Materias primas TUBOS SAENGER 3.1 INTRODUCCIN Una descripcin detallada de los mtodos de obtencin, control de las reacciones de polimerizacin, determinacin de las constantes y posteriores transformaciones del policloruro de vinilo (PVC) o del polietileno (PE), precisara de un extenso tratado que se apartara por completo del fin meramente informativo del presente Manual Tcnico. Nos limitaremos aqu a enumerar y describir aquellas propiedades y conceptos que, en nuestra opinin, deben ser considerados tanto por el fabricante como por el proyectista y el usuario de las tuberas de materiales plsticos. RESINAS Los tipos de resinas a emplear se deciden a priori en base a los datos que facilitan los distintos proveedores. Establecido ya el ms adecuado, se procede a ensayos previos que revelarn no slo la idoneidad y pureza de la resina como tal, sino tambin la adecuada productividad del equipo industrial, la compatibilidad con los aditivos y una serie de factores cuya comprobacin se realiza en el laboratorio por medio de un plastgrafo que da la grfica de comportamiento. POLICLORURO DE VINILO (PVC) El cloruro de vinilo (monmero) fue descubierto por Regnault en 1835, al tratar el 1,2-dicloroetano con una solucin alcohlica de potasa custica. De forma casual, tambin descubri el polmero al haber expuesto a la luz un tubo de ensayo conteniendo monmero. En 1872 Bauman pudo polimerizar el monmero y consigui establecer algunas propiedades del termoplstico. Ostromislensky, en 1912, trabajando en la sntesis del caucho, estableci las condiciones de

polimerizacin del cloruro de vinilo que sirvieron de base a las tcnicas empleadas en Alemania en 1930. Solamente quedaba una pequea laguna. El polmero obtenido era excesivamente rgido y no apto para los usos industriales, ms si se tiene en cuenta que se persegua, durante aos, el conseguir un nuevo producto smil-caucho. Este inconveniente pudo ser superado merced al descubrimiento de Senn, en 1932, de la plastificacin del policloruro de vinilo. Las excelentes propiedades de estos materiales, desde el punto de vista de su utilizacin prctica, han impulsado de manera sorprendente y definitiva la produccin mundial del policloruro de vinilo (PVC) y las tcnicas de su polimerizacin. A pesar de los progresos alcanzados en cuanto se refiere a mtodos de obtencin, propiedades, posibilidades de plastificacin, etc., su mxima expansin no se alcanza hasta que la industria auxiliar productora de mquinas y elementos de transformacin pone al da sus programas y ofrece al industrial el utillaje adecuado para control y transformacin del PVC. Es un hecho bien conocido el enorme incremento del consumo de este polmero en todo el mundo, al aparecer extrusoras capaces de conseguir perfiles de grandes dimensiones (conductos de ms de 1 m. de dimetro) y mquinas de inyeccin con capacidad para piezas de ms de 12 kgs. de peso. Adems de las excelentes propiedades del polmero, ha contribuido enormemente a su expansin el que las primeras materias de que se obtiene son de gran abundancia y mdico precio. Fundamentalmente se parte del acetileno y etileno, como productos orgnicos y del cloro, procedente del cloruro de hidrgeno y del cloruro de sodio, como material inorgnico. La molcula de PVC contiene 43% de su peso en etileno y el 57% en cloro. El Policloruro de Vinilo (PVC) es una materia plstica artificial que se presenta en su forma original como un polvo de color blanco, aventajando a otros plsticos por la variedad de posibilidades de

transformacin y aplicaciones. Se obtiene por la polimerizacin del monmero Cloruro de Vinilo (CH2=CHCl) Monmero El cloruro de vinilo monmero (CH2=CHCl) es un gas a temperatura ambiente. Puede ser obtenido por diversos procedimientos: 1. Por hidrocloracin del acetileno. 2. Por sntesis mixta a partir de etileno y de acetileno: A. Cloracin del etileno seguido de la pirlisis del 1,2-dicloroetano obtenido: H Cl HH|| C = C + Cl2 HH|| Cl H 3.2 TUBOS SAENGER Materias primas H Cl H C C H + H Cl HH etileno cloro H Cl | | H Cl H C C H pirlisis C = C + H Cl || Cl H 1,2-dicloroetano cloruro de vinilo cido clorhdrico cloruro de vinilo HH 1,2-dicloroetano C=C H C C H

acetileno cido clorhidrco

Materias primas TUBOS SAENGER 3.3

B. Hidrocloracin del acetileno por el cido clorhdrico obtenido en el transcurso de la pirlisis: El acetileno utilizado en los procedimientos 1 y 2 puede provenir, bien sea del carburo (procedimiento costoso) o de la nafta. 3. Por cloracin y oxicloracin del etileno, que comprende las siguientes fases: A. Cloracin de etileno y pirlisis del 1,2-dicloroetano obtenido: B. Oxicloracin del etileno por cido clorhdrico obtenido en el transcurso de la reaccin anterior en presencia de oxgeno; despus pirlisis del 1,2-dicloroetano: H Cl | | H Cl H C C Hpirlisis C = C + H Cl ||

HH Cl H 1,2-dicloroetano Cl H HH|| C = C + 2 HCl + 1/2 O2 HH|| H Cl etileno cido clorhdrico oxgeno H Cl H C C H + H Cl HH acetileno cido clorhidrco H Cl cloruro de vinilo C=C 1,2-dicloroetano agua H C C H + H2O cloruro de vinilo cido clorhdrico

HH|| C = C + Cl2 H C C H HH|| Cl H etileno cloro 1,2-dicloroetano

3.4 TUBOS SAENGER Materias primas El petrleo se refina transformndose en Nafta, de la que se obtiene el etileno (molcula compuesta de carbono e hidrgeno). La electrlisis de la sal, es decir, la descomposicin qumica de la sal muera (agua salada) mediante el paso de la corriente elctrica produce Cloro. El Etileno y el Cloro son dos gases (en condiciones normales) que se unen qumicamente para formar un nuevo gas: el cloruro de vinilo monmero. Estos tres procedimientos son los ms usuales por su rendimiento y fcil adaptacin a la produccin continua. El cloruro de vinilo (monmero) es un gas de olor etreo que tiene un lmite de inflamabilidad bajo y su manejo es peligroso por el riesgo de explosin (hierve a 13,9oC) Puede ser almacenado sin inhibidores, pero a temperaturas de 40 a 50oC o en atmsfera de nitrgeno. Polimerizacin Por polimerizacin se entiende una reaccin qumica, en el curso de la cual la adicin sucesiva y rpida de combinaciones monomricas, conteniendo enlaces dobles o de composicin cclica, susceptibles de producir reacciones, conduce a la formacin de macromolculas que se denominan Polmeros. Estas macromolculas pueden estar compuestas de miles de molculas de base y son el origen de todos los materiales plsticos.

