o poliestireno atctico no conserva ningn orden con respecto al lado de la cadena donde estn unidos los grupos fenilos. El "nuevo" poliestireno escristalinoy funde a 270C,pero es mucho ms costoso. Slo se utiliza en aplicaciones especiales de alto valor aadido.Qumica del poliestirenoA escala industrial, el poliestireno se prepara calentando eletilbencenoen presencia de un catalizador para dar lugar alestireno. La polimerizacin delestirenose da porradicaleslibres, polimerizacincatinica, polimerizacinaninicao sobre catalizador.Mecanismos de reaccinEl estireno puede polimerizar por cuatromecanismosdiferentes: Por radicales libres: Losradicalesde estireno se forman espontneamente, a mayor velocidad cuanto mayor sea la temperatura. Por ello el estireno es almacenado en tanques refrigerados y estabilizado coninhibidores, que consumen losradicales libres. Lavelocidad de reaccin se vuelve significativa a partir de una temperatura superior a los 100C. Se puede acelerar aadiendo iniciadores como por ejemplo perxidos, que generan radicales libres adicionales. Polimerizacin aninica: la molcula aninica iniciadora absorbe cargas de una unidad monomrica formando nuevos enlaces, y en consecuencia volvindose reactiva. As reacciona con otras unidades monomricas similares para formar un polmero. Polimerizacin catinica: la molcula catinica iniciadora transfiere cargas a una unidad monomrica formando nuevos enlaces, y en consecuencia volvindose reactiva. As reacciona con otras unidades monomricas similares para formar un polmero. Sobrecatalizador: Mediante el uso decatalizadores de Ziegler-Nattao de tipometalocenose puede controlar de forma precisa latacticidad (orden en la distribucin de los grupos fenilo a un lado u otro de la cadena central)del polmero formado. El poliestireno sindiotctico se produce industrialmente de este modo.En todos los casos la polimerizacin del estireno genera la misma cantidad de calor: 165cal/g.PropiedadesSe describen las propiedades del PS antichoque y el PS cristal.Propiedades mecnicasPropiedadPS cristalPS antichoqueComentarios

Mdulo elsticoentraccin(GPa)3,0 a 3,42,0 a 2,5

Alargamiento de rotura en traccin (%)1 a 420 a 65El PS cristal no es nadadctil

Carga de rotura en traccin (MPa)40 a 6020 a 35

Mdulo de flexin(GPa)3,0 a 3,41,6 a 2,9El PS antichoque es mucho ms flexible que el cristal y similar alABS

Resistencia al impactoCharpy(kJ/m2)23 a 12El PS cristal es el menos resistente de todos los termoplsticos; el PS antichoque es intermedio

DurezaShore D85 a 9060 a 75El PS cristal es bastante duro, similar alpolicarbonato. El PS antichoque es similar alpolipropileno.

