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Articulo de referencia

Polipropileno

Polipropene 25 [USAN]; Propene polymers; Propylene polymers; 1-Propene; [-Ch2-Ch(Ch3)-]n"},"Section1":{"wt":"{{Chembox Identifiers\n|CASNo_Ref = {{cascite|correct|CAS}}\n|UNII_R...

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El polipropileno ( PP ), también conocido como polipropeno , es un polímero termoplástico utilizado en una amplia variedad de aplicaciones. Se produce mediante polimerización por crecimiento en cadena a partir del monómero propileno .

El polipropileno pertenece al grupo de las poliolefinas y es parcialmente cristalino y no polar . Sus propiedades son similares a las del polietileno , pero es ligeramente más duro y resistente al calor. Es un material blanco, mecánicamente robusto y con alta resistencia química. [ 1 ]

El polipropileno es el segundo plástico de uso común más producido (después del polietileno ).

Historia

Los químicos de Phillips Petroleum, J. Paul Hogan y Robert Banks, demostraron por primera vez la polimerización del propileno en 1951. [ 2 ] La polimerización estereoselectiva al isotáctico fue descubierta por Giulio Natta y Karl Rehn en marzo de 1954. [ 3 ] Este descubrimiento pionero condujo a la producción comercial a gran escala de polipropileno isotáctico por la empresa italiana Montecatini a partir de 1957. [ 4 ] El polipropileno sindiotáctico también fue sintetizado por primera vez por Natta. El interés en el desarrollo del polipropileno continúa vigente hasta el presente. Por ejemplo, la producción de polipropileno a partir de recursos de base biológica es un tema de interés en el siglo XXI. [ 5 ]

Propiedades químicas y físicas

Micrografía de polipropileno

El polipropileno es, en algunos aspectos, similar al polietileno , especialmente en el comportamiento en solución y las propiedades eléctricas. El grupo metilo mejora las propiedades mecánicas y la resistencia térmica, aunque la resistencia química disminuye. [ 6 ] : 19 Las propiedades del polipropileno dependen del peso molecular y la distribución del peso molecular, la cristalinidad, el tipo y la proporción de comonómero (si se utiliza) y la isotacticidad . [ 6 ] En el polipropileno isotáctico, por ejemplo, los grupos metilo están orientados en un lado de la cadena principal de carbono. Esta disposición crea un mayor grado de cristalinidad y da como resultado un material más rígido que es más resistente a la fluencia que el polipropileno atáctico y el polietileno. [ 7 ]

Propiedades mecánicas

La densidad del PP se encuentra entre 0,895 y 0,93  g/cm³ . Por lo tanto, el PP es el plástico de uso común con la menor densidad. Con una menor densidad, se pueden producir piezas moldeadas más ligeras y en mayor cantidad con una masa determinada de plástico. A diferencia del polietileno, las regiones cristalinas y amorfas difieren solo ligeramente en su densidad. Sin embargo, la densidad del polietileno puede variar significativamente con la adición de cargas. [ 6 ] : 24

El módulo de Young del PP se encuentra entre 1300 y 1800  N/mm².

El polipropileno es normalmente resistente y flexible, especialmente cuando se copolimeriza con etileno . Esto permite que se utilice como plástico de ingeniería , compitiendo con materiales como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). El polipropileno es relativamente económico.

El polipropileno tiene buena resistencia a la fatiga . [ 8 ] : 3070

Propiedades térmicas

El punto de fusión del polipropileno se encuentra en un rango, por lo que se determina encontrando la temperatura más alta en un gráfico de calorimetría diferencial de barrido . El PP perfectamente isotáctico tiene un punto de fusión de 171 °C (340 °F) . El PP isotáctico comercial tiene un punto de fusión que oscila entre 160 y 166 °C (320 y 331 °F) , dependiendo del material atáctico y la cristalinidad. El PP sindiotáctico con una cristalinidad del 30 % tiene un punto de fusión de 130 °C (266 °F) . [ 8 ] Por debajo de 0 °C, el PP se vuelve quebradizo. [ 9 ]       

La expansión térmica del PP es significativa, pero algo menor que la del polietileno. [ 9 ]

