PROPUESTA DE REÚSO DEL POLIURETANO ESPUMADO QUE SE GENERA COMO

DESPERDICIO DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE

ALCOPLAST UN PLASTISOL

Angie Carolina Roa Barreto Zandi Patricia Castellanos Florian

Corporación Tecnológica De Bogotá Tecnología En Química Industrial Bogotá, Colombia

2016

PROPUESTA DE REÚSO DEL POLIURETANO ESPUMADO QUE SE GENERA COMO

DESPERDICIO DEL LABORATORIO DE CONTROL DE CALIDAD DE

ALCOPLAST UN PLASTISOL

Angie Carolina Roa Barreto Zandi Patricia Castellanos Florian

Opción de grado, modalidad Investigación Requisito parcial para optar por el título de Tecnólogo en Química Industrial

Director Ing. Q. Alejandro Amadeus Castro Vega

Corporación Tecnológica De Bogotá Tecnología En Química Industrial Bogotá, Colombia

2016

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................... 1

1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 2

2

JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................. 3

3

OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 5

3.1

Objetivo General ......................................................................................................................... 5

3.2

Objetivos Específicos .................................................................................................................. 5

4

VARIABLES ..................................................................................................................................... 6

4.1

Independientes ............................................................................................................................ 6

4.2

Dependientes ............................................................................................................................... 6

5

ANTECEDENTES ............................................................................................................................ 7

6

MARCO REFERENCIAL ............................................................................................................. 10

6.1

Los Poliuretanos: ...................................................................................................................... 10

6.1.1

Clasificación del Poliuretano ............................................................................................. 11

6.2

Plastisol ..................................................................................................................................... 14

6.2.1

Plastificantes ..................................................................................................................... 15

6.2.2

Estabilizantes .................................................................................................................... 18

6.2.3

Materiales de Carga:.......................................................................................................... 20

6.2.4

Lubricantes ........................................................................................................................ 21

6.2.5

Pigmentos .......................................................................................................................... 22

6.2.6

Diluyentes ......................................................................................................................... 23

6.2.7

Polímeros Extender: .......................................................................................................... 23

6.3

Caracterización de la industria: ................................................................................................. 23

6.4

Técnicas de análisis: .................................................................................................................. 23

6.4.1

Formación del plastisol: .................................................................................................... 24

6.5

Recuperación del poliuretano .................................................................................................... 25

6.5.1

Reciclado Mecánico .......................................................................................................... 25

6.5.2

Reciclado químico avanzado ............................................................................................. 26

6.5.3

Recuperación de energía ................................................................................................... 27

METODOLOGIA ........................................................................................................................... 28

7.1

Reducción de tamaño y Tamizado ............................................................................................ 28

7.2

Elaboración del plastisol ........................................................................................................... 28

7.3

Pruebas Físicas .......................................................................................................................... 31

7.3.1

Mezcla sin gelar ................................................................................................................ 31

7.3.2

Mezcla gélada ................................................................................................................... 32

8

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................................... 34

8.1

Reducción de tamaño y Tamizado ............................................................................................ 34

8.2

Elaboración del plastisol ........................................................................................................... 35

8.3

Propiedades Físicas ................................................................................................................... 35

8.3.1

Mezcla sin gelar ................................................................................................................ 36

8.3.2

Mezcla gélada ................................................................................................................... 38

9

CONCLUSIONES........................................................................................................................... 43

10

RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 45 ANEXOS ................................................................................................................................................. 46 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 49

1 | P á g i n a

INTRODUCCIÓN

Los materiales sintéticos con procesos de descomposición muy lentos se acumulan con el paso del tiempo, y no son biodegradables (Segura, Noguez, & Espín , 2007), entre ellos se encuentra el poliuretano, el cual actualmente a nivel de Latinoamérica se producen aproximadamente 491,100,000 toneladas al año para el 2014 (Martin, 2014), de los cuales, los residuos generados no son tratados adecuadamente, produciendo grandes cantidades de desecho. (Segura, Noguez, & Espín , 2007) El proyecto consiste en evaluar la reutilización de los residuos de poliuretano espumado como carga en una fórmula plastisol, el cual tiene diversos usos. Para el presente trabajo se cuenta con el apoyo de la empresa productora de poliuretano Alcoplast, esta empresa se fundó en el año 1990 con el fin de producir plastisoles a nivel nacional; en el año 1991 fue su primera exportación, desde ese año la exportación de plastisoles fue creciendo progresivamente manteniendo su participación a desde 1990. En el año 2004 la empresa ingresa a nuevos mercados como el de sistemas de poliuretano por medio de una alianza que crea con la empresa Eiffel, la cual es una empresa pionera en el desarrollo de sistemas de poliuretano para toda clase de aplicaciones y esta empresa inicio su funcionamiento en el año 1969 (Alcoplas Ltda, 2016).

Actualmente en diversos países entre ellos china y estados unidos se están desarrollando formulaciones plastisol que contengan diversos materiales que en ocasiones son considerados como desperdicios algunos de estos materiales son cenizas volantes, carbón, arena de cuarzo, escombro molido, PVC reusado, cemento (malla 300µ-350µ), polímero extender, residuos de filtrados de carbón activado, tierras de diatomáceas y arcilla (Ver ANEXOS ).Todas estas formulaciones son para aplicaciones específicas, como lo son para piso vinílico (Cenizas volantes, carbón, arena de cuarzo, escombro molido, PVC reusado), azulejo de suelo PVC (Cemento), plastisol que comprende una resina de vinilo y la torta de filtro termoplástico (Carbón activado y tierras de diatomáceas) y PVC baldosa (Arcilla). Al evaluar los diversos materiales que han utilizado para la formulación plastisol se consideró pertinente evaluar la viabilidad de incorporación a una matriz plastisol de residuos poliuretano y el desempeño.

2 | P á g i n a

1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Por la demanda de los poliuretanos a nivel de Bogotá se ha visto un aumento en los controles de calidad en los laboratorios de las empresas productoras y esto a su vez aumenta el volumen de muestras que deben ser almacenadas (Tecnologías del plástico, 2015) lo que genera una mayor cantidad de desechos de poliuretanos que provienen de pruebas como (Tecnologias del plastico,

2006)

 Pruebas de desmoldantes  Pruebas de densidad de espuma  Pruebas de color  Pruebas en máquina de poliuretano y calibración El problema ambiental asociado requiere evaluar la reutilización del poliuretano en nuevas formas de uso y sin afectación en nuevos productos; teniendo en cuenta que cada poliuretano suele ser diferente de otro; por ejemplo, difieren en sus densidades de espuma y características sensoriales, e incluso químicas. (Uretec, 2016).

Una espuma de poliuretano logra descomponerse en periodos muy largos en tiempo a condiciones ambientales y a la fecha de propuesta de esta opción de grado, no se están tratando los desechos de poliuretano que se generan, solo se están almacenando en un cuarto; entre los desechos de poliuretanos que se encuentran son poliuretano de plantillas, poliuretano de suelas, poliuretano flexible, poliuretano imitación madera, poliuretano piel integral, poliuretano de filtros entre otros (Alcoplas Ltda, 2016).

Para responder esta problemática, se propone evaluar una alternativa de reducción de tamaño en poliuretanos espumados y su incorporación como posible polímero “carga” en un plastisol de PVC, para responder esta problemática, se propone evaluar una alternativa de reducción de tamaño en poliuretanos espumados y su incorporación como posible carga en un plastisol de PVC. Para ello el proyecto se realizar en una empresa productora de polímeros de razón social Alcoplast, en la cual vivencia la problemática. La reutilización se considera viable debido a una vigilancia tecnológica realizada luego la pregunta problema a resolver será: ¿El poliuretano espumado que se genera como desperdicio en el laboratorio de control de calidad de Alcoplast Ltda, se puede reutilizar en un plastisol?

3 | P á g i n a

2

JUSTIFICACIÓN

El proyecto se realizó con el fin de tener un aprovechamiento a los residuos de poliuretano espumado generado en un laboratorio de control de calidad de un fabricante de productos de poliuretano.

La intención es poder dar una vida útil más prolongada a los residuos de poliuretano, sirviendo como componente de otro polímero, el polímero a elaborar es un plastisol, el cual tendrá el poliuretano en un tamaño de partícula menor utilizándolo como si fuera carga. El plastisol elaborado, puede contribuir a una empresa de manera económica, al medio ambiente al disminuir las cantidades generadas de poliuretano.

El proyecto nos contribuye a nivel personal, ya que con el vamos aportando a cuidar el medio ambiente, generamos conciencia en nuestras familias de la gran importancia que tiene el buen manejo de los residuos, en especial de los no biodegradables como el poliuretano. Se tiene considera un proyecto de alto interés ya que el poliuretano es un polímero el cual no es biodegradable, y hasta el momento es muy poco el poliuretano que se reprocesa (Garcia Berro), y en el proceso se convierte en otro poliuretano, ya que básicamente el proceso de reutilización actual es de combinación con otros polímeros para hacer diferentes piezas como imitación madera o cazatas. El proyecto se considera útil ya que plantea una solución de reutilización del polímero en otro material como lo son los plastisoles, los plastisoles al tener diversas aplicaciones y propiedades reológicas nos permite experimentar con él para llegar a obtener una formulación con poliuretano en forma de carga. La formulación que se obtenga va a ser una novedad ya que en Colombia actualmente no se está realizando la incorporación de otros materiales en el proceso de elaboración del poliuretano.

La investigación es necesario realizarla ya que a nivel mundial se producen grandes cantidades de poliuretano, las cuales nos acompañan diariamente en nuestro entorno como lo son las suelas de los zapatos, los colchones, las plantillas, los sillones, en los techos y refrigeradores; los productos al terminar su vida útil son desechados, en pocas ocasiones almacenados, al reutilizar todos esos desperdicios se realiza una gran contribución al medio ambiente ya que no se llevarían y acumularían esos desechos en el botadero y dejarían de contribuir al problema ambiental que hay en él.