Propiedades trmicasEl poliestireno "compacto" (sin inyeccin de gas en su interior) presenta laconductividad trmicams baja de todos los termoplsticos.Las espumas rgidas de poliestireno XPS presentan valores an ms bajos de conductividad, incluso menores de 0,03W/K.m, por lo que se suele utilizar comoaislante trmico.Sin embargo, tiene relativamente poca resistencia a la temperatura, ya que reblandece entre 85 y 105C (el valor exacto depende del contenido en aceite mineral). Cuando el poliestireno es calentado las cadenas son capaces de tomar numerosas conformaciones. Esta capacidad del sistema para deformarse con facilidad sobre sutemperatura de transicin vtreapermite que el poliestireno sea moldeado por calentamiento fcilmente.Propiedades pticasMientras que el PS antichoque es completamente opaco y blanquecino debido alpolibutadienoque incorpora, el PS cristal es transparente. Tiene unndice de refraccinen torno a 1,57, similar al del policarbonato y elPVC.Las mezclas de PS antichoque y PS cristal son ms translcidas pero tambin ms frgiles cuanto ms PS cristal contienen. Es posible encontrar un compromiso entre ambas propiedades de forma que los objetos fabricados, por ejemplo vasos desechables, sean transparentes a la vez que aceptablemente resistentes.Propiedades elctricasEl poliestireno tiene muy bajaconductividad elctrica(tpicamente de 10-16S/m), es decir, es unaislante.Por sus propiedades suele usarse en las instalaciones de alta frecuencia.Propiedades del EPSSu cualidad ms destacada es su higiene al no constituir sustrato nutritivo paramicroorganismos. Es decir, no sepudre, no seenmoheceni se descompone, lo que lo convierte en un material idneo para la venta de productos frescos. En lossupermercados, lo encontramos fcilmente en forma de bandejas en las secciones depescadera, carnicera,frutasyverduras.Otras caractersticas reseables del poliestireno expandido (EPS) son su ligereza, resistencia a lahumedady capacidad de absorcin de los impactos. Esta ltima peculiaridad lo convierte en un excelenteacondicionadorde productos frgiles o delicados comoelectrodomsticos, componenteselctricos, tambin se utiliza para la construccin de tablas de surf; aunque normalmente stas empleanpoliuretano, elpoliestirenoes ms ligero, lo que conlleva mayor flotabilidad y velocidad pero menor flexibilidad.Otra de las aplicaciones del poliestireno expandido (EPS) son las deconstruccin. Se usa tanto como material de aligeramiento y comoaislante trmicoen edificacin y en obra civil, utilizndose como tal enfachadas,cubiertas,suelo, etc.AplicacionesLas ventajas principales del poliestireno son su facilidad de uso y su costo relativamente bajo. Sus principales desventajas son su baja resistencia a la alta temperatura (se deforma a menos de 100C, excepto en el caso del poliestireno sindiotctico) y su resistencia mecnica modesta. Estas ventajas y desventajas determinan las aplicaciones de los distintos tipos de poliestireno. El poliestireno antichoque se utiliza principalmente en la fabricacin de objetos mediantemoldeo por inyeccin. Algunos ejemplos: carcasas detelevisores,impresoras, puertase interiores defrigorficos, maquinillas de afeitar desechables,juguetes. Segn las aplicaciones se le pueden aadiraditivoscomo por ejemplo sustancias ignfugas o colorantes. El poliestireno cristal se utiliza tambin en moldeo por inyeccin all donde latransparenciay el bajo costo son importantes. Ejemplos: cajas de CD, perchas, cajas para huevos. Otra aplicacin muy importante es en la produccin de espumas rgidas, denominadas a veces "poliestireno extruido" o XPS, a no confundir con el poliestireno expandido EPS. Estas espumas XPS se utilizan por ejemplo para las bandejas de carne de los supermercados, as como en la construccin. Otra aplicacin del poliestireno es la elaboracin de envases desechables de productos lcteos medianteextrusin-termoformado.En estos casos se suele utilizar una mezcla de choque y de cristal, en proporcin variable segn se desee privilegiar la resistencia mecnica o la transparencia. Un mercado de especial importancia es el de los envases deproductos lcteos, que aprovechan una propiedad casi exclusiva del poliestireno: su secabilidad. Es esto lo que permite separar un yogur de otro con un simple movimiento de la mano. La forma expandida (poliestireno