Polipropileno

El polipropileno es un termoplástico, los cuales tienden a cambiar de propiedades cuando se calienta y se enfría, estos se ablandan cuando se les aplica calor y tienen un acabado liso y duro cuando se enfrían.

Imagen No. 1: Molécula de polipropileno (PPetroquim, 2013)

El polipropileno es obtenido por la polimerización del propileno (subproducto gaseoso de la refinación de petróleo) en presencia de un catalizador; para el proceso, siempre se debe tener control riguroso de temperatura y presión. La posición del grupo metil en la cadena de carbonos del polipropileno varia sus características: isotáctico (grupos metil están del mismo lado), sindiotáctico (grupos metil están en lados opuestos en cada átomo de carbono), y atáctico (grupos metil están distribuidos aleatoriamente). El polipropileno es empleado en distintas aplicaciones comerciales como lo son los textiles, medicinas, tuberías, automóviles, etc. (Kirk-Othmer, 2008) (PPetroquim, 2013)

Tipos de polipropileno y procesos de producción

Hay tres tipos, que son adaptados o modificados según el uso que se les dará. Los tipos son: Homopolímero: se emplea únicamente propileno y catalizador en la polimerización y normalmente se obtiene polipropileno isotáctico, se obtienen de diversas propiedades de resistencia a impacto y durabilidad. Copolímero aleatorios: se emplea etileno con el propileno, así, el etileno se añadirá en las cadenas de polímero en locaciones al azar teniendo mayor resistencia. Copolímero heterofásico: se realiza a partir de homopolímero y bipolímeros (obtenidos de la polimerización de etileno con propano) se realiza en un reactor de fase gaseosa, estos son polímeros de alto impacto. (Kirk-Othmer, 2008)

La producción de polipropileno se puede llevar a cabo mediante varios procesos, en los que se utiliza propileno y como catalizador se usa un catalizador Ziegler-Natta con una base de Lewis, siempre se debe paletizar luego de obtener el producto de los reactores. Se pueden emplear reactores agitados en serie para obtener homopolímero, o bien, para obtener homopolímero y copolímeros (se debe agregar etileno), se pueden emplear el método Unipol, Spheripol o Spherizone. El primero, se basa en un reactor de lecho fluidizado para tener un sistema estable y predecible. El segundo y tercero se basan en reactores de circulación multizona, y un reactor de fase gaseosa. (Kirk-Othmer, 2008)

Proceso Spheripol

El Spheripol es el proceso que más se utiliza en la actualidad, el 35% del polipropileno mundial se fabrica empleando esta tecnología desarrollada por LyondellBasell, debido a esto, este es el proceso que se explicará más a detalle. (HMC Polymers, 2013)

Este proceso consiste en tres pasos principales que son la catálisis y alimentación de materia prima, la polimerización y el terminado, luego, se agregan aditivos y se hace la extrusión. (LyondellBasell, 2013)

En la fase de catálisis y alimentación, el catalizador Ziegler-Natta se prepolimeriza junto con una base de Lewis y se alimentan al primer reactor de recirculación multizona junto con propileno líquido e hidrógeno (se emplea para el control del peso molecular), si se desea empezar a realizar copolímeros en estos reactores, se debe añadir etileno. La polimerización ocurre en los dos reactores de recirculación multizona enfriados por agua (cada uno posee un enfriador), el polipropileno producido se envía a un desgasificador de alta presión para eliminar monómero de propileno (para recircularlo) y luego, el polímero se envía al reactor de fase gaseosa para la copolimerización (este reactor de fase gaseosa es opcional, ya que si no se desean copolímeros no se debe colocar en el proceso). En estos reactores, el tiempo de residencia es bajo debido a la densidad del monómero, al incremento de actividad catalítica

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