4 | P á g i n a

El impacto que tendría la no realización de esta investigación seria que el problema ambiental que se presenta por la generación de residuos de poliuretano persista y aumente, cada vez sería mayor la cantidad de poliuretano espumado que se acumula en los botaderos ya que su tiempo de descomposición es muy alto (Martin, 2014).

5 | P á g i n a

3

OBJETIVOS

3.1

Objetivo General

Evaluar la reutilización de residuos de poliuretano espumado como polímero extender y/o carga funcional en una formulación de plastisol.

3.2

Objetivos Específicos

 Optimizar la formulación plastisol incorporando poliuretano espumado molido como carga.

 Evaluar las características físicas del plastisol generado.  Postular posibles usos del plastisol obtenido a partir de su caracterización.

6 | P á g i n a

4

VARIABLES

4.1

Independientes

Las variables independientes son el tamaño de partícula del poliuretano molido, las cantidades de plastificante, de otras cargas, las cantidades de estabilizadores, de resina PVC, las cantidades de pigmentos, la cantidad de poliuretano molido. Al ser una innovación hay que determinar primero si el poliuretano se puede reprocesar, y que tanta cantidad se puede reprocesar sin afectar el plastisol.

Según los resultados que se obtengan en un plastisol neutro se probara con coloración en colores a nuestro alcance como negro.

La mayor cantidad de poliuretano que se intentará reprocesar en forma de carga será un 40% teniendo en cuanta el comportamiento del poliuretano molido durante el desarrollo del proyecto.

4.2

Dependientes

Las variables dependientes van a ser las propiedades reológicas, la dureza del material, la resistencia térmica y química, el color, la densidad del plastisol. Ya que según la formulación que se obtenga, y las cantidades y proporciones que se utilicen se van a cambiar y a modificar las propiedades del plastisol.

7 | P á g i n a

5

ANTECEDENTES

Los poliuretanos han sido estudiados a lo largo del tiempo ya sea para su caracterización, mejoramiento de características (Richardson & Lokensgard, 2003) o métodos de fabricación (Richardson & Lokensgard, 2003) y reutilización de sus desechos (Richardson & Lokensgard, 2003), ya que son de gran utilidad en diversas aplicaciones como “recubrimientos para dispositivos médicos, plásticos, telas, metales, madera y también para aplicaciones en las que el agua, por razones tecnológicas, se requiere como disolvente, como por encolado de fibra de vidrio y de gelatina plastificantes para capas fotográficas” (Mequanint & Sanderson, 2005). Con esto se han realizado estudio de para observar el comportamiento del material en diversas aplicaciones como “la estabilidad hidrolítica de los poliuretanos acuosos, se investigó la estabilidad hidrolítica de los sistemas de poliuretano nano-partículas con respecto a la ubicación de los grupos iónicos en la cadena polimérica (es decir, segmento blando o segmento duro)...” con resultados “…estabilidad hidrolítica durante 2 años reveló que los ionómeros de poliuretano en el que los iones se unen en el segmento blando hidrolizados más rápido que los que está con los iones en el segmento duro.” (Mequanint & Sanderson, 2005).

Los métodos de fabricación también son objeto de estudio buscando el mejoramiento de tiempos de reacción y eficiencia como se puede observar en métodos nuevos como “irradiación ultrasónica (IU) y microondas (MO) (Alba, Brown, Lamí, & Reyna., 2005), el empleo de soportes sólidos ha jugado un papel preponderante en el desarrollo de técnicas de síntesis por M.O con fines preparativos debido a las ventajas que ofrecen estas nuevas técnicas en comparación con los métodos térmicos convencionales, siendo notable en algunas reacciones orgánicas el incremento de los rendimientos unido a la disminución de los tiempos de reacción (Alba, Brown, Lamí, & Reyna., 2005). Por el método sonoquímica (IU), de manera general, los reactivos pueden ser impregnados o mezclados con un sólido finamente dividido, que puede actuar como soporte inerte e incluso, como soporte y catalizador de la reacción simultáneamente, estas reacciones son también factibles de realizar en fase líquida. (Alba, Brown, Lamí, & Reyna., 2005). El plastisol es un coloide el cual se forma debido a la interacción de un plastificante con una resina emulsión PVC, los plastisoles están formados también de diferentes aditivos y de cargas, los cuales les dan propiedades diferentes. Un ejemplo de una formulación plastisol es la de la Formulación patente CN101397203A

8 | P á g i n a

Tabla 1. Formulación de Patente CN1587163A Componente partes porcentaje calculado porcentaje mínimo sugerido porcentaje máximo sugerido Polímero, PVC

100

21,69%

100

N.D.

Carga, Cemento (malla 300-350)

325

70,50%

300

350

Plastificante, DOP

30

6,51%

25

35

Estabilizante, sulfato tribásico de plomo

5

1,08%

4

6

Lubricante-plastificante secundario, estearato de calcio

1

0,22%

0,5

1,5

TOTAL (partes)

461

Obtenido de (China Patente nº CN1587163A, 2005)

En la formulación se observa el uso de resina PVC, carga, en este caso es cemento, el cual lo utilizaban como una carga alterna, de igual manera se observa las cantidades en partes y en porcentaje, estos son equivalentes. Esta patente es sobre la elaboración de pisos antiestáticos en plastisol.

En la fabricación de plastisoles es común usar compuestos inorgánicos como carga, las cargas pueden ser funcionales o no, esto depende si la carga se utiliza como un simple relleno o si ella le confiere propiedades al plastisol, una de las cargas más utilizadas es el carbonato de calcio, ya que no interfiere en el plastisol, y funciona como un buen relleno. (Beltrán Rico, 1995) Por ejemplo como se demuestra en la patente china “CN1448580A” en la cual se utilizó carbonato de calcio (ANEXOS, Tabla 10. Formulación patente CN1448580A) en la formulación realizo para la fabricación de alfombras, pero no es necesariamente obligatorio realizar adiciones con materiales netamente afines al contenido de PVC en su composición; un caso que nos demuestra que esto es posible es la patente china “CN158163A” en que la carga utilizada fue cemento con una malla 300-350 (ANEXOS, Tabla 12.Formulación patente CN101397203A) para la fabricación de baldosas, otro ejemplo es la patente “ CN101481232” en la que se usó como carga (ANEXOS,Tabla 11. Formulación patente CN101481232A), polvo de cenizas volantes, carbón, arena de cuarzo, escombro molido, PVC reusado. Los resultados muestran que otros productos no relacionados a los plastisoles pueden ser utilizados como carga, así como fue utilizado carbón

9 | P á g i n a

activado en la patente US 2980643 en el cual el carbón activado funciona como carga, el plastisol se utiliza como torta de filtro termoplástico.

Es posible adicionar como carga un polímero de familia diferente para generar otro como se demuestra en la patente Estadounidense US3728182 como se muestra en la tabla 14 (Anexos), en está la carga adicionada como relleno fue un polímero extender el cual cumple la función de relleno, Lo cual sugiere que es viable, si fuere compatible con la matriz de plastisol, un polímero, usualmente incompatible, en la función de extender o carga, la adición de este tipo de materiales en la formulación de otro nuevo como de observa en la patente estadounidense US4379000 (Anexo, Tabla 13) en la cual la carga se compuso de Polímero extender, suspensión.

10 | P á g i n a

6

MARCO REFERENCIAL

6.1

Los Poliuretanos:

Los poliuretanos son polímeros formados a través de una reacción exotérmica entre una molécula de isocianato con dos o más grupos funcionales y un poliol. Generalmente se utiliza un número reducido de isocianato, pero en contraparte la gran versatilidad de los poliuretanos está determinada por la amplia variedad de polioles y mezclas de estos que se utilizan, así como por los aditivos que puedan incorporarse en el proceso. (Gonzalez, 2012) El poliuretano es una resina sintética que se caracteriza por su escasa permeabilidad a los gases, resistencia química, excelente aislamiento eléctrico. Se obtiene por polimerización de determinados compuestos que contienen el grupo isocianato (N=C=O) con compuestos que contienen el grupo hidroxilo (OH-R). (calzawebperu, 2010) Estas resinas que van desde las formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los disolventes hasta caucho sintéticos resistentes a la abrasión y espuma flexible. La obtención de los poliuretanos se basa en la gran reactividad del enlace doble del grupo isocianato que adiciona fácilmente compuestos con hidrógenos activos en reacciones de condensación. (calzawebperu,

2010)

El poliuretano es un material sólido que puede ser poroso dependiendo de la densidad del mismo. La porosidad se genera por la presencia de gas debido a la reacción de agentes soplantes químicos como el agua, que reacciona con los grupos isocianato generando ácido carbónico, que de forma espontánea libera CO2 o cuando se adiciona un agente físico que se evapora. (Gonzalez, 2012) El gas se incorpora dentro de la matriz del polímero reaccionante, formando una espuma gracias a la acción del tensoactivo presente en la formulación. Dicho gas puede o no permanecer dentro de la estructura del PU (poliuretano), dependiendo del uso final del mismo, por ejemplo, en espumas rígidas el gas permanece, mientras en espumas flexibles no. (Gonzalez, 2012) Las reacciones son usualmente catalizadas, con el fin de obtener tiempos cortos en su procesamiento industrial, ya que la velocidad de reacción es usualmente lenta en ausencia de catalizadores. Los poliuretanos pueden fabricarse con intervalos amplios de densidades desde 6 a 1220 Kg/m3, variando a su vez la rigidez desde elastómeros flexibles hasta plásticos muy rígidos. (Gonzalez, 2012)

11 | P á g i n a

El poliol es un polímero de bajo peso molecular con grupos terminales hidroxilo; el diisocianato en buena parte de las formulaciones es un isómero de Tolueno diisocianato (TDI) o Metilenodifenil diisocianato (MDI). (Gonzalez, 2012) Dentro de los agentes que se adicionan al poliol se destacan entre otros catalizadores, tensoactivos, agentes soplantes y entrecruzantes los cuales permiten controlar la velocidad de la reacción, el tamaño de la celda, la densidad del material y modificar la dureza del producto final respectivamente. Los poliuretanos tienen un espectro muy amplio: llegando a obtener espumas de densidades tan bajas como 6 Kg/m3 hasta plásticos de alta dureza con densidades de 1220 Kg/m3. (Gonzalez, 2012) Existen varios tipos de Isocianatos, los cuales tienen un nicho de mercado específico según las propiedades que aportan a la espuma: el TDI o Tolueno Di-isocianato es principalmente utilizado en el área de colchones y espumas flexibles de densidades inferiores a 30 Kg/m3, el HMDI o Hexametileno Diisocianato y sus similares alifáticos se utilizan principalmente en recubrimientos; mientras el MDI o Metileno Difenil Isocianato se utiliza para la gran mayoría de espumas rígidas y elastómeros, así como para la fabricación de espumas flexibles usualmente moldeadas con densidades superiores a 40 Kg/m3. (Gonzalez, 2012).