expandido) EPS, se utiliza como aislante trmico y acstico y es ampliamente conocido bajo diversas marcas comerciales (Telgopor,Isopor, Icopor, etc.). La forma extruida (poliestireno extruido) XPS, se emplea como aislamiento trmico en suelos, debido a su mayor resistencia mecnica, y tambin como alma enpaneles sandwichde fachada. Pero su uso ms especfico es el de aislante trmico en cubiertas invertidas, donde el aislamiento trmico se coloca encima del impermeabilizante, protegindolo de las inclemencias del tiempo y alargando su vida til. Otras aplicaciones menores:indumentaria deportiva, por ejemplo, por tener la propiedad de flotar en agua, se usa en la fabricacin dechalecos salvavidasy otros artculos para los deportes acuticos; o por sus propiedades ligeras yamortiguadoras, se usa en la fabricacin decascos de ciclismo, cascos para motoristas e incluso los de Frmula 1 (es el EPS lo que realmente protege contra el impacto en caso de accidente); tambin se utiliza comoaglutinanteen ciertos explosivos como elRDXy en elNapalm.Proceso de produccinEl proceso ms utilizado en la actualidad para el poliestireno se basa en lapolimerizacin radicalen masa."Radical" significa que la reaccin es iniciada porradicales libres, generados bien trmicamente bien mediante molculas especficas denominadas iniciadores. "En masa" significa que el medio de reaccin est formado esencialmente por estireno y poliestireno, aadindose a veces otro hidrocarburo inerte perfectamente miscible con el estireno, a menudoetilbenceno, que sirve para moderar la velocidad de reaccin. Las lneas basadas en procesosen emulsinyen solucinhan quedado anticuadas hoy da, siendo reservadas a la produccin de grados de especialidad.Proceso del poliestireno cristal1. Acondicionamiento de las materias primas. Al no estar basado encatalizadores, el proceso del poliestireno puede aceptar concentraciones altas deimpurezasen las materias primas, por lo que prcticamente no se realizapurificacinde las mismas.Algunas plantas hacen pasar el estireno por un lecho dealminapara retirar el inhibidor de polimerizacin.2. Reaccin. Elestirenopolimerizaespontneamente, ms rpido cuanto ms alta sea la temperatura. Losreactoresson en esencia recipientes en los que se fija una temperatura(tpicamente entre 100 y 200C) y se asegura la homogeneidad medianteagitacin. Para acelerar la reaccin se pueden aadir tambinperxidos, que actan comoiniciadores de polimerizacin. Existen muchos diseos diferentes de reactor que se diferencian principalmente por la forma de evacuar el calor (por tubos internos ocondensadorexterno), por la distribucin de tiempos de residencia (tanque agitado o flujo pistn) y por el tipo de agitacin.3. Desvolatilizacin. La conversin en los reactores oscila, segn el proceso concreto de que se trate, entre un 60 y un 90%. Elestirenono convertido y eletilbencenoson separados del poliestireno en la seccin de desvolatilizacin y recirculados a la alimentacin. Aunque los diseos varan segn las licencias, la desvolatilizacin consiste generalmente de uno o varios recipientes vacos (llamados desvolatilizadores) en los que se aplica alta temperatura yvacoextremo a fin de dejar menos del 0,1% de hidrocarburos residuales en el producto.No obstante, la temperatura no debe superar cierto valor (entre 250 y 300C) para no degradar las propiedades del poliestireno.4. Purificacin delreciclo. El estireno y etilbenceno separados en la desvolatilizacin (corriente a la que se llamareciclo) contienen gran parte de las impurezas introducidas con las materias primas. En algunas plantas se procede a una purificacin del reciclo, bien pordestilacinen vaco, bien mediante lechos de almina. En otras plantas simplemente se purga una parte del reciclo, lo cual permite mantener la concentracin de impurezas en el proceso bajo control.5. Granulacin. En el proceso ms frecuente, el poliestireno fundido que sale del desvolatilizador pasa por unahilera de agujeros, formando hilos de pocos milmetros de espesor que son enfriados en un bao de agua,secadosy cortados en forma de pequeos cilindros a los que se denominagranza. En otro proceso los hilos se cortan antes de secarlos, con la ventaja de generar menos polvo. Por ltimo, en una pequea minora de plantas el cortador est situado directamente dentro del bao de agua, en una