Propiedades químicas

Las moléculas de propileno prefieren unirse "cabeza con cola", formando una cadena con grupos metilo en cada segundo carbono, aunque se produce cierta aleatoriedad. [ 10 ] El polipropileno a temperatura ambiente es resistente a las grasas y a casi todos los disolventes orgánicos , salvo a los oxidantes fuertes. Los ácidos y bases no oxidantes pueden almacenarse en recipientes de PP. A temperaturas elevadas, el PP puede disolverse en disolventes no polares como el xileno , la tetralina y la decalina . Debido al átomo de carbono terciario, el PP es químicamente menos resistente que el PE (véase la regla de Markovnikov ). [ 11 ]

La mayoría del polipropileno comercial es isotáctico y presenta un grado de cristalinidad intermedio entre el polietileno de baja densidad (LDPE) y el polietileno de alta densidad (HDPE). El polipropileno isotáctico y atáctico es soluble en p -xileno a 140  °C. El isotáctico precipita al enfriar la solución a 25  °C, mientras que la porción atáctica permanece soluble en p -xileno.

El índice de fluidez en estado fundido (MFR, por sus siglas en inglés) es una medida del peso molecular del polipropileno. Esta medida ayuda a determinar la facilidad con la que la materia prima fundida fluirá durante el procesamiento. El polipropileno con un MFR más alto llenará el molde de plástico con mayor facilidad durante el proceso de moldeo por inyección o soplado. Sin embargo, a medida que aumenta la fluidez en estado fundido, algunas propiedades físicas, como la resistencia al impacto, disminuyen.

Existen tres tipos generales de polipropileno: homopolímero , copolímero aleatorio y copolímero de bloques . El comonómero se suele utilizar con etileno . La adición de caucho de etileno-propileno ( EPDM) al homopolímero de polipropileno aumenta su resistencia al impacto a bajas temperaturas. La adición de monómero de etileno polimerizado aleatoriamente al homopolímero de polipropileno disminuye la cristalinidad del polímero, reduce su punto de fusión y lo hace más transparente.

Estructura molecular – tacticidad

El polipropileno se puede clasificar en polipropileno atáctico (aPP), polipropileno sindiotáctico (sPP) y polipropileno isotáctico (iPP). En el caso del polipropileno atáctico, el grupo metilo (-CH₃ ) se alinea aleatoriamente, alternando en el polipropileno sindiotáctico y de forma uniforme en el polipropileno isotáctico. Esto influye en la cristalinidad (amorfa o semicristalina) y en las propiedades térmicas (expresadas como punto de transición vítrea T<sub> g</sub> y punto de fusión T<sub> m</sub> ).

El término tacticidad describe, en el caso del polipropileno, la orientación del grupo metilo en la cadena polimérica. El polipropileno comercial suele ser isotáctico. Por lo tanto, este artículo siempre se refiere al polipropileno isotáctico, salvo que se indique lo contrario. La tacticidad se suele expresar en porcentaje, utilizando el índice isotáctico (según la norma DIN 16774). Este índice se mide determinando la fracción del polímero insoluble en heptano hirviendo. Los polipropilenos disponibles comercialmente suelen tener un índice isotáctico entre el 85 y el 95 %. La tacticidad afecta a las propiedades físicas del polímero . Dado que en el polipropileno isotáctico el grupo metilo se encuentra siempre en el mismo lado, fuerza a la macromolécula a adoptar una forma helicoidal , como también ocurre en el almidón . Una estructura isotáctica da lugar a un polímero semicristalino . Cuanto mayor sea la isotonicidad (la fracción isotáctica), mayor será la cristalinidad y, por consiguiente, también el punto de reblandecimiento, la rigidez, el módulo de Young y la dureza. [ 6 ] : 22

Por otro lado, el polipropileno atáctico carece de regularidad, lo que impide su cristalización y, por lo tanto, crea un material amorfo .

Estructura cristalina del polipropileno

El polipropileno isotáctico tiene un alto grado de cristalinidad , entre el 30 y el 60 % en productos industriales. El polipropileno sindiotáctico es ligeramente menos cristalino, mientras que el PP atáctico es amorfo (no cristalino). [ 12 ] : 251

Polipropileno isotáctico (iPP)