6.1.1 Clasificación del Poliuretano

Se clasifican en dos formas principalmente: Rígidas y flexibles. (calzawebperu, 2010), y entre ellos se encuentran los espumados.

6.1.1.1 Los poliuretanos flexibles:

Son ampliamente usados en Espumas resilentes, Elastomeros Durables, Adhesivos y selladores de alto rendimiento, pinturas, fibras, sellos ,empaque, juntas, condones, bajo alfombras, partes automotrices, industria de la construcción, del muebles y miles de aplicaciones más. (calzawebperu, 2010) La resilencia es la “capacidad de memoria” de un poliuretano flexible, es decir, a la resistencia de la deformación por compresión mecánica. Se pueden mezclar con pigmentos tales como el negro de humo u otros pigmentos para aplicaciones en automóviles y muebles modernos. (calzawebperu, 2010)

12 | P á g i n a

Su formulación se basa en poliuretanos de bajo número de hidroxilos combinados con isoctanos de bajo contenido NCO, unidos a propelentes especiales y una elevada relación de agua, toda la formulación esta estequiometricamente diseñada para lograr una espuma de gelado rápido y con determinada densidad que no supera los 25 Kg/metro cubico. Algunas aplicaciones de poliuretano flexible abarcan industrias del empaque que se usa como anti-impacto para embalaje de piezas delicadas, su principal característica es que son de celdas abiertas y baja densidad (12-15 Kg/Metro cubico).

6.1.1.2 Los poliuretanos rígidos:

Son rígidos y de densidad elevada (30-50 Kg/metro cubico) que las anteriores, pero tiene características muy parecida. Se pueden formar paneles que son usados ampliamente para el alisamiento. (calzawebperu, 2010) Una variedad de los poliuretanos rugidos son los Spray. Son formulación de alta velocidad de reacción y son usados en los revestimientos sujetos la fuerza de gravedad, tales como aislaciones de bodegas, estanque de almacenamiento e incluso tuberías o cañerías. (calzawebperu, 2010).

Otra variedad de rígidos son los poliuretanos PIR. Son usados en revestimientos de cañerías en zonas extremadamente húmedas y además conducen fluidos a altas temperaturas, su principal característica es la naturaleza ureica del poliuretano. (calzawebperu, 2010).

6.1.1.3 Espumados de poliuretano.

(calzawebperu, 2010) Ilustración 1. Composición esquemática del poliuretano termoplástico.

13 | P á g i n a

Es un material plástico con distribución de caldas abierta formado por agregación de burbujas, conocidas también por el nombre coloquial de goma espuma. Se forman básicamente por la reacción de dos compuestos, un poliol y un isoctanos, aunque su formulación necesita y admite múltiple variantes y aditivos. Dicha reacción libera dióxido de carbono, gas que va formando las burbujas básicamente, y según el sistema de fabricación, se pueden dividir los tipos de espuma de poliuretano en dos tipos:

6.1.1.3.1 Las espumas de poliuretano flexibles de baja densidad:

Tienen densidades en el rango de 10 a 80 kg/m3, hechas de polímero ligeramente reticulado con estructura de celda abierta. No hay barreras entre las células adyacentes, lo que resulta en una trayectoria continua en la espuma de poliuretano, permitiendo que el aire fluya a través de la espuma. Estos materiales se utilizan principalmente como material de acolchado flexible y resistente para proporcionar un alto nivel de comodidad para el usuario. Se producen como forma de plancha, que luego se corta a medida, o como cojines moldeados individualmente o almohadillas. También hay variantes semirígidas de este material, donde ha sido modificada la química de los bloques de construcción. Éstos últimos se utilizan principalmente en los sistemas de gestión de energía tales como almohadillas de protección en los automóviles. (Pacuen, 2015)

6.1.1.3.2 Las espumas de poliuretano rígidas de baja densidad:

Son polímeros altamente reticulados con una estructura de celdas esencialmente cerradas y un intervalo de densidad de 28 a 50 kg/m3. Las células individuales de la espuma están aisladas unas de otras por paredes delgadas de polímero, que detienen de forma efectiva el flujo de gas a través de la espuma de poliuretano. Estos materiales ofrecen una buena resistencia estructural en relación con su peso, en combinación con excelentes propiedades de aislamiento térmico. Las células por lo general contienen una mezcla de gases y en función de su naturaleza y las proporciones relativas de las espumas ofrecen diferentes conductividades térmicas. Con el fin de mantener a largo plazo el rendimiento, es necesario que los gases de baja conductividad térmica permanezcan en las células, por consiguiente, más del 90 por ciento de las células necesitan ser cerradas. Recientemente se han desarrollado espumas rígidas de celdas

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completamente abiertas desarrollados específicamente para aplicaciones de paneles de vacío (Pacuen, 2015)

6.1.1.3.3 Las espumas de poliuretano rígidas de alta densidad:

Se definen como aquellas que tienen densidades por encima de 100 kg/m3. Los sistemas de espuma de poliuretano con piel integral se utilizan para hacer piezas moldeadas que tienen un núcleo celular y una piel decorativa relativamente densa. Hay dos tipos: aquellos con un núcleo de célula abierta y una densidad total de hasta aproximadamente

450 kg/m3 y aquellos con una célula en principalmente cerrada o núcleo microcelular

con una densidad total superior a 500 kg/m3. Los elastómeros microcelulares tienen una densidad mucho más uniforme de entre 400 y 800 kg/m3 y células predominantemente cerradas, que son mucho más pequeñas que las de las aplicaciones de baja densidad. Las principales aplicaciones de piel integral y elastómeros microcelulares se encuentran en partes moldeadas para tapicería de asientos de vehículos y suelas de zapatos. Otro material similar es el elastómero microporoso en que a menudo la estructura porosa es creada de maneras alternativas a la expansión de gases. Producidos a menudo en películas delgadas, estos materiales, tienen una celda abierta como estructura que permite el movimiento de gases, pero que tienen la apariencia y la integridad física de una película sólida. (Pacuen, 2015).

6.2

Plastisol Un plastisol es una suspensión de una resina en un líquido no acuoso. La fase liquida no suele disolverse o solvatar las resinas a temperatura ambiente. Generalmente, como resina se utiliza homopolímeros de policloruro de vinilo, aunque, en los últimos años, existen tendencias crecientes a utilizar coopolímeros debido a sus temperaturas de fusión más bajas con los consiguientes menor consumo energético. Sus propiedades no dependen solamente el tiempo de resina utilizada, sino también características de los demás como ponentes. Es indispensable conocer bien las propiedades de los productos empleados: plastificantes, estabilizantes, materiales de carga, pigmentos, etc… para que un plastisol puede ser transformable mediante una técnica determinada para conseguir un artículo acabado queque responda a unas características establecidas. (Facultad de Ciencias, 1996).

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6.2.1 Plastificantes

Los plastificantes son compuestos que se añaden a la resina con la doble misión de conferir flexibilidad al producto acabado y servir de medio dispersante de la resina. La fluidez del plastisol aumenta con el contenido del plastificante. (Facultad de Ciencias,

1996).

Los plastisoles deben reunir ciertas condiciones:

 Compatibilidad con el PVC para favorecer la gelificación correcta de la mezcla lo cual se ve favoreciendo por la presentación de grupos polares.  Resistencia a la mancha.

 Resistencia a la evaporación y la mitigación.

 Estabilidad ante la luz, el calor y la intemperie.

 Flexibilidad a baja temperatura.

 Inflamabilidad.

Los plastificantes se han clasificado históricamente de acuerdo a cierto criterio como estructuras químicas, compatibilidad con el PVC, peso molecular, etc. En cualquier caso, el tiempo de clasificación más extendido es según las estructuras químicas. (Facultad de Ciencias, 1996)  De tipo manométrico: los plastificantes de esta manera son más usados en plastisoles. Pueden ser de una gran diversidad en viscosidad y capacidad disolvente. Debido a su estabilidad en la viscosidad, los ftalatos con largas cadenas alcohólicas son muy usados para la obtención de plastisoles. Entre ellos, destacan el ftalato de dietil-hexilo (DEHP o también DOP), el ftalto de dibutilo (DBP) y el Ftalato de diiso-monilo (DINP), como los más utilizados en la industria.

 De tipo polimérico: Debido a si alta viscosidad, su aplicabilidad está dentro del campo de los plastisoles. En general, aumenta la viscosidad de la pasta e incrementan los tiempos y la temperatura de la gelificación.  De baja temperatura: los plastisoles formados con este tipo de plastificantes tiene viscosidades apreciablemente bajas en todos los rangos de medida.