configuracin idntica a la utilizada para laspoliolefinaspor ejemplo.6. Expedicin. El poliestireno es o bien enviado asilospara ser vendido a granel o bien ensacado y embalado en palletss de una tonelada.Particularidades del proceso del poliestireno antichoqueEl poliestireno antichoque se produce segn un proceso muy similar al del poliestireno cristal, por lo que a continuacin slo se enumeran las diferencias.La diferencia ms obvia es que hay quedisolverel caucho (normalmentepolibutadienoaunque en ocasiones se utilizaestireno-butadieno) en el estireno antes de alimentarlo a los reactores. Para ello se emplean grandes tanques agitados.Losreactorespueden tener la misma geometra que los del poliestireno cristal pero sucontroles mucho ms delicado porque los parmetros de la reaccin influyen en la morfologa de las partculas de polibutadieno (cantidad de partculas, tamao, forma), lo cual tiene un gran efecto sobre las propiedades mecnicas del producto final.Por ltimo, la temperatura de desvolatilizacin tambin debe ser controlada de forma ms fina porque de ella depende lareticulacindel polibutadieno, que no debe ser ni excesiva ni insuficiente.Normativa ISO 1622-1 Plsticos - Poliestireno (PS)- Parte 1: Sistema de designacin y bases para las especificaciones (ISO 1622-1:1994) ISO 1622-2 Plsticos - Poliestireno (PS)- Parte 2: Preparacin de muestras de ensayo y determinacin de las propiedades (ISO 1622-2:1995) ISO 2897-1 Plsticos - Poliestireno resistente al impacto (PS-I)- Parte 1: Sistema de designacin y bases para las especificaciones (ISO 2897-1:1997) ISO 2897-2 Plsticos - Poliestireno resistente al impacto (PS-I)- Parte 2: Preparacin de muestras de ensayo y determinacin de las propiedades (ISO 2897-2:2003)Reciclaje del EPSEl poliestireno expandido es reutilizable al 100% para formar bloques del mismo material y tambin es reciclable para fabricar materias primas para otra clase de productos. Adems, ya que tiene un alto poder calorfico y no contiene gases del grupo de los CFC, puede ser incinerado de manera segura en plantas de recuperacin energtica.No es deseable verterlo en rellenos ya que este material no es fcilmente degradable.Dependiendo de las caractersticas (principalmente tamao y forma) de un objeto de poliestireno expandido y del medio que lo rodea, la degradacin puede tardar desde unos meses hasta ms de 500 aos. Un vaso de poliestireno expandido, expuesto a energa solar, viento, lluvia, etc. se degradar en poco tiempo. Mientras que un vaso similar que se encuentre enterrado en un relleno sanitario tardar mucho ms, 50 aos en promedio. El smbolo de reciclaje correspondiente al poliestireno es el tringulo con el nmero 6 y las siglas PS.El principal mtodo para reciclar el poliestireno se ha usado desde hace dcadas y consiste en despedazar mecnicamente el material para posteriormente mezclarlo con material nuevo y as formar bloques de EPS que pueden contener hasta un 50% de material reciclado. Existen actualmente otras tecnologas para reciclaje como la densificacin mecnica que consiste en aplicar energa mecnica y trmica a los espumados para convertirlos en partculas compactas que pueden transportarse ms fcilmente. Tambin se estudian mtodos para disolver los espumados en disolventes especiales y as facilitar su transporte y reprocesamiento.Conclusin:Tanto el PVC como el PS son plsticos muy desarrollados y utilizados por el hombre en la vida moderna gracias a la versatilidad de sus propiedades y los tipos ofrecidos en el mercado, por ello es importante el conocimiento de las caractersticas y propiedades de cada una de sus variantes, los procesos mediante los cuales son producidos y las aplicaciones para cuales cada uno de ellos es apropiado.Otro punto importante es tener nociones sobre el reciclado y la manipulacin de estos materiales una vez que son desechados para controlar y prevenir los efectos nocivos para la salud humana y el medio ambiente.Bibliografa:https://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilohttp://www.jq.com.ar/Imagenes/Productos/PVC/PVCprop/propiedades.htmhttp://www.eis.uva.es/~macromol/curso07-08/pvc/tiposdepvc.htmlhttp://es.slideshare.net/dcxox/pvc-propiedades-aplicaciones-e-impacto-ambientalhttps://es.wikipedia.org/wiki/Poliestirenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno_expandido