El polipropileno puede existir en diversas modificaciones cristalinas que difieren por la disposición molecular de las cadenas poliméricas. Las modificaciones cristalinas se clasifican en modificaciones α, β y γ, así como en formas mesomórficas (esmécticas). [ 13 ] Las modificaciones α son predominantes en el iPP. Dichos cristales están construidos a partir de lamelas en forma de cadenas plegadas. Una anomalía característica es que las lamelas están dispuestas en la llamada estructura "entrecruzada". [ 14 ] El punto de fusión de las regiones cristalinas α se da como 185 [ 15 ] [ 16 ] a 220  °C, [ 15 ] [ 17 ] la densidad como 0,936 a 0,946 g·cm −3 . [ 18 ] [ 19 ] La modificación β es en comparación algo menos ordenada, como resultado de lo cual se forma más rápido [ 20 ] [ 21 ] y tiene un punto de fusión más bajo de 170 a 200  °C. [ 15 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 17 ] La formación de la modificación β puede promoverse mediante agentes nucleantes, temperaturas adecuadas y esfuerzo cortante. [ 20 ] [ 24 ] La modificación γ difícilmente se forma bajo las condiciones utilizadas en la industria y es poco comprendida. La modificación mesomórfica , sin embargo, ocurre a menudo en el procesamiento industrial, ya que el plástico generalmente se enfría rápidamente. El grado de orden de la fase mesomórfica varía entre la fase cristalina y la amorfa, su densidad es comparativamente de 0,916 g·cm −3 . Se considera que la fase mesomórfica es la causa de la transparencia en las películas enfriadas rápidamente (debido al bajo orden y a los pequeños cristalitos). [ 12 ]

Polipropileno sindiotáctico (sPP)

El polipropileno sindiotáctico se descubrió mucho después que el PP isotáctico y solo podía prepararse utilizando catalizadores metalocénicos . El PP sindiotáctico tiene un punto de fusión más bajo, de 161 a 186  °C, dependiendo del grado de tacticidad. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

Polipropileno atáctico (aPP)

El polipropileno atáctico es amorfo y, por lo tanto, carece de estructura cristalina. Debido a su falta de cristalinidad, es fácilmente soluble incluso a temperaturas moderadas, lo que permite separarlo como subproducto del polipropileno isotáctico mediante extracción . Sin embargo, el aPP obtenido de esta manera no es completamente amorfo, sino que puede contener hasta un 15 % de partes cristalinas. El polipropileno atáctico también puede producirse selectivamente utilizando catalizadores metalocénicos; el polipropileno atáctico producido de esta forma tiene un peso molecular considerablemente mayor. [ 12 ] El polipropileno atáctico tiene menor densidad, punto de fusión y temperatura de reblandecimiento que los tipos cristalinos, y es pegajoso y gomoso a temperatura ambiente. Es un material incoloro y turbio, y puede utilizarse entre -15 y +120  °C. El polipropileno atáctico se utiliza como sellador, como material aislante para automóviles y como aditivo para el betún . [ 28 ]

Copolímeros

También se utilizan copolímeros de polipropileno . Uno particularmente importante es el copolímero aleatorio de polipropileno ( PPR o PP-R ), un copolímero aleatorio con polietileno que se utiliza para tuberías de plástico .

PP-RCT

El polipropileno de temperatura de cristalinidad aleatoria ( PP-RCT ), también utilizado para tuberías de plástico , es una nueva forma de este plástico. Alcanza mayor resistencia a alta temperatura mediante la cristalización β . [ 29 ]

Degradación

Efecto de la exposición a los rayos UV sobre la cuerda de polipropileno

El polipropileno es susceptible a la degradación de la cadena por exposición a temperaturas superiores a 100  °C. La oxidación suele ocurrir en los centros de carbono terciarios, lo que provoca la ruptura de la cadena por reacción con el oxígeno . En aplicaciones externas, la degradación se evidencia por grietas y fisuras . Puede protegerse mediante el uso de diversos estabilizadores de polímeros , incluidos aditivos absorbentes de UV y antioxidantes como fosfitos (por ejemplo, tris(2,4-di-terc-butilfenil)fosfito ) y fenoles impedidos, que previenen la degradación del polímero . [ 1 ] Se ha demostrado que las comunidades microbianas aisladas de muestras de suelo mezcladas con almidón son capaces de degradar el polipropileno. [ 30 ] Se ha informado que el polipropileno se degrada dentro del cuerpo humano como dispositivos de malla implantables. El material degradado forma una capa similar a la corteza de un árbol en la superficie de las fibras de la malla. [ 31 ]

Propiedades ópticas

El PP puede volverse translúcido cuando no está coloreado, pero no se vuelve transparente con la misma facilidad que el poliestireno , el acrílico u otros plásticos. Generalmente es opaco o se colorea con pigmentos.