El monmero puede ser polimerizado usando tcnicas muy distintas, pero, sin embargo, cuando se trata de producir polmeros muy uniformes a escala industrial, se siguen preferentemente los siguientes sistemas: a) Polimerizacin en emulsin - Es el ms utilizado de todos los procesos debido a las condiciones ventajosas que presenta: -Tiempos de operacin ms cortos que por cualquier otro mtodo. -Da lugar a polmeros muy uniformes obteniendo un gran rendimiento de la reaccin. -El producto final aparece en forma de ltex, presentacin altamente adecuada para posteriores transformaciones. - Fcil control de la temperatura (reaccin exotrmica) debido a la facilidad de disipacin del calor a travs del agua. Tal vez su ms apreciada peculiaridad sea la posibilidad de fabricacin de forma continua. 1,2-dicloroetano H Cl | | H Cl H C C H pirlisis C = C + H Cl || cloruro de vinilo cido clorhdrico

HH Cl H Materias primas TUBOS SAENGER 3.5 El nico inconveniente en este tipo de polimerizacin estriba en que el polmero resulta contaminado por los agentes solubles en el agua (agentes de emulsin, en especial, que disminuyen su pureza mermando algunas propiedades, como la estabilidad a la luz, al calor y mayor absorcin de agua

de los productos acabados). b) Polimerizacin en suspensin - Sigue en importancia a la anterior. La temperatura ha de ser perfectamente controlada, para evitar aglomeracin de las perlas: -Debido a la ausencia de agentes de emulsin, la dispersin ha de conseguirse por agitacin fuerte. - El producto resultante (perlas) es mucho ms puro y fcil de lavar. - La suspensin presenta las mismas caractersticas ventajosas que la emulsin, respecto a rendimiento y control. c) Polimerizacin en masa.- Este procedimiento permite evitar el agua y los dispersantes, aunque con una cierta dificultad para evacuar el calor de la reaccin. El PVC as fabricado est exento de agentes de ayuda, presentando una estructura ventajosa en su aplicacin. Las resinas utilizadas actualmente en la fabricacin de tubos son principalmente obtenidas por suspensin, aunque tambin pueden utilizarse los polimerizados en masa. La polimerizacin del policloruro de vinilo, transcurre segn la ecuacin: (Polimerizacin por adicin) Diagrama del proceso de obtencin del P.V.C., a partir de carbn, cal y sal comn. 1 SOSA NaOH 2 HIDROGENO 3 CLORO 4 CIDO CLORHDRICO HCL 5 CARBURO DE CALCIO 6 GASOMETRO 7 ACETILENO 8 CLORURO DE VINILO 9 REACTOR (Cloruro de

polivinilo, polmero) 10 CUBA DE PRECIPITACION 11 FILTRO 12 SECADO 13 MOLINO 14 TAMIZ 15 CONTROL 16 ALMACENAJE H HHHHH |||||| C=C |||||| H Cl H Cl H Cl n Cloruro de vinilo (monmero) Policloruro de vinilo (polmero) C C C C

3.6 TUBOS SAENGER Materias primas PETROLEO NAFTA Refinado Craqueo ETILENO MONMERO (Cloruro de vinilo) POLMERO (Policloruro de vinilo) CLORURO SDICO Electrlisis

CLORO Proceso Petroqumico Polimerizacin + ADITIVOS (*) GRNULOS INYECCIN MEZCLA (Polvo) EXTRUSIN Granulacin Productos preparados para transformar (*) Estabilizantes, lubricantes, colorantes y cargas. Procesos industriales Mezclado Cadena de Produccin del PVC-U a partir del petrleo y de la sal Materias primas TUBOS SAENGER 3.7 CARACTERSTICAS DE LAS RESINAS DE PVC-U Propiedades Es un material termoplstico, inodoro, inspido y no txico. Qumicamente inerte, es suministrado en forma de polvo blanco amorfo opaco. Insoluble en agua y muy resistente a los agentes qumicos como cidos, lcalis, aceites y alcoholes. Tampoco es soluble en los disolventes corrientes. Se disuelve en ciclohexanona, ciclopentanona, metilciclohexanona, tetrahidrofurano y su cloruro y en dioxano. Algunas sustancias orgnicas son capaces de hinchar el polmero como el xido de mesitilo, el monoclorobenceno, la acetona y el cloruro de metileno. Todas las propiedades varan en funcin del peso molecular del plstico, as como por las proporciones y tipos de los aditivos (cargas y

plastificantes) y por el sistema de polimerizacin empleado para su obtencin. Termoplasticidad El PVC-U es un termoplstico, de forma que cuando la temperatura se eleva se reblandece y al enfriar se endurece. El reblandecimiento (o prdida de rigidez) comienza a los 40oC y se acenta hasta la transicin vtrea (80oC), por lo que las tuberas fabricadas en PVC-U no pueden utilizarse para temperaturas superiores a 60oC perdiendo en este caso sus caractersticas mecnicas. Las Normas cautelarmente limitan su utilizacin a 45oC. En su utilizacin el PVC-U debe ser suficiente blando para poder darle forma. Esta etapa llamada deGelificacin, se produce generalmente a la temperatura entre 150 y 220oC. El PVC-U no retcula por lo que es sensible a la fluencia, llamndose as a la deformacin lenta bajo carga, por desarrollo de las molculas y deslizamiento de unas respecto a otras. Estabilidad trmica. Cuando el PVC-U es calentado tiene tendencia a descomponerse por desprendimiento de cido clorhdrico. Entre 80 y 90oC la descomposicin se hace sensible despus de algunas horas. A la temperatura de 150 a 220oC se produce en algunos segundos. La descomposicin es autocataltica, es decir, que el cido clorhdrico formado, cataliza la descomposicin y la acelera. Cuando un cierto nmero de dobles enlaces estn presentes en la cadena molecular, comienzan a absorber la luz visible, inicindose por las radiaciones de onda corta UV (ultravioleta), violeta y luego azul, lo que modifica la apariencia del PVC-U que toma primeramente una coloracin amarillenta, luego amarilla, despus marrn y finalmente negra. Por este motivo es necesario aditivar la resina con estabilizantes trmicos antes de su

transformacin a altas temperaturas, que neutralicen el cido clorhdrico suprimiendo el efecto autocatalizante y fijar los dobles enlaces de la cadena molecular del PVC-U . 3.8 TUBOS SAENGER Materias primas Peso molecular Una macromolcula puede representarse esquemticamente por el producto An, donde A es el nmero de mallas monmeras y n representa el grado de polimerizacin. Si m es el peso molecular del monmero, el peso molecular de la macromolcula ser M=n x m. No obstante, en el proceso de polimerizacin, las diversas macromolculas obtenidas no contienen todas el mismo nmero de unidades monomricas. En la prctica, el peso molecular se determina frecuentemente por viscosimetra, que da un valor aproximadamente del promedio. A la resina se le caracteriza normalmente por un nmero convencional que llamamos "Valor K" que es una magnitud proporcional al peso molecular. ndice de viscosidad.- "Valor K" Se determina la viscosidad relativa r de una solucin con una concentracin de 5g/l de PVC-U en ciclohexanona, midiendo el tiempo de paso por un capilar que contiene el viscosmetro de Ubbelhode o deOstwald: donde: t = tiempo de paso de la solucin t0 = tiempo de paso del disolvente Se deduce: ndice de viscosidad siendo C = concentracin en g de PVC-U por ml de solucin. ndices de viscosidad y valores K correspondientes (para 5 g de resina de PVC por litro de disolucin de ciclohexanona)