16 | P á g i n a

En cualquier caso, en la inmensa mayoría de los casos los plastificantes para el PVC son ésteres de ácidos di- o tri-carboxilicos alifáticos o aromáticos. (Facultad de Ciencias, 1996)

1. Ftalatos

Los ftalatos son el grupo de compuestos más utilizados como plastificantes del PVC. En principio se pueden clasificar como ftalatos de cadena corta, generales, lineales o de cadena larga.

a) Ftalatos de cadena Corta: Entre ellos destacan el dibutil-ftalato

(DBP) y el di-isobutil-ftalato. Todos ellos prestan una alta capacidad plastificante pero también una volatilidad alta y propiedades poco permanentes. Suelen ser empleados en casos en los que se necesita un gelificación rápida y donde no es importante la alta volatilidad.

b) Ftalatos de uso general: Son compuestos con ocho átomos de

carbono en las cadenas laterales… Los más importantes son el DOP, basado en el 2-etilhexanol y el DIOP, basado en el isoctanos. Otros plastificantes importantes de este tipo son el di-isononil-ftalato (DINP) que presenta menor volatilidad y viscosidad.

c) Ftalatos lineales: uno de los avances más importantes en el uso de

los ftalatos como plastificantes fue la introducción de dialquil ftalatos lineales para mejorar las propiedades de los plastisoles a bajas temperaturas. Además, estos compuestos presentan menores perdidas menores pérdidas por volatilización que los de cadena ramificada, aunque sus propiedades eléctricas son peores.

d) Ftalatos de cadena larga: Destaca ellos el di-isodecil-ftalto (DIDP)

el cual presenta una menor compatibilidad con el PVC, aunque es menos volátil. (Facultad de Ciencias, 1996)

2. Fosfatos

Estos compuestos se dividen en cuatro clases:

a) Fosfatos de triarilo: son el grupo más importantes (89-90% del uso

total de fosfatos como plastificantes de PVC). Los polímeros compuestos de este tipo que fueron utilizados eran TTP (fosfato de

17 | P á g i n a

tricresilo) y TXP (Fosfato de trixilo), aunque en la actualidad los más usados son los fosfatos sintéticos que fueron introducidos en el año

1968. Las propiedades más importantes de este grupo son la excelente

resistencia a la llama, buenas propiedades de gelificación y alta compatibilidad con el PVC. El principal problema que presentan es la baja capacidad de plastificación a bajas temperaturas, aunque este inconveniente puede ser superado mediante la utilización de mezclas con otros plastificantes.

b) Fosfatos de trialquilo: Estos compuestos son pocos utilizados con el

PVC debido a su baja compatibilidad y pobre resistencia al fuego a pesar de su excelente comportamiento a bajas temperaturas.

c) Fosfatos mixtos alquil-arilo: los dos más importantes son el fosfato

de octil-difenilo y el fosfato de isodecil-difenilo. Presentan propiedades intermedias entre los de alquilo y los de arilo en sus características de resistencia a la llama y propiedades a bajas temperaturas.

d) Fosfatos de alquilós halogenados: El más importante es el fosfato 2-

tricloroetilo (TCEP) y presentan alta resistencia a la llama, aunque pobre combatividad con el PVC. (Facultad de Ciencias, 1996)

3. Plastificantes poliméricos

Normalmente son poliésteres saturados resultantes de la reacción de un diol con un ácido dicarboxílico. Difieren fundamentalmente del resto de plastificación en que su estructura molecular contiene unidades repetidas y su peso molecular es mayor. La forma normal de trabajo es mediante la adición de un tercer reactivo capaz de interrumpir la reacción. Este reactivo suele ser un alcohol o un ácido monocarboxilico.

Hay dos parámetros a controlar en los plastificantes poliméricos, los constituyentes y el grado de polimerización o peso molecular. La variación de cualquiera de ellos conduce a unos compuestos de propiedades diferentes. Así, se puede observar que un aumento de peso molecular presenta ventajas, como una menor volatilidad, pero también inconvenientes como un aumento

18 | P á g i n a

de la viscosidad o una menor eficiencia en la plastificación. (Facultad de Ciencias, 1996)

4. Plastificantes tipo epoxi

Son compuestos resultantes de la reacción de compuestos insaturados (grasas p ésteres de ácidos grasos) con perácidos. Los compuestos resultantes se utilizan como plastificantes primarios o secundarios, aunque también presentan algunas propiedades interesantes de estabilización. Estos compuestos se caracterizan además por su buena capacidad de planificación y propiedades a bajas temperaturas. La compatibilidad con el PVC es muy buena, aunque se ve reducida cuando el grupo epoxi es destruido en las reacciones de estabilización. (Facultad de Ciencias, 1996)

6.2.2 Estabilizantes

Los estabilizantes normalmente empleados en el PVC son derivados inorgánicos u organométalicos a base de plomo, bario cinc o estaño. Muy a menudo dichos productos contienen fosfitos orgánicos y/o derivados epóxidos. Se presentan en forma sólida o líquida, aunque se observado que los estabilizantes líquidos se dispensan mejor en los plastisoles. Normalmente, suelen incorporara 1 a 5 partes de estabilizantes por 100 partes de estabilizante.

No existe ninguna clasificación formal de los estabilizantes de PVC aunque normalmente se suelen agrupar en funcione de su naturaleza química y en algunos casos de acuerdo en mezclas o incluso en combinación con otros aditivos aunque se puede distinguir las siguientes clases: (Facultad de Ciencias, 1996).

a. Estabilizantes de plomo:

Son los más empleados, tanto como sales inorgánicas (sulfato tribásico, fosfito de dibásico) como orgánicos (esteratos y ftlatos de plomo). La mayoría de estos productos son sólidos, aunque ciertas sales de ácidos orgánicos de cadena corta se encuentran como complejos líquidos. La principal ventaja de estos compuestos es su bajo coste, su buen poder estabilizante (combinado en algunos casos como absorción ultravioleta) y su particular capacidad de aislamiento eléctrico (debido a la naturaleza inerte de sus cloruros formados

19 | P á g i n a

por reacción de HCL). El principal inconveniente es su toxicidad lo que limita su utilización a casos muy concretos. (Facultad de Ciencias, 1996)

b. Estabilizantes de bario y Cadmio:

Son sales de ácidos orgánicos alifáticos o aromáticos. Algunos de estos productos se ofrecen en el mercado bajo su denominación química (ej. Estearato de Cd), mientras que otros se mezclas complejas de varias sales con diluyentes y fosfitos orgánicos. En cualquier caso, la adición de estabilizante epoxidado como esteres de ácidos graso, refuerza el efecto estabilizante de Ba/Cd. (Facultad de Ciencias, 1996)

c. Estabilizantes de estaño:

Son derivados organométalicos del estaño como el dibutilestaño. Sus características son las ser unos poderosos estabilizantes al calor dando gran estabilidad a los productos de PVC. Son compuestos relativamente en algunos casos. (Facultad de Ciencias, 1996)

d. Estabilizantes de Bario/Cadmio y Bario/cinc:

Son estabilizantes más usados en el PVC ya que permite la obtención de compuestos de alta estabilidad térmica, buena estabilidad a la luz y son compatibles con el PVC y sus derivados. Además, sus propiedades se ven incrementadas por la adición de coestabilizantes de tipo orgánico. Normalmente se utilizan en cantidades de 1-3 partes por

100 de resina. Las limitaciones más importantes de estos compuestos son su efectividad

variable en función del tipo de PVC usado y de la relación entre los componentes. (Facultad de Ciencias, 1996)

e. Estabilizantes auxiliares:

En este grupo de presentan productos como los aceites epóxidos, quelantes o absorbentes ultravioleta. Estos productos permiten reforzar la acción estabilizante al calor y la luz de los otros grupos ya indicados. (Facultad de Ciencias, 1996)

20 | P á g i n a

6.2.3 Materiales de Carga:

Las materias de carga son productos minerales que se incorporan a los plastisoles con objeto de rebajar su coste o modificar eventualmente ciertas propiedades de aislamiento, etc…la d propiedades de los plastisoles depende en gran medida del tipo y granulometría de las cargas utilizadas. (Facultad de Ciencias, 1996).

Las características de una buena materia de sarga son: (Facultad de Ciencias, 1996)  Granulometría uniforme  Facilidad de incorporación  Pureza elevada  Mínima absorción de plastificante  No alteración en sentido desfavorable de la estabilidad térmica del plastisol. La introducción de una carga en un plastisol aporta ciertas modificaciones de estructura que influyen en las propiedades reológicas del mismo. Así, si la carga posee una densidad elevada el volumen que ocupa es limitado y su efecto mínimo. Por el contrario, si su peso específico es bajo, la influencia que ejerce sobre las facultades de deslizamiento de la pasta es mucho más pronunciada. (Facultad de Ciencias, 1996) Por otro lado, una carga porosa absorbe tanto más plastificante como más sea su granulometría y la consistencia de un plastisol aumenta en razón inversa a la cantidad de plastificante que quede libre para la lubricación de los granos de PVC. La consistencia de las pastas crece de forma importante según los tipos de cargas empleados. (Facultad de Ciencias, 1996) Además, la introducción de cargas rebaja la resistencia a la abrasión de los productos acabador (a mayor contenido de carga, mayor desgaste). Otras propiedades mecánicas como resistencia a la tracción, desgarramiento, flexión, etc… experimentan una caída con la incorporación de material carga. En general, las características mecánicas y el comportamiento a las bajas temperaturas se debilitan progresivamente al utilizarse materias cargas en cantidades superiores a 30 partes por 100 de PVC. (Facultad de Ciencias, 1996) Las cargas pueden clasificarse en tres categorías: (Facultad de Ciencias, 1996)

21 | P á g i n a

a. Carbonatos alcalino-térreos:

Entre ellos se pueden distinguir los carbonatos de calcio, precipitados o molidos, y también las dolomías (carbonatos dobles de calcio y magnesio).

b. Sulfatos alcalino-térreos:

Entre los que destacan los sulfuros de bario, cargas pesadas y, a menudo, difíciles de dispersar correctamente.

c. Sílices y silicatos:

Entre ellos destacan los caolines (silicatos de alúmina), sílice, talco (silicato de magnesio), amiantos (silicatos de calcio y magnesio) y micas (sílico-aliminatos complejos).