Producción

El polipropileno se produce mediante la polimerización por crecimiento en cadena del propeno :

Los procesos de producción industrial se pueden agrupar en polimerización en fase gaseosa, polimerización en masa y polimerización en suspensión . Todos los procesos de última generación utilizan sistemas de reactores en fase gaseosa o en masa. [ 1 ]

  • En los reactores de fase gaseosa y de suspensión, el polímero se forma alrededor de partículas de catalizador heterogéneo. La polimerización en fase gaseosa se lleva a cabo en un reactor de lecho fluidizado : el propeno se hace pasar sobre un lecho que contiene el catalizador heterogéneo (sólido) y el polímero formado se separa en forma de polvo fino, que luego se transforma en gránulos . El gas no reaccionado se recicla y se reintroduce en el reactor.
  • En la polimerización en masa, el propeno líquido actúa como disolvente para evitar la precipitación del polímero. La polimerización se lleva a cabo a una temperatura de entre 60 y 80  °C y  se aplica una presión de entre 30 y 40 atm para mantener el propeno en estado líquido. Para la polimerización en masa, se suelen utilizar reactores de bucle . La polimerización en masa está limitada a un máximo del 5 % de eteno como comonómero debido a la baja solubilidad del polímero en el propeno líquido.
  • En la polimerización en suspensión, normalmente se utilizan alcanos C4-C6 ( butano , pentano o hexano ) como diluyente inerte para suspender las partículas de polímero en crecimiento. El propeno se introduce en la mezcla en estado gaseoso.

Catalizadores

Las propiedades del PP se ven fuertemente afectadas por su tacticidad , es decir, la posición relativa (cabeza con cabeza frente a cabeza con cola, etc.) y la orientación de los grupos metilo ( CH3 ). El catalizador determina estos dos aspectos.

Los catalizadores disponibles comercialmente son de dos tipos: heterogéneos y homogéneos .

Los catalizadores heterogéneos típicos se preparan a partir de TiCl4 como ingrediente activo yMgCl2 comosoporte de catalizador. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] Dichos catalizadores también contienen modificadores orgánicos, ya sean ésteres y diésteres de ácidos aromáticos o éteres. Estas mezclas, que no son catalizadores, se activan mediante reactivos comoorganoaluminiocomoel trietilaluminio(Al2(C2H5)6). La síntesis comercial de polipropileno isotáctico se lleva a cabo generalmente en medio de propileno líquido o en reactores de fase gaseosa.

Un modelo de bolas y varillas de polipropileno sindiotáctico

La síntesis comercial de polipropileno sindiotáctico se lleva a cabo utilizando una clase especial de catalizadores metalocénicos, lo que ilustra el papel de los catalizadores homogéneos. Al igual que los catalizadores heterogéneos, estos catalizadores se preparan mediante la activación de un haluro metálico. Los precatalizadores comunes son versiones modificadas del dicloruro de zirconaceno . Las modificaciones incluyen la unión de los dos ligandos tipo ciclopentadienilo con grupos covalentes como Si(CH3)2, así como la sustitución del ligando ciclopentadienilo por grupos relacionados como indenilo y fluorenilo . [ 35 ] Estos complejos se activan a menudo con reactivos de organoaluminio como el metilaluminoxano (MAO). [ 36 ]

Fabricación a partir de polipropileno

El proceso de fusión del polipropileno se puede lograr mediante extrusión y moldeo . Los métodos de extrusión más comunes incluyen la producción de fibras fundidas por soplado y por hilado para formar rollos largos que posteriormente se transforman en una amplia gama de productos útiles, como mascarillas, filtros, pañales y toallitas húmedas.

La técnica de moldeo más común es el moldeo por inyección , que se utiliza para piezas como tazas, cubiertos, viales, tapas, envases, artículos para el hogar y piezas de automoción como baterías. También se utilizan las técnicas relacionadas de moldeo por soplado y moldeo por inyección-estirado-soplado , que combinan extrusión y moldeo.

La gran variedad de aplicaciones finales del polipropileno se debe a la posibilidad de personalizar su composición con propiedades moleculares y aditivos específicos durante su fabricación. Por ejemplo, se pueden añadir aditivos antiestáticos para que las superficies de polipropileno resistan el polvo y la suciedad. También se pueden utilizar diversas técnicas de acabado físico, como el mecanizado . Asimismo, se pueden aplicar tratamientos superficiales a las piezas de polipropileno para mejorar la adherencia de la tinta de impresión y las pinturas.