60 49,6 100 63,5 140 73,8 62 50,5 102 64,1 142 74,3 64 51,3 104 64,7 144 74,7 66 52,1 106 65,2 146 75,1 68 52,8 108 65,8 148 75,6 70 53,6 110 66,3 150 76,0 72 54,3 112 66,9 152 76,5 74 55,1 114 67,4 154 76,9 76 55,8 116 67,9 156 77,3 78 56,5 118 68,5 158 77,7 80 57,2 120 69,0 160 78,1 82 57,9 122 69,5 162 78,5 84 58,5 124 70,0 164 78,9 86 59,2 126 70,5 166 79,3 88 59,8 128 71,0 168 79,7 90 60,5 130 71,5 170 80,1 92 61,1 132 71,9 172 80,5 94 61,7 134 72,4 174 80,9 96 62,3 136 72,9 176 81,3 98 62,9 138 73,3 178 81,7 NDICE DE VISCOSIDAD ml/g VALOR -K NDICE DE VISCOSIDAD ml/g VALOR -K NDICE DE VISCOSIDAD ml/g VALOR -K

r= t t0 r -1 IV = (ml/g) C Como se dijo en Peso molecular, el "valor K" de las resinas de PVC-U es tenido en cuenta para caracterizarlas. Con un "valor K" elevado, aumenta la resiliencia, la estabilidad dimensional con calor, la resistencia a la fluencia y en general el conjunto de propiedades mecnicas, hacindose ms difcil la procesabilidad. Para la fabricacin de tuberas de PVC-U se utilizan generalmente resinas con "valor K" entre 68 y 66 segn se trate de aplicaciones con presin o sin ella. Cristalinidad El PVC-U es un polmero esencialmente amorfo, aunque localmente sobre cortos segmentos de cadenas, puede organizarse en fase cristalina, pero la tasa de cristalinidad no sobrepasa nunca el 10 al 15%. La elevada rigidez y la solidez del PVC-U, debe atribuirse a la acumulacin entre cadenas de intensas fuerzas bipolares de unin. Gelificacin Es un proceso por el que la mezcla con aditivos, destruye la estructura de los granos, de cara a crear una masa homognea donde los granos han perdido su individualidad. No obstante, la fusin de los granos no llega a nivel molecular.

El PVC-U se puede trabajar en estado totalmente fundido, sin llegar a los 350C, por estar limitada su estabilidad trmica. Se considera una buena gelificacin cuando todos los granos de PVC-U se han reducido a partculas del orden de 0,01 . La colabilidad del PVC-U es muy particular, siendo de tipo viscoso ms que fluido. La gelificacin es ms difcil cuando: el grano es de gran dimensin el grano es slido el grano es denso el peso molecular es elevado ("valor K" elevado.) Formulacin El PVC-U que se presenta en forma de un polvo blanco, no se utiliza nunca como tal, ya que al ser elaborado o transformado precisa de un tratamiento trmico para evitar su descomposicin. Por este motivo es necesario aadir ciertos aditivos que ayuden en su transformacin y que ms adelante describiremos. Reconocimiento a la llama Arde difcilmente, con llama color amarillento extinguindose sta por s sola. Se ablanda y despide olor caracterstico de cloro. Al acercarse un alambre de cobre impregnado en resina a la llama, da coloracin verde. Materias primas TUBOS SAENGER 3.9 3.10 TUBOS SAENGER Materias primas Transformacin y tratamientos Puede ser moldeado por extrusin, inyeccin, compresin y calandrado. Laminados de todas clases

y estampados en relieve. Admite la adicin de plastificantes, cargas de distintos tipos y puede ser coloreado sin limitacin. Tiene gran facilidad para formar copolmeros y mezclas, en especial con el acetato de vinilo, caucho natural y clorado, cumarina, metacrilato de metilo, etc. Suele ser presentado, adems de como polvo de moldeo, bajo formas laminadas, fibras textiles, perfiles especiales, tubos, barras, etc. Bajo el punto de vista elctrico, el policloruro de vinilo es empleado como aislante de cables, ya que las composiciones, adecuadamente formuladas, posen una gran resistencia dielctrica y bajo factor de prdidas. Las dems caractersticas dependen de los componentes de la resina, pero siempre puede ser utilizado ventajosamente ya que supera con creces las garantas exigibles para esta aplicacin. APLICACIONES DEL PVC Entre las mltiples aplicaciones del PVC, relacionamos algunas de ellas: Planchas, hojas delgadas, films, cuero artificial, tejidos impermeables, aparatos para la industria qumica, revestimiento de depsitos, pavimentos, flotadores, juguetera, aparatos elctricos y sanitarios, vlvulas, pinturas, espumas (rgidas o no, cuyo peso llega a ser de 15 kg/m3), recubrimiento de cables, envases, componentes del automvil, embalajes, piezas tcnicas destinadas a electrnica y burtica, mobiliario de jardn, placas onduladas para tejados, carpintera de PVC y las aplicaciones concretas desarrolladas por TUBOS SAENGER: Tuberas de PVC-U Presin, para conduccin de agua a presin. Tuberas de PVC-U Sanitarias para aguas pluviales y residuales. Tuberas de PVC-U Saneamiento, para evacuacin y desage. Tuberas de PVC-U Aligerado, para saneamiento y evacuacin.

Accesorios de PVC-U para instalaciones a presin. Accesorios de PVC-U para instalaciones sanitarias. Accesorios de PVC-U para instalaciones de Saneamiento. Canalones de PVC-U para recogida de aguas pluviales en cubiertas. POLIETILENO Durante muchos aos se llevaron a cabo innumerables experimentos para convertir el etileno en combustible lquido para motores, trabajos en los que se empleaban fuertes presiones a las que el etileno se prest con facilidad por ser una gas. En estas investigaciones se interes "IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES" (I.C.I.) y, si bien no lleg a obtener el buscado combustible lquido, en cambio obtuvo un nuevo plstico que lleva la marca comercial de ALKATHENE. No se produjo industrialmente hasta 1930 en Inglaterra y poco ms tarde en Alemania y EE.UU. La obtencin del polietileno segn este procedimiento presentaba serias dificultades, consecuencia de las altas presiones requeridas (1.000 a 1.500 atm.) y temperaturas en consonancia con estas presiones, del orden de 250 a 300C, con el inconveniente de que la reaccin es exotrmica. En 1953 el profesor Ziegler consigue en Alemania obtener el polietileno a la presin atmosfrica y a temperaturas muy inferiores, con el empleo de los catalizadores que llevan su nombre. (Sus trabajos, en colaboracin con el profesor Natta, fueron motivo de la adjudicacin del premio Nobel a ambos investigadores). Estos dos procedimientos de obtencin dan lugar a otros tantos tipos de plsticos de polietileno, llamados de "baja densidad y alta presin" a los primeros y de "alta densidad y baja presin" a los segundos (proceso de Ziegler). Otro procedimiento empleado por Phillips Petroleum Corp. polimeriza el Etileno a temperatura y