6.2.4 Lubricantes

Los lubricantes son aditivos para el procesado, utilizándose para influir en algunos aspectos del comportamiento de la formación de PVC bajo calor y las tensiones debidas al procesado. (Facultad de Ciencias, 1996).

Normalmente se suelen introducir estos compuestos con el fin de evitar que el plastisol gelificado se adhiera a las superficies metálicas calientes como moldes. El grupo de lubricantes comprende estearatos metálicos, ácido esteárico, ceras, siliconas, etc. Los estearatos metálicos son capaces de actuar a la vez como estabilizantes y lubricantes. (Facultad de Ciencias, 1996).

La acción de los lubricantes se puede dividir entre externa e interna. El efecto principal de la lubricación externa es la reducción de la fricción y adhesión ente la pasta caliente de PVC y las superficies metálicas por presencia como interface. Esto hace más fácil el movimiento de la composición a través de la maquinaria. (Facultad de Ciencias, 1996). La estructura química de los lubricantes es un factor importante en su combatividad con el PVC y en su acción lubricante. Se estima que el tamaño molecular (longitud de cadena) y la polaridad del lubricante son determinantes. Así, longitudes de cadena cortas y polaridades altas permiten una buena compatibilidad y lubricación interna mientras que los de cadena larga (incluidos con algunos grupos polares) tienden a ser poco compatibles actuando como lubricantes externos. (Facultad de Ciencias, 1996).

22 | P á g i n a

Las formulaciones de PVC rígido requieren normalmente lubricantes internos y externos, mientras que las formulaciones flexibles solo requieren lubricantes externa ya que los plastisoles son capases de sustituir a los lubricantes internos. (Facultad de Ciencias, 1996).

6.2.5 Pigmentos

Los pigmentos pata PVC son productos prácticamente insolubles en los plastificantes que, añadidos al plastisol, permiten obtener productos acabados de cualquier colorido. Un buen pigmento babe poseer las siguientes características: (Facultad de Ciencias, 1996)  Resistencia al calor en presencia de los constituyentes de las mezclas. Su color no debe sufrir ninguna alteración en el trascurso de la fabricación cuando los compuestos calentadores a altas temperaturas.

 Resistencia a la luz y a la intemperie.

 Afinidad con el PVC con el fin de evitar la eflorescencia del pigmento.  Poder de coloración lo más alto con el fin de utilizar la mínima cantidad de pigmento, susceptible de no alternar las propiedades del plastisol.  No deben alterarlas propiedades de los plastisoles: estabilidad térmica, resistencia al envejecimiento, Los pigmentos para los plastisoles de PVC pertenecen a dos categorías: (Facultad de Ciencias, 1996)

a. Pigmentos Orgánicos: tienen un elevado poder colorante y con tonalidad más vivas

que los inorgánicos. por el contrario, algunos son establea a la luz y al calor. Pueden ser utilizados en dosis muy pequeñas (0.005 a1.0 partes por 100 de PVC).

b. Pigmentos minerales: Son relativamente baratos, pero tienen un poder colorante

bastante débil y deben utilizando baratos, pero tienen a poder colorante bastante débil y deben utilizarse en dosis importantes (1 a 8 partes por 100 de PVC). Estos pigmentos son insolubles en los plastificantes.

También pueden utilizarse condonaciones de los dos tipos de pigmentos.

23 | P á g i n a

6.2.6 Diluyentes

Los diluyentes son líquidos orgánicos que no actúan como plastificantes, sino que, una vez introducidos en las pastas, rebajas sensiblemente su viscosidad durante el almacenamiento. (Facultad de Ciencias, 1996) Dichos productos pueden ser éster de ácidos grasos, empleándose unos u otros de acuerdo con sus diferencias de volatilidades. (Facultad de Ciencias, 1996).

6.2.7 Polímeros Extender:

Son aquello polímeros a los cuales se les adiciona una carga polimérica en su formulación bien sea para que cumpla una función específica o que sirva de relleno.

6.3

Caracterización de la industria:

La industria se caracteriza por la elaboración de poliuretanos, plastisoles para moldeo, plastisoles para estampación, plastisoles para recubrimiento y pegantes de tapa sencilla y tapa doble; según lo que requiera el cliente; en cuanto a los poliuretanos se cuenta con una gran variedad como lo son poliuretanos para filtro, suelas, plantillas, flexible, piel integral, elastómeros, adhesivos para filtros, para piezas antiestres, imitación madera y boyas.

6.4 Técnicas de análisis:

Los poliuretanos en el estado sólido se utilizan comúnmente en muchas aplicaciones estructurales y médicas. Ellos, obviamente, se obtienen mediante la reacción de poliadición, donde por lo general se usa etilenglicol como el extendedor de cadena. (Agata Domanska, 2014). La fabricación de poliuretanos a partir de prepolímeros cristalinas donde se utiliza agua como extendedor de cadena. Poliuretanos biodegradables se sintetizaron a partir de: poli (ε-caprolactono) diol (PCL), 4,40methylenebis (ciclohexil) isocianato (HMDI) y agua destilada (w) como un extendedor de cadena. El prepolímero se cristalizó a tres temperaturas diferentes: 7, 22 y 30 C, respectivamente. (Agata Domanska, 2014).

24 | P á g i n a

Los plastisoles se obtienen al combinar resinas, Estabilizantes térmicos,

Coestabilizadores térmicos, plastificantes, cargas, retardantes de flama Agentes espumantes, Absolvedores de luz, Antiestáticos, fosfóricos y ésteres de polietilenglicol Lubricantes, Biosidas, Modificadores reológicas, Pigmentos, Solventes. Además, los plastisoles pueden contener: Dispersantes, promotores de adherencia, agotadores, desmoldantes, desecadores, aromatizantes y deodorizantes todo esto según las propiedades que se les quiera dar. (Schaey,

1987)

6.4.1 Formación del plastisol:

Para la preparación de los plastisoles se requiere una mezcla cuidadosa, evitando la aglomeración de la resina y fenómenos de calentamiento que pueden evaporara plastificantes y hacer aumentar la viscosidad, empeorando las características de envejecimiento. La velocidad de cizalla desarrollada por la mezcladora y el orden en que se añaden los ingredientes puede además afectar al comportamiento reológico del plastisol. Todos estos factores deben ser tenidos en cuenta al preparar plastisol. (Beltrán Rico, 1995).

El fluido resultante tras la presentación del plastisol puede presentar un comportamiento Newtoniano (en pastas con alta concentración de plastificante 50%) pseudoplastico (a bajas o altas velocidades de cizalla) o tixotrópico (cuando se espesa por efecto de envejecimiento). (Beltrán Rico, 1995).

En la mayoría de las aplicaciones de las pastas el hecho que inicialmente sean liquidas es una ventaja sobre otros materiales. La viscosidad y las propiedades reológicas de las pastas juegan un papel muy importante en la probabilidad de procesado de las mismas. (Beltrán Rico, 1995). Las características de la resina empleada, la concentración y la naturaleza del plastificante, el tipo de aditivos y el envejecimiento puede modificar el comportamiento de los plastisoles. Para el comportamiento de los plastisoles durante el procesado sea el adecuado, es necesario que sus propiedades, especialmente su viscosidad, no se alteren con el almacenamiento. (Beltrán Rico,

1995).

6.4.1.1 Gelificación y fusión de plastisoles

En todas las aplicaciones de la pasta, éstas se transforman de un líquido viscosidad a un sólido por efecto de la temperatura. Durante esta transformación, el plastisol pasa una serie de estados

25 | P á g i n a

intermedios (gelificación y fusión). Las interacciones que tienen que tienen lugar entre el plastificante y la resina responsable del comportamiento se gelificación y fusión, por lo que es fundamental el conociendo de la naturaleza de esta interacción. (Beltrán Rico, 1995) .  Gelificación: es el proceso en el que se produce la adsorción del plastificante las plastificantes por las partículas de polímeros, como consecuencia de un primer aumento de la temperatura (y en casos de envejecimiento drástico), obteniendo un gel relativamente débil. (Beltrán Rico, 1995)  Fusión: es el proceso donde, como resultado de un calentamiento (generalmente en torno a 160°C), las partículas de PVC y el plastificante se mezclan componentes y funden juntas para formar un material homogéneo. Este material es capaz de desarrollar por completo sus propiedades mecánicas. (Beltrán Rico, 1995).

6.5

Recuperación del poliuretano

Existen diversas formas de recuperar el poliuretano. En términos de reciclado es comúnmente usado para todas aquellas actividades que conducen a un producto, partes de un producto o material constituyente de un producto a un nuevo ciclo de su uso.

La industria ha experimentado recientemente un considerable avance en la tecnología del reciclado. Dado día surgen métodos innovadores para reducir la cantidad de residuos sólidos generados por la industria del poliuretano y los objetos desechados fabricados con este material. Existen un numero de diferentes enfoque que están siendo usados y desarrollados para el reciclaje del poliuretano. (Garcia Berro)

6.5.1 Reciclado Mecánico

Consiste en separar, limpiar y triturar los objetos de poliuretano desechado para elaborar granza que servirán para la fabricación de nuevos objetos.

i. La mayoría de los desechos de espumas flexible de poliuretanos procedentes de

desechos de producción y objetos pots-consumo se trituran en pequeños trozos y pueden ser usados en la producción de nuevas espumas.