El polipropileno expandido (EPP) se ha producido mediante procesos tanto en estado sólido como en estado fundido. El EPP se fabrica mediante procesos en estado fundido con agentes espumantes químicos o físicos. La expansión del PP en estado sólido, debido a su estructura altamente cristalina, no ha tenido éxito. En este sentido, se desarrollaron dos estrategias novedosas para la expansión del PP. Se observó que el PP puede expandirse para producir EPP controlando su estructura cristalina o mezclándolo con otros polímeros. [ 37 ] [ 38 ]

Polipropileno biaxialmente orientado (BOPP)

Cuando la película de polipropileno se extruye y estira tanto en la dirección de la máquina como en sentido transversal, se denomina polipropileno biaxialmente orientado (BOPP ). Se utilizan dos métodos ampliamente para producir películas de BOPP: un proceso de estirado bidireccional o un proceso de extrusión de película soplada de doble burbuja. [ 39 ] La orientación biaxial aumenta la resistencia y la transparencia. El BOPP se utiliza ampliamente como material de embalaje para productos como aperitivos, productos frescos y confitería. Es fácil de recubrir, imprimir y laminar para obtener la apariencia y las propiedades requeridas para su uso como material de embalaje. Este proceso se denomina normalmente conversión . Normalmente se produce en grandes rollos que se cortan en máquinas cortadoras en rollos más pequeños para su uso en máquinas de embalaje. El BOPP también se utiliza para pegatinas y etiquetas [ 40 ] además del OPP. Es no reactivo, lo que hace que el BOPP sea adecuado para un uso seguro en la industria farmacéutica y alimentaria. Es una de las películas de poliolefina comerciales más importantes. Las películas de BOPP están disponibles en diferentes espesores y anchos. Son transparentes y flexibles.

Aplicaciones

Tapa de polipropileno de una caja de Tic Tac , con bisagra flexible y el código de identificación de resina debajo de su solapa.

Dado que el polipropileno es resistente a la fatiga, la mayoría de las bisagras flexibles de plástico , como las de las botellas con tapa abatible, están hechas de este material. Sin embargo, es importante asegurarse de que las moléculas de la cadena estén orientadas a lo largo de la bisagra para maximizar su resistencia.

El polipropileno se utiliza en la fabricación de sistemas de tuberías , tanto los que requieren alta pureza como los diseñados para ofrecer resistencia y rigidez (por ejemplo, los destinados a la fontanería potable, la calefacción y refrigeración hidrónica y el agua regenerada ). [ 41 ] Este material se suele elegir por su resistencia a la corrosión y a la lixiviación química, su resistencia a la mayoría de los daños físicos, incluidos los impactos y la congelación, sus beneficios medioambientales y su capacidad para unirse mediante fusión térmica en lugar de pegamento. [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]

Una silla con asiento de polipropileno

Muchos artículos de plástico para uso médico o de laboratorio pueden fabricarse con polipropileno, ya que este material resiste el calor de un autoclave . Su resistencia al calor también permite su uso en la fabricación de hervidores domésticos . Los recipientes para alimentos fabricados con polipropileno no se derriten en el lavavajillas ni durante los procesos industriales de llenado en caliente. Por este motivo, la mayoría de los envases de plástico para productos lácteos son de polipropileno sellados con papel de aluminio (ambos materiales resistentes al calor). Una vez enfriado el producto, los envases suelen taparse con un material menos resistente al calor, como LDPE o poliestireno. Estos envases ofrecen un buen ejemplo práctico de la diferencia de módulo de elasticidad, ya que la sensación gomosa (más suave y flexible) del LDPE en comparación con el polipropileno del mismo grosor es fácilmente perceptible. Los robustos envases de plástico translúcidos y reutilizables , fabricados en una amplia variedad de formas y tamaños para el consumidor por diversas empresas como Rubbermaid y Sterilite, suelen estar hechos de polipropileno, aunque las tapas suelen ser de LDPE, un material algo más flexible, para que se ajusten a presión al envase y lo cierren. El polipropileno también se puede utilizar para fabricar botellas desechables que contengan líquidos, polvos o productos de consumo similares, aunque el HDPE y el tereftalato de polietileno también se usan comúnmente para fabricar botellas. Cubos de plástico, baterías de automóviles, papeleras, frascos de medicamentos recetados, recipientes refrigerados, platos y jarras suelen estar hechos de polipropileno o HDPE, materiales que generalmente tienen una apariencia, tacto y propiedades bastante similares a temperatura ambiente. Una gran cantidad de dispositivos médicos están hechos de PP. [ 45 ]

Artículos de polipropileno para uso en laboratorio. Los tapones azules y naranjas no están fabricados en polipropileno.