presiones moderadas, de 50 a 200 atmsferas disuelto en hidrocarburos lquidos, con un catalizador a base de xidos metlicos, obteniendo el polietileno denominado de Media Densidad (PEMD, PE50B). ltimamente se ha profundizado en la investigacin, adicionando determinados comonmeros en la cadena polimrica, lo que ha permitido obtener polietilenos de caractersticas fsicas y mecnicas ms elevadas, denominndose el producto resultante Polietileno de 3 generacin (PE 100) Frmula (Polimerizacin por adicin) Diagrama de obtencin del PE de alta presin y baja densidad Materias primas TUBOS SAENGER 3.11 H HHHHH |||||| C=C |||||| H HHHHH n Etileno (monmero) Regulador de masa molecular O2 perxido Reactor tubular Purificador de gas reciclado Separador BP Compresor o Polietileno (polmero) C C C C

reactor autoclave Alimentacin de etileno B.P. H.P. Separador HP Mezcla y extrusin Producto 3.12 TUBOS SAENGER Materias primas Diagrama de obtencin del PE segn procedimiento PHILLIPS Diagrama de obtencin del PE segn el proceso ZIEGLER 1 } CATALIZADORES ZIEGLER 23 ETILENO 4 DISOLVENTE 5 GAS 6 REACTOR 7 MEZCLA POLMERO Y AGENTES 8 SUSPENSIN POLMERO 9 FILTRO 10 POLMERO 11 SECADO 12 RECILADO 13 MOLINO 14 EXPEDICIN Alimentacin de catalizador Etileno y

comonmeros Reciclaje de vapores Resina granulada Diluyente Polimerizacin Secado rpido Purga de secado Extrusin Materias primas TUBOS SAENGER 3.13 Ramificaciones Una de las ms importantes caractersticas estructurales de la molcula de polietileno es el nmero y el tipo de ramificaciones. Los polmeros altamente ramificados, tales como los de Baja Densidad contienen 15 a 20 ramificaciones por 1000 tomos de carbono, son de baja cristalinidad, reduciendo la densidad ya que las ramificaciones impiden la regularidad de la cadena. Por el contrario, los polmeros completamente lineales tienen un grado de cristalinidad mximo, por tanto, una densidad elevada. Los polietilenos de alta densidad slo contienen cadenas cortas que dependen del tipo de comonmero empleado en la polimerizacin. Generalmente se utiliza buteno, hexeno u octeno que dan de 1 a 6 ramificaciones por 1000 tomos de carbono. Podemos establecer: Una tasa elevada de ramificaciones en cadenas largas aumentan: - La viscosidad con baja tasa de cizallamiento

- La procesabilidad en estado fundido Una tasa ms dbil de ramificaciones en cadenas largas aumentan: - La viscosidad con alta tasa de cizallamiento - La resistencia a la fisura bajo tensin - La calidad de la extrusin Estructura del Polietileno A continuacin se presentan diferentes tipos de estructuras Zona cristalina Zona amorfa Estructura filiforme, con enlaces desordenados, caracterstica de los termoplsticos amorfos, similar a una bola de algodn, parecida a la estructura del PVC. Estructura semicristalina propia de los polietilenos con zonas de su molcula perfectamente alineadas. 3.14 TUBOS SAENGER Materias primas Cadena ramificada Homopolmero PE baja densidad Cadena lineal Homopolmero PE alta densidad Cadena ramificada Copolmero Etileno - Buteno PE 100

CH2 CH2 CH3 (CH2)x (CH2)n CH CH CH2 CH2 CH3 (CH2)n CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH2 CH2 (CH2)CH n CH (CH2)n CH2 CH3 CH2 La estructura del polietileno influye decisivamente en sus propiedades y se puede afirmar: La masa molecular as como la distribucin de la misma influyen grandemente en las propiedades reolgicas del polmero. La masa molecular y el enlace corto (caracterstica esencial del comonmero), su naturaleza, su

concentracin y su distribucin sobre las diferentes macromolculas, tienen una influencia preponderante sobre su estado cristalino, adems de sobre las propiedades fsicas y mecnicas en el estado slido del polmero. En el grfico adjunto se expone la teora descrita Influencia de la estructura del polmero Las anteriores consideraciones han llevado a los investigadores al desarrollo de resinas de PE de altas prestaciones, introduciendo comonmeros en la polimerizacin que producen enlaces cortos en las macromolculas aumentando las propiedades fsicas y mecnicas en la zona amorfa. En la siguiente figura en esquema se representa dos redes cristalinas unidas entre s por las macromolculas de gran longitud muy entrelazadas, formando la zona amorfa y donde se producen, en un caso, una deformacin dctil, con extendido de las macromolculas y en otro caso una ruptura frgil con el desgarro de las macromolculas entrelazadas. Materias primas TUBOS SAENGER 3.15 PESO MOLECULAR DISTRIBUCIN DE PESO MOLECULAR Ramificaciones largas COMPORTAMIENTO REOLGICO EN ESTADO FUNDIDO FACILIDAD DE PROCESAMIENTO

DISTRIBUCIN TIPO RAMIFICACIN Cadenas cortas CRISTALINIDAD MORFOLOGA DE CRISTALES PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS EN ESTADO SLIDO 3.16 TUBOS SAENGER Materias primas Tipos de rupturas Al incorporar una mayor cantidad de comonmeros existe mayor concentracin en una masa volumtrica dada, del orden del 40% mayor en las resinas de polietileno de la 3 generacin que en las estndares, como se muestra en el siguiente grfico Concentraciones de comonmeros DEFORMACIN DCTIL ROTURA FRGIL 30 25 20 15 10 5 0