26 | P á g i n a

ii. Otra línea de investigación consiste en pulverizar las espumas, rígidas y flexibles, dispersar los gránulos en una mezcla de poliol y moldearlo en piezas originales. Este enfoque resulta a menudo en pequeñas perdidas de densidad o propiedades físicas. iii. La adhesión con presión es una técnica donde los granos de poliuretano son suficientemente cubiertos y curados bajo calor y presión. Se obtiene piezas de contorno como las estirillas para el suelo de los colchones o cubiertas de neumáticos. iv. Las piezas rígidas de poliuretano pueden ser granuladas, combinada con poliuretanos termoplásticos y moldeados o extruidas n nuevas piezas o perfiles. Se pueden producir piezas tridimensionales como para choches o partes estructurales del coche. También RIM o poliuretano rígido, puede ser granulado y pegado por prensado para construir nuevas piezas compuestas o procesado con material virgen en nueva pieza de RIM.

6.5.2 Reciclado químico avanzado

El reciclado químico consiste en desglosar los desechos de poliuretano en sus componentes químicos originales. Se ha llegado a la actual tecnología de reciclado a través de 2100 patentes que han desarrollado y mejorado los siguientes métodos:

i. Glicolisis: es un proceso donde los residuos de poliuretano resultantes de los

procesos de fabricación y productos de post-consumo reaccionan con dioles a elevadas temperaturas (200°C) para producir polioles, uno de los materiales principales empleados para la producción de poliuretano.

ii. Hidrolisis: Puede producir polioles y aminas intermedias a partir de residuos del proceso de producción de poliuretano y post-consumo. Cuando es recuperado los polioles pueden ser usados como combustible efectivo y los intermedios pueden ser realizados para la producción de otros poliuretanos.

iii. Pirolisis: El proceso de descomposición termina en ausencia de oxigeno rompe el poliuretano en gas y aceite.

iv. Hidrogenación: el tratamiento de hidrogeno a altas temperaturas y presión produce gases y aceites que son más puros que los procedentes de la pirolisis.

27 | P á g i n a

6.5.3 Recuperación de energía

Cuando las formas de reciclado físicas y químicas no son adecuadas, la considerable cantidad de energía contenida en los poliuretanos post-consumo o en los residuos de fabricación puede ser recuperada por incineración de alta eficacia. De esta manera se reduce el volumen de residuos sólidos y se realiza una valoración energética. Los plásticos en general no son valiosos para permanecer en vertederos porque contienen gran cantidad de energía potencial (Garcia Berro).

28 | P á g i n a

7

METODOLOGIA

7.1

Reducción de tamaño y Tamizado La reducción de tamaño se realizó cortando el material en piezas pequeñas y luego procesarlo por un molino (Corona) de forma manual.

Se tamizó el material molido para determinar el tamaño de partícula, esto se hizo con el fin de verificar que el tamaño grano fuera cercano o similar al del carbonato de calcio el cual es la carga original de la formulación plastisol.

Se utilizaron 5 tamices (Endecotls) de números 10, 16, 45, 70, 100, el material retenido en los tamices número 10, 16 se debe reprocesar y el de los tamices número 45, 70, 100 se utilizaron en el proceso siguiente, ya que estos son en los que el carbonato de calcio retiene como se muestra en la Tabla 3, en la cual se utilizó 100 g de carbonato de calcio como patrón.

7.2

Elaboración del plastisol Tabla 2. Formulación Plastisol Base Componente Patrón Carboflex DBP

Carboflex On

Ecolvin G74

Base anti humedad

Base estabilizante

Carbonato de calcio

Fuente (Alcoplas Ltda, 2016) El CARBOFLEX DBP o CARBOFLEX EN es un plastificante de uso general para resinas de Poli (acetato de vinilo), PVA. Es probablemente el mejor plastificante de uso general para Poli (acetato de vinilo), PVA y adicionalmente presenta una excelente compatibilidad con resinas de Poli (cloruro de vinilo), PVC, Etilcelulosa, Nitrocelulosa, Acetato Butirato de Celulosa, Cauchos de Neopreno y de Nitrilo, Cauchos Clorados, Poliestireno y Resinas de Polivinil Butiral. Los compuestos de Poli (acetato de vinilo), PVA plastificados con CARBOFLEX EN tienen buena flexibilidad y relativamente baja volatilidad. (Carboquimica, 2007). El Carboflex ON o DOP es un plastificante de uso general para resinas de Poli (cloruro de vinilo), PVC. Es probablemente el mejor plastificante de uso general para resinas de Poli (cloruro de vinilo), PVC; además presenta una excelente compatibilidad con resinas de Nitrocelulosa. El

29 | P á g i n a

CARBOFLEX ON es compatible también, aunque en menor proporción con Poliestireno, y Cauchos de Neopreno, de Nitrilo y de Estireno – Butadieno. Los compuestos de Poli (cloruro de vinilo), PVC plastificados con CARBOFLEX ON tienen buena retención de sus propiedades durante el envejecimiento, resistencia al desgaste y excelentes propiedades eléctricas, además presentan buenas características de sellado al calor, retención de sus propiedades a baja temperatura y una aceptable resistencia a la extracción por grasas, aceites, agua y soluciones jabonosas. Las lacas de Nitrocelulosa plastificadas con CARBOFLEX ON muestran buena estabilidad a la luz y al calor. (Carboquimica, 2007).

El ECOLVIN® G74 es una resina de PVC tipo homopolímero de peso molecular alto. Los plastisoles elaborados con esta resina, con un nivel de plastificación medio, presentan baja viscosidad y desarrollan un comportamiento pseudoplástico a bajas ratas de corte y ligeramente dilatante a altas ratas de corte. La resina ECOLVIN® G74 se dispersa fácilmente en plastificantes permitiendo de esta forma una liberación eficiente del aire atrapado durante el mezclado (Mexichem, 2008).

La base anti humedad es una base plastificante la cual contiene DOP y oxido de calcio, esta base permite absorber la humedad en el ambiente, permitiendo así que el plastisol no presente daño por humedad y no se sople de manera descontrolada. (Roa, 2016).

La base estabilizante contiene DOP y un poderoso estabilizador como lo es el POLYSTAB ZC-68 este estabilizante es un estabilizante térmico complejo de Calcio – Zinc en forma sólida. El POLYSTAB-68 se utiliza en la estabilización de resinas de Poli (cloruro de vinilo), PVC, tipo suspensión y emulsión, no sensibles al Zinc, empleadas en la fabricación de artículos plastificados atóxicos, obtenidos mediante procesos de calandrado, extrusión, moldeo por inyección y moldeo por soplado. El POLYSTAB ZC-68 cumple con regulaciones atóxicas para la manufactura de empaques para alimentos y artículos de uso farmacéutico. No confiere olor ni sabor al artículo terminado.

El

POLYSTAB

ZC-68 tiene propiedades lubricantes y no causa manchado por azufre. (Carboquimica, 2007).

El OMYACARB 1-SJ, es un carbonato de calcio natural de alta pureza, caracterizado por su alta blancura y fino tamaño de partícula. Puede ser utilizado como aditivo indirecto para alimentos bajo 21, también se utiliza en PVC rígido, PVC flexible. (caribe, 2016).

30 | P á g i n a

Ilustración 2. Diagrama de Flujo Fabricación Plastisol

Fuente Propia

31 | P á g i n a

En el diagrama de flujo se puede observar la adición de los materiales en un orden establecido, esto es muy importante ya que el orden de los componentes puede afectar propiedades como la viscosidad del producto, también se observa los pasos a seguir en caso de que no cumpla la condición, como por ejemplo si no ha eliminado grumos se procede a agitar 5 minutos más la mezcla.

7.3

Pruebas Físicas Estas se dividieron según su estado, en su forma líquida que antes de ser gelado y en sólido después de este proceso, el cual se realizó en un horno de convección (Memmert) a 180 °C en un tiempo de 6 a 15, el cual vario por el tipo de molde usado.

7.3.1 Mezcla sin gelar

7.3.1.1 Viscosidad:

Este método tiene como objetivo determinar la viscosidad aparente en plastisoles, pegantes, tintas para estampación, tintas sublimáticas. (Acero, 2008).

Fuente Propia Ilustración 3. Diagrama Balance de Materia para producción de una tonelada Carboflex DBP Carboflex On Ecolvin G74 Base anti humedad Base estabilizante Carbonato de calcio Poliuretano Espumado Molido Plastisol

32 | P á g i n a

PROCEDIMIENTO

• Evaluar la temperatura de la muestra, la cual debe estar a 20ºC±2.

• Adicionar aproximadamente 150±50 gramos del material a analizar en el cilindro del reómetro.

• Colocar la boquilla estándar.

• Abrir la válvula de presión del reómetro fijándola en la 10 Psi.

• Medir el tiempo (segundos) requerido para que fluya la masa; para el caso la masa es de 50

gramos.

La medición se realiza por triplicado se toma como resultado el promedio de las mismas.

7.3.1.2 Densidad:

La densidad se determinó según la norma de “Plásticos. Métodos para determinar la densidad de plásticos no celulares. Parte 1: Método de inmersión, método del picnómetro líquido y método de valoración (ISO 1183-1:2004)”. (Agata Domanska, 2014) Ecuación 1. Densidad 𝜌= 𝑚1 𝑚1 −𝑚2 ∗𝜌𝑤= [𝑔 𝑐𝑚3 ⁄ ] Fuente (Agata Domanska, 2014)

7.3.2 Mezcla gélada

7.3.2.1 Dureza:

La medición de dureza se realizó utilizando el método Shore-A descrito en la norma “Plásticos y ebonita. Determinación de la dureza de indentación por medio de un durómetro (dureza Shore). (ISO 868:2003)” (Agata Domanska, 2014), el equipo utilizado fue un Durómetro (Baxlo) para tomar las medidas de los ensayos.