Una aplicación común del polipropileno es como polipropileno biaxialmente orientado (BOPP). Estas láminas de BOPP se utilizan para fabricar una amplia variedad de materiales, incluidas bolsas transparentes . Cuando el polipropileno está biaxialmente orientado, se vuelve cristalino y sirve como un excelente material de embalaje para productos artísticos y minoristas. El polipropileno, altamente resistente al color, se utiliza ampliamente en la fabricación de alfombras, tapetes y esteras para uso doméstico. [ 46 ] El polipropileno se utiliza ampliamente en cuerdas, distintivas porque son lo suficientemente ligeras como para flotar en el agua. [ 47 ] [ 48 ] Para igual masa y construcción, la cuerda de polipropileno es similar en resistencia a la cuerda de poliéster. El polipropileno cuesta menos que la mayoría de las otras fibras sintéticas. El polipropileno también se utiliza como alternativa al cloruro de polivinilo (PVC) como aislamiento para cables eléctricos para cables LSZH en entornos de baja ventilación, principalmente túneles. Esto se debe a que emite menos humo y no contiene halógenos tóxicos, que pueden provocar la producción de ácido en condiciones de alta temperatura. El polipropileno también se utiliza en membranas para techos, en particular como capa impermeabilizante superior en sistemas monocapa, a diferencia de los sistemas de betún modificado. Su uso más común es en la fabricación de piezas de plástico moldeadas, donde se inyecta en estado fundido en un molde, lo que permite crear formas complejas a un costo relativamente bajo y en grandes volúmenes; algunos ejemplos son las tapas de botellas, las botellas y los accesorios.

También se puede producir en láminas, y se utiliza ampliamente para la fabricación de carpetas de papelería , cubiertas para archivadores de anillas , embalajes y cajas de almacenamiento. Su amplia gama de colores, durabilidad, bajo costo y resistencia a la suciedad lo convierten en una cubierta ideal para papeles y otros materiales. Se utiliza en las pegatinas del cubo de Rubik debido a estas características.

La disponibilidad de láminas de polipropileno ha brindado una oportunidad para que los diseñadores utilicen este material. Este plástico ligero, duradero y colorido es un medio ideal para la creación de pantallas de lámparas, y se han desarrollado numerosos diseños utilizando secciones entrelazadas para crear diseños elaborados.

Las fibras de polipropileno se utilizan como aditivo para el hormigón para aumentar la resistencia y reducir el agrietamiento y el desprendimiento . [ 49 ] En algunas zonas propensas a terremotos (por ejemplo, California), se añaden fibras de PP a los suelos para mejorar la resistencia y la amortiguación del suelo al construir los cimientos de estructuras como edificios, puentes, etc. [ 50 ]

Ropa

Diversos hilos y textiles de polipropileno

El polipropileno es un polímero importante utilizado en telas no tejidas , con más del 50 % empleado en pañales y productos sanitarios, donde se trata para absorber agua (hidrofílico) en lugar de repelerla naturalmente (hidrofóbico). Otros usos de las telas no tejidas incluyen filtros de aire, gas y líquidos, en los que las fibras se pueden formar en láminas o redes que se pliegan para crear cartuchos o capas que filtran con diferentes eficiencias en el rango de 0,5 a 30 micrómetros . Estas aplicaciones se encuentran en hogares como filtros de agua o en filtros de aire acondicionado. Las telas no tejidas de polipropileno, con su gran superficie y propiedades oleófilas naturales, son absorbentes ideales para derrames de petróleo, como las conocidas barreras flotantes que se utilizan cerca de los derrames en los ríos.

El polipropileno, o «polipro», se ha utilizado para la fabricación de prendas de abrigo para climas fríos, como camisetas de manga larga y ropa interior térmica. También se utiliza en prendas de abrigo para climas cálidos, donde transporta el sudor lejos de la piel. El poliéster ha sustituido al polipropileno en estas aplicaciones en el ejército estadounidense, como en el ECWCS . [ 51 ] Aunque las prendas de polipropileno no son fácilmente inflamables, pueden derretirse, lo que puede provocar quemaduras graves si el usuario se ve involucrado en una explosión o incendio de cualquier tipo. [ 52 ] Las prendas interiores de polipropileno son conocidas por retener olores corporales que luego son difíciles de eliminar. La generación actual de poliéster no tiene esta desventaja. [ 53 ]

Médico

Su uso médico más común se encuentra en la sutura sintética no absorbible Prolene , fabricada por Ethicon Inc.