938 940 942 944 946 948 950 MATERIAL ESTNDAR POLIETILENO 3 GENERACIN (PE 100) Densidad a 23C (kg/m3) Comonmero g/kg MTODO INFRA-ROJOS Propiedades del PE Aunque las propiedades de este material varan segn los mtodos de obtencin, en general este plstico es slido, incoloro, translcido, termoplstico, graso al tacto y blando en pequeos espesores, siempre flexible, inodoro, no txico, se descompone a unos 300C. Es menos denso que el agua. Sin la ayuda de plastificantes, se reblandece a 115C, pero hay que sealar que su punto de fusin est muy prximo al de reblandecimiento, particularidad que se atribuye a su grado de cristalinidad, que se estima en un 70% a temperatura ordinaria. Es afectado por la accin nociva del oxgeno durante una exposicin prolongada a la intemperie, lo que se traduce en un endurecimiento y disminucin de sus propiedades. Ello hace necesario el uso de antioxidantes, cuando su empleo posterior hace temer esta degradacin. Por suerte, los antioxidantes (los mismos que para los cauchos) son de absoluta eficacia durante un tiempo muy prolongado. Es extremadamente poco sensible al agua, incluso hirviendo y a la humedad, de la cual absorbe menos de un 0,005%. Piezas moldeadas y sumergidas durante 7 das en agua, no experimentaron aumento alguno de peso. Esta cualidad la conserva incluso a altas temperaturas. La pelcula de polietileno, en este aspecto, es comparable a la del caucho clorado y muy superior al caucho natural y

celulosa, por lo que fue empleada con sorprendente xito en los trpicos durante la guerra. Cualquiera de los tipos es totalmente inerte a los disolventes y a ciertos plastificantes. Entre 60 y 70C empieza a disolverse en benceno, xileno, tolueno, tricloroetileno, tetracloruro de carbono y aceites lubricantes minerales. La siguiente relacin entre solubilidad y temperatura, frente al xileno, puede servir de ejemplo tpico: Temperatura Solubilidad 20C 0,008% 68,5C 0,25% 69C 0,96% 78C 10,2% La resistencia a la corrosin es muy elevada. Cintas delgadas de polietileno, sumergidas durante unas horas a 100C en cido ntrico y clorhdrico concentrado y 50% de sosa custica, no presentan alteracin alguna. Los halgenos y el azufre se difunden a travs de l. En cambio tiene excelente resistencia ante el flor y cido fluorhdrico. Tanto el PE como sus derivados, son los plsticos ms inertes que se conocen frente al ataque de los agentes qumicos. Su resistencia ante la luz y el calor puede mejorarse por adicin de negro de carbono. Presenta la particularidad de orientarse por estiramiento y cuando se llega a un 400%, esta orientacin es irreversible. Posee un elevado coeficiente de dilatacin trmica y bajo factor de prdidas dielctricas. A bajas temperaturas, como se ha dicho, el polietileno conserva su flexibilidad, si bien va hacindose cada vez ms rgido. Plastificado con poliisobutileno aumenta el lmite de utilizacin a bajas temperaturas, otra de las razones que dan a este material un puesto preeminente en el campo

electrnico. Materias primas TUBOS SAENGER 3.17 3.18 TUBOS SAENGER Materias primas SISTEMA DE OBTENCIN Describimos algunas de las propiedades exigibles a las resinas de PE para ser utilizadas en la fabricacin de tuberas. Resistencia al agrietamiento bajo tensin (ESCR) stress-cracking. Resistencia a la deformacin a tensiones elevadas, a 20C. Resistencia a la traccin Adecuadas para la soldadura. Los polietilenos de la 3 generacin, llamados PE100 se han desarrollado pensando adems en el cumplimiento particular de la resistencia a la propagacin rpida de fisuras, como propiedad complementaria a las prestaciones de los polietilenos convencionales. CARACTERSTICAS DE LAS RESINAS DE POLIETILENO Termoplasticidad El polietileno es un termoplstico. Los termoplsticos estn formados por macromolculas lineales algo ramificadas. Aunque las diferentes fibras forman entre ellas encadenamientos desordenados, en el polietileno, ciertas zonas de la estructura molecular estn perfectamente alineadas, con estructuras semi cristalinas. Se distinguen dos tipos de enlaces en la combinacin de la materia: Los enlaces qumicos entre diferentes tomos, enlaces de las valencias, principales, que son ms grandes que las fuerzas intermoleculares que aseguran la cohesin de las molculas dentro del material, como segundo enlace.

Por su caracterstica de termoplasticidad cuando la temperatura se eleva, se reblandece y al enfriar se endurece. Cristalinidad Un cristal nico de polietileno, obtenido a partir de una solucin diluida es en forma plana y perpendicular a la direccin de las molculas. Las capas sucesivas indican que la molcula est generalmente confinada en una sola capa que puede igualmente ser replegada. No obstante, algunas molculas estn implicadas en varias capas. Por el hecho de que el polietileno de alta densidad es un material altamente cristalino, su estructura es ms compleja que lo que se ha descrito y sus unidades estructurales ms largas de forma que tienen presentes esferulitas que pueden tener hasta 0,05 mm de dimetro y que pueden ser vistas por microscopio bajo luz polarizada. La tasa de cristalinidad global puede ser obtenida por determinacin a los rayos X y por resonancia nuclear. En la tabla adjunta se presenta la estructura de los polmeros de etileno. POLIETILENO % DE CRISTALINIDAD POR DIFRACCIN X POR RESONANCIA NUCLEAR Homopolmero Copolmeros C2+C3 Phillips C2 + C4 Phillips Ziegler Alta presin 93

87 64 71/65 82/70 93 84 65 74/69 80 Peso molecular Las tcnicas generalmente utilizadas para determinar el peso molecular de los materiales macromoleculares, se pueden aplicar al polietileno con la dificultad aadida que presenta operar con temperaturas elevadas para conseguir la disolucin de los polmeros. La viscosidad en disolucin puede ser medida, pero se puede igualmente emplear la difusin de la luz o la cromatografa del gel. Se obtienen para Mn del orden de 5,000 a 30,000 y para Mw 20.000 a 50.000 en los polietilenos comerciales. Cuando el peso molecular es elevado mejora las propiedades mecnicas, entre otras la traccin. No obstante, cuando el peso molecular aumenta la procesabilidad es ms difcil. (Mn = peso molecular medio en nmero de macromolculas y Mw = peso molecular medio en peso de macromolculas ) Distribucin molecular Aunque con las tcnicas de laboratorio pueden obtenerse polmeros con una distribucin molecular

estrecha, la mayora de los polmeros comerciales contienen molculas de peso molecular muy disperso. La distribucin molecular es generalmente definida como la relacin o cociente Mw/Mn, y se puede obtener de las tcnicas de fraccionamiento o ms generalmente por cromatografa sobre el gel. La distribucin molecular de los polietilenos de alta densidad comercializados est comprendida entre 5 y 25. Esta distribucin afecta a determinadas propiedades mecnicas tales como se indican en las relaciones siguientes: ndice de fluidez Es una de las caractersticas que clasifica a los polietilenos y que nos informa de la velocidad de flujo msico del polmero fundido. El ndice de fluidez es inversamente proporcional al peso molecular. Puede afirmarse que a ndices de fluidez menores, corresponden mayores pesos moleculares y, por tanto, mayores son las caractersticas mecnicas de los productos fabricados con estas resinas de polietileno. La determinacin se efecta mediante un remetro que mantiene una temperatura fija (190C). El material contenido en un cilindro metlico con la temperatura mencionada pasa a travs de una boquilla de dimensiones normalizadas, por presin de un mbolo con una carga especificada. El ndice de fluidez se define como el peso en gramos de producto fundido y extrado durante 10 minutos y a 190C de temperatura que ha pasado por la boquilla. Materias primas TUBOS SAENGER 3.19 Distribucin molecular amplia mejora: - El comportamiento a cizalladura