7.3.2.2 Propiedad de tensión- elongación

El ensayo de tensión es el más utilizado para estudiar la relación esfuerzo- deformación del material. El ensayo se realizó de forma cualitativa aplica una fuerza manual, se realiza halando el M2: Masas con sustancia M1: Masa Vacía ρW: Densidad del Agua determinada por la temperatura

33 | P á g i n a

material y alongándole, observando si se generó daño a este como agrietamiento o ruptura (Mikell P.).

No se realizó el ensayo de la forma que describe el método de la norma ASTM D638 - 02a por inconvenientes en molde necesario para fabricar la probeta adecuada para este.

7.3.2.3 Resistencia a los productos químicos

La resistencia química se determinó de acuerdo con la norma ASTM F925. La norma dice “no tendrá más que un ligero cambio en el embotamiento de la superficie, la superficie de ataque, o manchas provocadas por los siguientes productos químicos”. (ASTM, 1999)

1. Vinagre blanco (5% de ácido acético),

2. Alcohol (alcohol isopropílico al 70%),

3. Aceite mineral blanco (grado médico),

4. Solución de hidróxido de sodio 6.8.4 (5% de NaOH),

5. Solución de ácido clorhídrico (HCl al 5%),

6. Solución de ácido sulfúrico (5% de H2SO4),

7. Solución de amoníaco (NH4OH al 5%),

8. Blanqueador casero (NaCl al 5,25%),

9. Aceite de oliva (luz),

10. Fenol (5% de fenol activo).

Nota. Los productos químicos básicos son representativos de las que es probable encontrar en el uso residencial, comercial e institucional. Muchos compuestos de propiedad contienen uno o más de estos productos químicos básicos. En caso de que el suelo para una aplicación inusual tiene que ser resistente a una sustancia química específica, este requisito adicional debe convertirse en parte del documento de adquisición.

7.3.2.4 Resistencia al calor:

Cuando se realiza el ensayo es de acuerdo con el Método de Prueba F 1514. (ASTM, 1999). El cual consiste en la evaluación del plastisol a 180 °C por un tiempo determinado, hasta que este se degrade, esto se realizó en un horno de convección (Memmert), en el cual se comprobó el comportamiento a la temperatura cada 10 minutos.

34 | P á g i n a

8

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

8.1

Reducción de tamaño y Tamizado

Tabla 3. Fracción Acumulada Tamices

Carbonato de Calcio Poliuretano Espumado Molido Malla (Estander Tyler) Abertura de Tamiz (mm) Dp Fracción másica (g) Fracción Acumulada Fracción másica (g) Fracción Acumulada

10

2

-

0

0

0,075

1

16

1,18

1,59

0

0

0,027

0,97287356

45

0,355

0,7675

0,14

1

0,812

0,16114943

70

0,212

0,2835

0,56

0,44

0,081

0,07994253

100

0,150

0,181

0,15

0,2872

0

0,07994253

Tapadera

-

-

0,13

0

Total

0,99

0,99

Fuente Propia Del proceso de molienda se obtuvo 174 g de poliuretano espumado, al cual se le determinó el tamaño de partícula por método de tamices, obteniendo que el poliuretano en un mayor porcentaje se encontraba en el tamiz N° 45 el cual tiene una tamaño de apertura de 335 micras con una fracción másica retenida de 0,812; este se comparó con el porcentaje retenido del carbonato de calcio (carga original), este último empezó a retener en el tamiz N° 45 como se observa en la Tabla 3, por lo cual se selección todo material retenido en los tamices de números superiores, ya que al aumenta la numeración del tamiz se reduce el tamaño de apertura de este. El material seleccionado fue el utilizó en los pasos posteriores del desarrollo experimental.

Fuentes propia Ilustración 5. Material Molido

35 | P á g i n a

8.2

Elaboración del plastisol

Tabla 4, Formulación Plastisol con Poliuretano Componente Base % Medio % Bajo % Alto Carboflex DBP

Carboflex On

Ecolvin G74

Base anti humedad

Base estabilizante

Carbonato de calcio

Poliuretano

Fuente Propia Se elaboraron ensayos de la formulación plastisol realizando adiciones del poliuretano, con carga en porcentajes determinados, primero se realizó la dispersión del todos los componentes sólidos como lo son la resina, la carga, y el estabilízate. La distribución de particulas del poliuretano no fue buena, ya que es absorbente a pesar de su tamaño, por esto asimilo gran parte gran parte del plastificante, el plastisol final presenta partículas de poliuretano molido que no se distribuyeron totalmente, se inició según lo establecido, como se muestra en los ensayos de la Tabla 4, con porcentajes bajo, medio y porcentaje alto del poliuretano molido. Se realizó un ensayo adicional con la formulación de ensayo con menor porcentaje añadiendo un 1% de base de pigmento negro, esto permitió hacer menos notorio la presencia de partículas no distribuidas en el producto final.

8.3

Propiedades Físicas Tabla 5. Propiedades Físicas Probeta % PU Viscosidad Densidad Dureza (Sh. A) Dureza 24 h

1

Base

33

1,2

65

70

2

Menor

50

1,13

55

65

3

Intermedio

90

1,14

50

55

4

Mayor N.D N.D N.D

Fuente Propia Tabla 6. Ensayo con pigmento Fuente Propia Probeta % PU Viscosidad Densidad Dureza (Sh. A) Dureza 24 h Pigmento

5

52

1,13

36 | P á g i n a

Se observa en la Tabla 5 que de los 4 plastisoles se elaborados, la cuarto probeta no tiene medición ya que al momento de elaboración se observó que este porcentaje de plastisol aumenta la viscosidad excesivamente, de igual manera el plastisol no gelaba ni curaba correctamente y por ello este ensayo no continuo en procesos posteriores de análisis. La probeta pimentada no genero un cambio en las propiedades del producto final en comparación al ensayo que contenía las mismas proporciones en su formulación.

8.3.1 Mezcla sin gelar

8.3.1.1

Viscosidad

Fuente Propia. Fue medido a 20ºC, 50 gramos, 10 Psi.

El aumento de viscosidad se debe a que el carácter poroso del poliuretano espumado absorbe el plastificante, aumentando es característica. Por ello esta característica es directamente proporcional al porcentaje de poliuretano en la formula, a mayor porcentaje aumenta la viscosidad.

Ilustración 7. Viscosidad

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

2

4

6

8

10

12

Viscosidad/ Tiempo de caida en segundos % de Poliuretano en el plastisol

Base % Bajo % Medio

37 | P á g i n a

8.3.1.2 Densidad

Fuente Propia.

La densidad es un parámetro el cual no presento una variación significativa, se observa inicialmente en el ensayo de bajo porcentaje una disminución de la densidad por el porcentaje de poliuretano en la este, y en el ensayo de porcentaje medio aumenta con el aumento del PU utilizado en la formulación estos cambios se observan en la ilustración 8, esto se debe que las densidades del plastisol y poliuretano se suman ya, por lo cual al disminuir la carga original y aumentar el plastisol general el cambio de densidad, pero este no es un cambio drástico, también hay que tener en cuenta que los poliuretanos utilizados tenían diferentes densidades libres y durezas.

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

0

2

4

6

8

10

12

Densidad en g/cm3 % de Poliuretano en el plastisol Base % Bajo % Medio Ilustración 8.Desidad

38 | P á g i n a

8.3.2 Mezcla gélada

8.3.2.1 Dureza

Fuente Propia.

Estas mediciones se realizaron a 0 horas y a 24 horas de estar curado el plastisol. La dureza aumenta un al transcurrir las 24 horas de elaborado, la dureza final del plastisol base fue de 70 Shore A, la del ensayo con menor porcentaje y con pigmento fue de 65 Shore A y la del ensayo porcentaje medio fue 55 Shore A. De esto podemos decir que al aumentar el porcentaje de poliuretano la dureza este disminuye como se observa en la ilustración 9. Esto se debe a las características blandas de la espuma de poliuretano.

8.3.2.2 Propiedad de tensión- elongación

Tabla 7. Ensayos de Tensión Base % Bajo % Medio No se rompe ni se deforma No se rompe ni se deforma Se rompe no se deforma

45

50

55

60

65

70

75

0

2

4

6

8

10

12

Dureza en escala Shore A % de Poliuretano en el plastisol

0 horas

Base % Bajo % Medio Ilustración 9. Dureza

39 | P á g i n a

Fuente Propia El ensayo con porcentaje medio se observó agrietamiento de la superficie, pero el material no se deforma como se evidencia en la Tabla 7, por ello este porcentaje es inadecuado para el cambio en la material carga porque se genera un material frágil, por el contrario el ensayo con el porcentaje bajo es adecuado ya que conserva las características del material en comparación al plastisol base.

8.3.2.3 Resistencia a los productos químicos

Tabla 8. Prueba de Resistencia Química Mi n Base % Medio % Bajo

0

10

Fuente Propia, Lista de Reactivos según numeración;

40 | P á g i n a

1.

Vinagre blanco (5% de ácido acético),

2.

Alcohol (alcohol isopropílico al 70%),

3.

Aceite mineral blanco (grado médico),

4.

Solución de hidróxido de sodio 6.8.4 (5% de NaOH),

5.

Solución de ácido clorhídrico (HCl al 5%),

6.

Solución de ácido sulfúrico (5% de H2SO4),

7.

Solución de amoníaco (NH4OH al 5%),

8.

Blanqueador casero (NaOCl al 5,25%),

9.

Aceite de oliva (luz),

10. Fenol (5% de fenol activo).

Las muestras y el patrón sometidas a las diferentes sustancia químicas que es posible encontrar de forma común, durante un periodo de 10 min que se realizó la prueba ninguna de ellas demostró deterioro frente a estas, demostrando de las muestras tienen la misma resistencia química que la muestra patrón.