El polipropileno se ha utilizado en operaciones de reparación de hernias y prolapso de órganos pélvicos para proteger el cuerpo de la aparición de nuevas hernias en la misma zona. Se coloca un pequeño parche de este material sobre la hernia, debajo de la piel, de forma indolora y, en raras ocasiones, sin rechazo por parte del organismo. Sin embargo, una malla de polipropileno erosionará el tejido circundante durante un periodo incierto que puede variar de días a años.

Una aplicación notable fue como malla transvaginal, utilizada para tratar el prolapso vaginal y la incontinencia urinaria concurrente. [ 54 ] Debido a la propensión mencionada anteriormente de la malla de polipropileno a erosionar el tejido circundante, la FDA ha emitido varias advertencias sobre el uso de kits médicos de malla de polipropileno para ciertas aplicaciones en el prolapso de órganos pélvicos, específicamente cuando se introduce cerca de la pared vaginal debido a un aumento continuo en el número de erosiones de tejido impulsadas por la malla reportadas por pacientes en los últimos años. [ 55 ] El 3 de enero de 2012, la FDA ordenó a 35 fabricantes de estos productos de malla que estudiaran los efectos secundarios de estos dispositivos. Debido al brote de la pandemia de COVID-19 en 2020, la demanda de PP ha aumentado significativamente porque es una materia prima vital para producir tela meltblown , que a su vez es la materia prima para producir mascarillas faciales.

Reciclaje

La mayor parte del reciclaje de polipropileno utiliza el reciclaje mecánico , al igual que el polietileno: el material se calienta para ablandarlo o fundirlo y se le da forma mecánica para convertirlo en nuevos productos. [ 56 ] En 2015, se recicló menos del 1 % del polipropileno generado. [ 57 ] El calentamiento degrada la cadena principal de carbono más severamente que en el caso del polietileno, rompiéndola en moléculas orgánicas más pequeñas, porque el grupo lateral metilo del PP es susceptible a la degradación termooxidativa y fotooxidativa . [ 57 ]

El polipropileno también se puede reciclar mediante pirólisis ; los estudios indican que esto puede ser más respetuoso con el medio ambiente que otros métodos de reciclaje [ 58 ] .

El polipropileno tiene el número "5" como su código de identificación de resina : [ 59 ]

Reparar

Los objetos de PP se pueden unir con un pegamento epoxi de dos componentes o utilizando pistolas de pegamento caliente. [ 60 ]

El PP se puede fundir mediante una técnica de soldadura rápida . En este tipo de soldadura, la soldadora de plástico, similar en apariencia y potencia a un soldador convencional, está equipada con un tubo de alimentación para la varilla de soldadura. La punta calienta la varilla y el sustrato, al tiempo que presiona la varilla fundida. Se deposita un cordón de plástico ablandado en la junta y las piezas y la varilla se fusionan. En el caso del polipropileno, la varilla fundida debe mezclarse con el material base semifundido que se está fabricando o reparando. Una pistola de soldadura rápida es esencialmente un soldador con una punta ancha y plana que se utiliza para fundir la junta y el material de relleno, creando así una unión.

Problemas de salud

El PP se tiñe mediante un proceso de teñido en masa ; no se utiliza agua en su teñido, a diferencia del algodón . [ 61 ] El polipropileno fue la fibra microplástica más común encontrada en los bulbos olfatorios de 8 de 15 individuos fallecidos en un estudio. [ 62 ]

Combustibilidad

Como todos los compuestos orgánicos, el polipropileno es combustible. [ 63 ] El punto de inflamación de una composición típica es de 260  °C; la temperatura de autoignición es de 388  °C. [ 64 ]

Referencias

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  2. ↑ Stinson, Stephen (1987). "Los descubridores del polipropileno comparten premio". Chemical & Engineering News . 65 (10): 30. doi : 10.1021/cen-v065n010.p030 .
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  • Estructura de cadena del polipropileno
  • Polipropileno en Plastipedia
  • Propiedades del polipropileno y otra información
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