- La procesabilidad - La elasticidad en estado fundido - La resistencia a la fisuracin bajo tensin (stress cracking) Distribucin molecular estrecha mejora - La resistencia al choque - La resistencia a la deformacin - El alargamiento en traccin. 3.20 TUBOS SAENGER Materias primas El valor del ndice de Fluidez (MeltIndex) resultante para los polietilenos utilizados en la fabricacin de tuberas, dentro de la clasificacin de tipos es el siguiente: PEBD (PE 32) a 190C y peso 2,16 kg mximo 1 g/10 minutos PEMD (PE 50B) a 190C y peso 2,16 kg mximo 0,4 g/10 minutos PEAD (PE 50A) a 190C y peso 2,16 kg mximo 0,3 g/10 minutos a 190C y peso 5,00 kg mximo 1,2 g/10 minutos PE100 (3 generacin) a 190C y peso 2,16 kg mximo 0,15 g/10 minutos a 190C y peso 5,00 kg mximo 0,50 g/10 minutos Densidad Como concepto fsico diremos que la densidad relativa es la relacin entre la masa de un volumen dado de una materia (en nuestro caso el Polietileno) y la masa de un volumen igual de agua a 4C. Los conceptos de densidad y peso especfico se utilizan como sinnimos y se expresan corrientemente en g/cm3, aunque tambin se emplea la unidad kg/m3. La densidad est estrechamente ligada a la ramificacin de la molcula cadeniforme de polietileno y

a la cantidad de zonas cristalinas que se forman al enfriar el producto fundido. La densidad tiene una influencia directa sobre las propiedades del Polietileno tales como, la resistencia a la traccin, resistencia al impacto, el mdulo elstico de flexin, la dureza, la permeabilidad al gas y a ciertos productos qumicos. La densidad juega un importante papel en el polietileno en su capacidad de resistencia a la fisuracin bajo tensiones, entendiendo esta fisuracin bajo tensin como la ruptura prematura de una muestra de polietileno cuando se pone en contacto con jabn o determinados productos qumicos (tensoactivos). Este fenmeno denominado stress cracking , an no totalmente explicado, es resistido cuando el polietileno contiene en su molcula ramificaciones cortas e igualmente cuando el peso molecular aumenta. En la tabla adjunta relacionamos el efecto de la densidad del polietileno sobre sus propiedades. En la clasificacin de material polietileno segn Norma UNE 53.188 se toma la densidad convencional referida al polmero base, sin pigmentar y se determina sobre una base fundida procedente del medidor de ndice de fluidez de acuerdo con la norma UNE 53.200, y debe ser preparada en condiciones adecuadas para obtener un "macarrn" de la longitud necesaria, sin burbujas de aire y con una superficie lisa. La densidad se determina de acuerdo al Mtodo D de la norma UNE 53.020. Rigidez Dureza Resistencia a la traccin en el punto de fluencia Alargamiento Temperatura de reblandecimiento Resistencia al choque a bajas temperaturas

Resistencia a los productos qumicos Permeabilidad aumenta aumenta aumenta disminuye aumenta disminuye aumenta disminuye PROPIEDADES CUANDO LA DENSIDAD AUMENTA Materias primas TUBOS SAENGER 3.21 Esta clasificacin da lugar a una codificacin segn la tabla siguiente: En el sistema de designacin, intervienen otros conceptos que especifican la aplicacin a que estn destinados los polietilenos, mtodos de transformacin, propiedades fundamentales, aditivos, materiales reforzantes y cargas. Los polietilenos destinados a la fabricacin de tuberas y que ostentan Marca de Calidad AENOR deben ser identificados con la indicacin de los siguientes conceptos: 1 - Logotipo de la marca 2 - Nombre comercial (opcional) 3 - N de Norma UNE 53.118 4 - PE 5 - E (Extrusin de tubos) + C (Coloreado) + G (Granza) + L (Estabilizado a la luz) 6 - 18 para PE BD ( 14 para 954 a 960 >960 >930 a 936 >936 a 942 } (LD PE) PE BD PE 32 } (HD PE) PE AD PE 50A PE100 (*) (*) No considerado en Norma UNE 53.131 } (MD PE) PE MD PE 50B Definicin de conceptos y nueva clasificacin de Polietilenos Lmite inferior de confianza (LCL): Es el valor de la tensin tangencial, en Megapascales, que puede ser considerado como propiedad del material y que representa el 97,5% del lmite inferior de confianza para la tensin hidrosttica a larga duracin a 20C, para 50 aos. Tensin mnima requerida (MRS): Es el valor del lmite inferior de confianza (LCL) redondeado al valor ms prximo de la serie de

nmerosRenard R.10. Coeficiente de Servicio (C): Un coeficiente con un valor mayor a la unidad tomado de la serie R.10 y que considera las condiciones de servicio as como las propiedades de los componentes de los sistemas de tuberas. Para el polietileno el valor mnimo considerado es 1,25 (en Norma UNE 53.131, C= 1,37 para PE32 y C= 1,6 para PE50A y PE50B). Serie de nmeros Renard R10: 1,00 - 1,25 - 1,60 - 2,00 - 2,50 - 3,20 4,00 - 5,00 - 6,30 y 8,00 Tensin de diseo ( s): Es la tensin tangencial para una aplicacin derivada del MRS dividida por el coeficiente C y redondeada al valor ms prximo de la serie R10, expresada en megapascales. s = MRS C 3.22 TUBOS SAENGER Materias primas = Pn(Dn-e) 2e donde Pn = Presin nominal interna en MPa Dn = Dimetro nominal en mm e = Espersor del tubo en mm = Tensin tangencial en MPa TENSIN TANGENCIAL A LA QUE EST SOMETIDA LA PARED DEL TUBO, DEBIDO A LA PRESIN NOMINAL INTERNA Pn En funcin de los conceptos mencionados obtenemos la siguiente clasificacin: En la tabla adjunta se resumen los diferentes tipos de Polietileno utilizados en la fabricacin de tuberas y sus caractersticas especficas.