8.3.2.4 Resistencia al calor:

Tabla 9. Prueba de Resistencia al calor Min Base % Medio % Bajo

41 | P á g i n a

30

40

50

60

70

80

Fuente Propia. El ensayo se realizó a 180 °C Las tres probetas se sometieron a 180°C durante una hora y veinte minutos como se aprecia en tabla 9, la probeta base aproximadamente en 20 minutos manifiesto coloración debido a su degradación, completamente notoria a los 30 minutos y en adelante, aunque no quemado, se exhibe degradado. Las probetas con bajo y medio porcentaje de PU no desarrollan coloración típica de la degradación térmica hasta después de 30 minutos, se aprecia un cambio notorio en los bordes, pero

42 | P á g i n a

es importante señalar que la apariencia y estabilidad dimensional es mejor en las probetas con PU que sin él, ya que conservan la forma del corte. Al cabo de 50 minutos, todas las probetas se muestran degradadas con cambio notorio de la coloración. Las probetas con PU, no funden. La probeta base después de permitírsele enfriar muestro una apariencia cristalina sin cambio se elonga, el ensayo con porcentaje bajo demostró unos sectores cristalinos y otros porosos sin ruptura por estiramiento, el porcentaje medio presento una textura porosa quebradiza similar al material antes de ser sometido a la prueba.

43 | P á g i n a

9

CONCLUSIONES

Es factible reutilizar poliuretano espumado como polímero extender y/o carga funcional en una formulación de plastisol, encontrándose que se puede incorporar en la formulación plastisol hasta un porcentaje óptimo del % bajo. Para lograr este objetivo, el poliuretano espumado debe molerse hasta un tamaño de partícula inferior a 335 micras. El plastisol formulado presentó unas buenas propiedades mecánicas y de resistencia química en comparación con una formulación base típica que no implementa poliuretano.

La formulación plastisol con poliuretano se optimizó, incrementando el contenido de poliuretano molido desde % bajo hasta % alto, encontrándose que, en la máxima cantidad permisible, basado en el mezclado antes de gelado y confirmado por las pruebas de flexión. A una concentración de % medio de poliuretano, era factible mezclar el plastisol antes de gelado, pero no se mostraba apropiado ante una prueba de flexión, es decir, el plastisol falla al ser doblado. En una composición de % bajo de poliuretano molido, el plastisol exhibe propiedades mecánicas satisfactorias.

Durante la evaluación de las características físicas del plastisol generado se observó que hasta un % bajo, la incorporación del poliuretano espumado (molido) a formulación plastisol no altera significativamente las características de dureza, elasticidad, densidad y adicionalmente conserva resistencia química y sirve como carga inerte, en este caso como polímero extender. Sin embargo, antes del gelado, si se ven alteradas características físicas como la viscosidad y la densidad de la mezcla, evidenciado a partir de la comparación con la formulación plastisol base.

Es posible utilizar el plastisol con poliuretano molido como polímero extender y/o carga en tarjetería, marquetería, capelladas (calzado), de acuerdo con las propiedades físicas que exhibió. Adicionalmente, la base pigmentada permite enmascarar la carga o poliuretano permitiendo su uso en aplicaciones convencionales de plastisol sin que sea evidente la incorporación del poliuretano.

Se considera viable realizar una reformulación como líneas de investigación derivadas de este trabajo para mejorar las propiedades reológicas y lograr una mayor inclusión de poliuretano sin deterioro de las propiedades físicas del plastisol.

44 | P á g i n a

El proyecto contribuye socialmente a la comunidad ya que nos permite darle una reutilización adecuada al poliuretano espumado; con ello disminuyendo y/o iniciando el tratamiento de los desechos de poliuretano espumado.

45 | P á g i n a

10 RECOMENDACIONES

Para la presente formulación, no se recomienda incorporar poliuretano molido a más del 15% p/p debido a que no se incorpora adecuadamente a la formulación durante la mezcla y no se dispersa, creando una masa con comportamiento viscoelástico adhiriéndose al agitador y dificultando el mezclado homogéneo.

Se recomienda evaluar el comportamiento del plastisol con tamaños de partícula superiores a 335 micras, ya sea solo o en mezcla con poliuretano de tamaño inferior a 335 micras.

Se considera viable realizar una reformulación con un plastificante de menor viscosidad que el DOP, o mezclas de plastificantes para mejorar las propiedades reológicas antes del gelado y lograr una mayor inclusión de poliuretano (tanto elástico con aislante térmico) y otras cargas (por ejemplo, carbonatos), sin deterioro de las propiedades físicas del plastisol; o pretratar el poliuretano molido para minimizar su absorción de plastificante, con lo cual se posibilita el mezclado en mayor proporción.

A partir de un ensayo que incorpora poliuretano en 5%, se realizó un pigmentado negro, encontrándose que se enmascara el polímero extender (ilustración 10). De esta forma, preservando las características físicas y químicas, el plastisol conserva una apariencia libre de poliuretano. Se propone explorar diferentes opciones de pigmentado.

Ilustración 10. Ensayo 1 con Pigmento

Fuente Propia

46 | P á g i n a

ANEXOS

Tabla 10. Formulación patente CN1448580A Componente partes porcentaje calculado porcentaje mínimo sugerido porcentaje máximo sugerido Polímero, PVC

100

50,51%

40

50

Carga, Carbonato de calcio

50

25,25%

20

30

Plastificante, DOP

40

20,20%

20

30

Estabilizante, sulfato tribásico de plomo

5

2,53%

2,5

n.d.

Lubricante-plastificante secundario, estearato de calcio

3

1,52%

1,5

n.d.

TOTAL (partes)

198

Obtenido de: (China Patente nº CN1448580A, 2003) Tabla 11. Formulación patente CN101481232A Componente Ejemp lo 1, partes porcent aje calculad o Ejemp lo 2, partes Ejemplo 2 normaliza do porcent aje calculad o porcent aje mínimo sugerido porcent aje máximo sugerido Polímero, PVC

20

20,00%

30

100

30,00%

20

30

Polímero, polietileno clorado

5

5,00%

3

10

3,00%

3

5

Carga, polvo de (cenizas volantes, carbón, arena de cuarzo, escombro molido, PVC reusado)

58

58,00%

52

173,33333

33

52,00%

45

65

Plastificante, dibutil ftalato

5

5,00%

3

10

3,00%

3

5

anti UV, ácido esteárico

3

3,00%

2

6,6666666

67

2,00%

2

5

Agente de acoplado, estearato de bario

3

3,00%

5

16,666666

67

5,00%

2

5

Antioxidante/estabiliz ante, parafina

4

4,00%

3

10

3,00%

2

4

Lubricante/plastifican te secundario, estearato de plomo

2

2,00%

2

6,6666666

67

2,00%

1

2

TOTAL (partes)

100

100

333,33333

33

Obtenido de (China Patente nº CN101481232A, 2009)

47 | P á g i n a

Tabla 12.Formulación patente CN101397203A Componente partes porcentaje calculado porcentaje mínimo sugerido porcentaje máximo sugerido Polímero, PVC

100

21,69%

100

n.d.

Carga, Cemento (malla 300-350)

325

70,50%

300

350

Plastificante, DOP

30

6,51%

25

35

Estabilizante, sulfato tribásico de plomo

5

1,08%

4

6

Lubricante-plastificante secundario, estearato de calcio

1

0,22%

0,5

1,5

TOTAL (partes)

461

Obtenido de (China Patente nº CN1587163A, 2005) Tabla 13. Formulación patente US4379000 Componente formulación comparativa (partes) Peso

(%)

Ejemplo

1

(partes) Peso

(%)

Ejemplo

2

(partes) Peso

(%)

PVC homopolímero (Breon©, ref P130/I, valor K:70, rho: 0,25)

80

54,4%

80

54,4%

80

54,4%

Polímero extender, suspensión (copolimero PVC/PVA/Acrilico, valor K:66, rho: 0,67, Vinnol©, ref H65V)

20

13,6%

20

13,6%

20

13,6%

Plastificante (difenil-isodecil-fosfato, ftalato modificado, Sancticizer©, Monsanto)

30

20,4%

0

0,0%

0,0%

Plastificante (2,2,4-trimetilpentano- 1,3 diol diisobutirato), (Kodaflex© TX1B)

10

6,8%

0

0,0%

0,0%

Plastificante (di-isobutilftlato)

0

0,0%

26

17,7%

26

17,7%

Plastificante (alquilbenceno, ej: dodecilbenceno)

0

0,0%

14

9,5%

0,0%

Lubricante/plastificante secundario (monofenil alcano/difenilalcano, C10- C14, Ptrene© 900C, Pentrene© 900C)

0

0,0%

0

0,0%

14

9,5%

Estabilizante Ba,Cd, Zn (Interstab© )

2

1,4%

2

1,4%

2

1,4%

Plastificante secundario epoxico/apoxidado (Octil-epoxiestearato, Lankroflex ED6©)

5

3,4%

5

3,4%

5

3,4%

TOTALES (partes, porcentajes)

147

100%

147

100%

147

100%

Obtenido de (Estados Unidos Patente nº US4379000, 1983)

48 | P á g i n a

Tabla 14. Formulación patente US3728182 Componente Capa imprimante (partes) Capa expuesta (partes) Capa imprimante

(%)

Capa expuesta

(%)

PVC (copolímero dispersión)

50

60

19,9%

18,6%

Polímero extender (relleno)

50

40

19,9%

12,4%

Plastificante 1 (DOP)

60

55

23,9%

17,0%

Plastificante 2 (BBP)

15

15

6,0%

4,6%

Carga/relleno (Carbonato de calcio)

75

150

29,9%

46,4%

Estabilizante (ftalato dibásico de plomo)

1

2

0,4%

0,6%

Pigmento n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

Plastificante secundario/tensoactivo (polyetilenglicol monolaurato) n.a.

1

n.a.

0,3%

TOTALES (partes, porcentajes)

251

323

100,0%

100,0%

Obtenido de (Estados Unidos Patente nº US3728182, 1973)

49 | P á g i n a

BIBLIOGRAFIA

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