Reconocimiento a la llama Arde entre fcil y moderadamente, con algo de resplandor, llama azul en la parte baja y amarilla en la alta. Funde y gotea desprendiendo vapores con olor a parafina quemada. Materias primas TUBOS SAENGER 3.23 s/Norma UNE: Polietileno Alta Densidad PEAD (PE50A) s/Norma CEN: PE80 Por catalizadores a poca temperatura y baja presin (3,0 a 4,0 MPa) Largas cadenas lineales 85% 0,941 a 0,950 8,0 MPa HERSALEN color negro LCL MPa MRS MPa ISO-CEN

Tipo segn MRS UNE 53.131 Tipo segn s TABLA DE CLASIFICACIN DE LOS POLIETILENOS 4,00 - 4,99 6,30 - 7,99 8,00 - 9,99 10,00 - 11,19 4,0 6,3 8,0 10,0 PE 40 PE 63 PE 80 PE 100 PE 32 PE 50A-PE 50B TIPO CARACTERSTICAS ESPECFICAS TUBERAS POLIETILENO RESULTANTES SISTEMA POLIMERIZACIN ESTRUCTURA CRISTALINIDAD DENSIDAD MRS MNIMA

TENSIN REQUERIDA MARCA COMERCIAL s/Norma UNE: Polietileno Baja Densidad PEBD (PE 32) s/Norma CEN: PE40 Por alta presin (130 a 150 MPa) Temperatura elevada (250 a 300C) Cadena molecular muy ramificada 50 a 60% 0,915 a 0,930 4,0 MPa HERSALIT color negro s/Norma UNE: Polietileno Media Densidad PEMD (PE50B) s/Norma CEN:

PE80 Por catalizadores soportados a temperatura moderada y presin moderada Cadena molecular poco ramificada 75% 0,931 a 0,940 8,0 MPa HERSAGAS (para gas) color amarillo HERSAFLEX color negro s/Norma CEN: Polietileno Alta Densidad 3 Generacin PE100 (en azul y en negro) Por catalizadores

a poca temperatura y baja presin incorporando Copolmeros de mejora Cadenas ramificadas 85% >0,950 10,0 MPa HERSAGUA color azul y color negro APLICACIONES DEL POLIETILENO Relacionamos algunas de sus mltiples aplicaciones: Aislamiento de cables elctricos, piezas esterilizables, filamentos, lminas, piezas para maquinaria, cables coaxiales, vlvulas, recipientes de lquidos corrosivos, films de poco espesor, cajas de bateras, piezas de electrodomsticos, material sanitario, depsitos para gasolina en automviles, tubos para proteccin de cables telefnicos y de fibra ptica y las aplicaciones concretas desarrolladas por TUBOS SAENGER. Tuberas de PE BD para conduccin de aguas a presin (HERSALIT) Tuberas de PE MD para conduccin de aguas a presin (HERSAFLEX) Tuberas de PE AD para conduccin de aguas a presin (HERSALEN) Tuberas de PE MD para conduccin de combustibles gaseosos (HERSAGAS) Tuberas de PE 100 para conduccin de aguas a presin (HERSAGUA) Tuberas de PE BD para instalaciones de riego (HERSALIT)

Tuberas de PE AD para instalaciones de saneamiento (HERSALEN y HERSAGUA) Tuberas de PE AD para emisarios submarinos (HERSALEN) Tuberas de PE 100 para emisarios submarinos (HERSAGUA) Tuberas de PE AD para proteccin de cables telefnicos (HERSALEN) POLIETILENO RETICULADO La aparicin del polietileno reticulado (PE-R) y su aplicacin a la fabricacin de tuberas, ha eliminado la desventaja de tener un punto de fusin a temperatura relativamente baja, como ocurre con el polietileno tradicional. Este material ha permitido la fabricacin de tuberas destinadas a la conduccin de agua caliente. Se obtiene a partir de un polietileno corriente pero transformado, al cual se aplica un agente de reticulacin que crea, en el seno de la materia, puentes intermoleculares estables que confieren al producto tratado la propiedad de no reblandecerse ni fundirse. Procesos de reticulacin El polietileno tiene poca tendencia a reaccionar qumicamente, debido a su casi absoluta falta de enlaces dobles y grupos polares, lo que confiere una gran inercia qumica al producto. Esta caracterstica ha conducido a desarrollar distintos procesos, unos ms perfectos y complicados, otros ms simples y prcticos, que se describen someramente a continuacin. 3.24 TUBOS SAENGER Materias primas Materias primas TUBOS SAENGER 3.25 Procedimiento por irradiacin de electrones Se comprob que irradiando electrones, se conseguan propiedades que indicaban que el polietileno estaba reticulado, ya que presentaba un cambio en la carga de rotura y una mejor estabilidad a la temperatura.

Este procedimiento de reticulacin, requiere amplias cantidades de radiacin de alta energa, convirtindolo en caro y no rentable para la obtencin industrial. Procedimiento por irradiacin de rayos ultravioleta Este procedimiento consiste en mezclar con el polietileno una pequea cantidad de producto sensible a los ultravioleta, tal como la benzofenona. Bajo el efecto de los rayos ultravioleta, la benzofenona se descompone liberando un radical capaz de reaccionar con el polietileno y generar puentes intermoleculares estables, reticulando el polietileno. Procedimiento por perxidos orgnicos Los perxidos orgnicos se vienen utilizando desde hace mucho tiempo en la reticulacin de los polisteres y caucho siliconado. Por ello, se ensayaron en la reticulacinde polietileno, dando los resultados deseados Para obtener la reticulacin, se mezclan ntimamente los perxidos con el polietileno, sometiendo la mezcla a los efectos de presin y temperatura. Esto provoca una descomposicin de los perxidos, dejando libres los radicales que son de mismo tipo que los liberados por la benzofenona, en el caso de la irradiacin de rayos ultravioleta, los cules reaccionan con el polietileno, reticulndolo. Procedimiento por silano Para este procedimiento se utiliza un polietileno base al que se mezclan qumicamente aditivos silnicos de reticulacin, que reaccionan con un catalizador adecuado y en presencia de humedad. Estos productos, polietileno base y catalizador, deben mantenerse por separado y ser mezclados nicamente poco antes de su utilizacin. Propiedades del polietileno reticulado Carboniza sin fundirse entre 250 y 300C, lo que permite temperaturas de rgimen de 100 a 110C. La eliminacin del punto de fusin logra la desaparicin del peligro de reblandecimiento.

Presenta gran resistencia al envejecimiento. Mantiene flexibilidad y buen comportamiento a bajas temperaturas. Ofrece mnima reduccin de su resistencia por la influencia de la temperatura. 3.26 TUBOS SAENGER Materias primas POLIPROPILENO Es un material plstico que pertenece a la familia de las poliolefinas. La frmula del propileno es El profesor Natta en Italia en 1954, siguiendo los trabajos desarrollados por el profesor Ziegler en Alemania, encontr la posibilidad de producir polmeros de propileno utilizando catalizadores enmarcados dentro de los sistemas catalticos Ziegler. Con variacin en los catalizadores referidos, Natta logr preparar polipropilenos de diferentes propiedades. El monmero se produce a partir del cracking de productos petrolferos tales como gas natural o aceites ligeros. En el tipo de polimerizacin con catalizadores tipo Ziegler, el monmero debe estar exento de impurezas, tales como agua, metilacetileno y otras. Un sistema cataltico tpico puede prepararse haciendo reaccionar tricloruro de titanio con trietilaluminio o cloruro de dietilalumino en nafta y en atmsfera de nitrgeno, de tal forma que se obtenga una solucin pastosa consistente en un 10% de catalizador y un 90% de nafta. Las propiedades del polmero dependen de la forma y el tamao de las partculas que lo forman. En el reactor se cargan el propileno bajo presin y separadamente la solucin de catalizador y el medio de reaccin que normalmente es nafta. La reaccin se realiza a unos 60C durante 8 horas, obtenindose en los casos ms generales una conversin del 80 al 85%. Dado que la conversin se realiza por debajo del punto de fusin del polmero, el proceso de polimerizacin ocurre mas bien en

suspensin que en solucin. El peso molecular del polmero puede controlarse variando la cantidad de hidrgeno aadido, ya que ste acta como agente transferidor de cadena. Una caracterstica desfavorable del polipropileno homopolmero es su punto de transicin dominante alrededor de los 0C, por lo que el polmero se va transformando en un material frgil a medida que se acerca a esta temperatura. Incluso a temperatura ambiente la resistencia al impacto es dudosa para algunos tipos de polmeros. Para conseguir polmeros que proporcionen mejor comportamiento al impacto y resulten menos frgiles, se opta por la copolimerizacin de propileno con una pequea cantidad de etileno (2-3%), llamndose estos materiales polipropilenos-copolmeros. HH C=C H CH3 Tipos de Polipropilenos para fabricacin de tuberas Las Normas Europeas (EN) estudiadas por CEN, consideran 3 tipos de polipropilenos (CEN/TC 155 wi 21) y (CEN/TC 155 wi 25) a) Polipropileno - homopolmero (PP-H) b) Polipropileno - copolmero bloque (PP-B) c) Polipropileno - copolmerorandom (PP-R) a las que se asignan una tensin de diseo s segn la siguiente tabla, en el caso de tuberas a presin (CEN/TC 155 wi 21) Las definiciones de acuerdo con ISO/DIS 1873-1 son las siguientes: PP-H : Polipropileno homopolmero. PP-B : Polipropileno copolmero bloque, contiene no ms que el 50% de otros monmeros

oleflicos o monmero, copolimerizado con propileno. PP-R: Polipropileno copolmerorandom, contiene no ms que el 50% de otro monmero oleflicos o monmero, copolimerizado con propileno. Caractersticas propias de cada tipo de polipropileno PP-H : Polipropileno homopolmero Excelente rigidez Buena resistencia al impacto a temperatura ambiente PP-B : Polipropileno copolmero bloque (Heterofsico) Mejora la resistencia al impacto, incluso a bajas temperaturas Mantiene buena rigidez PP-R : Polipropileno copolmerorandom (Estadstico o aleatorio) Presenta caractersticas intermedias de rigidez y resistencia al impacto Destaca su elevada transparencia Los polipropilenos son los ms ligeros de los plsticos corrientes Tienen una alta resistencia al deterioro. Buena resistencia al calor Su alto intervalo de reblandecimiento, permite la esterilizacin del material y de los productos fabricados con el mismo. Son qumicamente inertes. Resistentes a la humedad. Inalterables a la agresin de los suelos que envuelven las tuberas de polipropileno. Bajo factor de friccin en la conduccin de fluidos. Materias primas TUBOS SAENGER 3.27 MRS DESIGNACIN (LCL PARA 50 AOS A 20C) s MPa MPa

PP - H / MRS 100 (tipo 1) 10 6,3 PP - B / MRS 80 (tipo 2) 8 5,0 PP - B / MRS 100 (tipo 2) 10 6,3 PP - R / MRS 80 (tipo 3) 8 5,0 PP - R / MRS 100 (tipo 3) 10 6,3 Las caractersticas fsicas ms destacadas son: Densidad a 23C (sin pigmentar) : 0,90 a 0,92 gr/cm3 Mdulo elstico: 700 a 1200 N/mm2 (MPa) Coeficiente de dilatacin lineal: 1,5 a 2 x 10-4 K-1 Conductividad trmica: 0,2 kcal/mh C ndice de fluidez: 1,2 a 1,4 gr/10 min (230C y 5 kg) Resistencia a la traccin: mnimo 17,5 MPa (s/UNE 53.380 para PP-C ) Alargamiento a la rotura: mnimo 500% (s/UNE 53.380 para PP-C ) Estabilizacin Debido a la sensibilidad del polipropileno a la degradacin trmica - oxidativa, debe ser aditivado con sistemas que garanticen su proteccin. Con adecuada aditivacin, las tuberas y piezas fabricadas con PP pueden alcanzar un uso continuado a 90C , llegando hasta 110C durante largo perodo de tiempo. La adicin de estabilizadores para la radiacin ultravioleta, retarda la degradacin, siendo el ms eficaz el negro de carbono. Para coloraciones ms claras tales como el gris, deben usarse materiales con la estabilizacin adecuada. Transformacin La extrusin del polipropileno no presenta ninguna dificultad, utilizando la maquinaria y el tipo de PP apropiado.

A ttulo orientativo y con carcter general se indican las caractersticas de las mquinas extrusoras y condiciones de proceso. Extrusora: Relacin longitud dimetro (L/D) 24 a 32 Relacin de compresin 3 a 4 Proceso: Temperatura en zonas cilindro 200/215/225C Temperatura de fusin 210-230C Temperatura hilera 210-230C No obstante, dada la diversidad de tipos de polipropileno ofrecidos en el mercado, es conveniente puntualizar estas condiciones con el proveedor de la materia prima. Campos de aplicacin Tubos de polipropileno, accesorios y otros componentes para instalacin de agua fra y caliente en edificios para conducciones de agua potable bajo presin y temperatura, de acuerdo con las condiciones de aplicacin establecidas en las Normas. Tubos para conduccin de agua a presin a la temperatura de 20C para consumo humano, vistos, empotrados o enterrados en el interior o exterior de edificios. Tubos para calefaccin de suelos por agua caliente. Tubos para instalaciones de aire acondicionado. Tubos para instalaciones industriales de conduccin de sustancias qumicas. 3.28 TUBOS SAENGER Materias primas Sistema de unin Los tubos de polipropileno pueden unirse mediante accesorios mecnicos, por termofusin sea soldadura a tope con espejo calefactor o soldadura socket y por accesorios electrosoldables. La ventaja en todos los casos es que no se incluyen en la instalacin materiales distintos a la tubera por lo que el comportamiento ante agentes qumicos es el mismo en toda la conduccin.

Normativa UNE La norma UNE 53.380-90 parte 2, contempla los tubos de propilenocopolmero etileno (PP-C), e indica las condiciones de aplicacin para distintas temperaturas. ADITIVOS Lubricantes Se emplean nicamente para lograr una buena extrusin. Las cantidades empleadas son prcticamente despreciables y no afectan al comportamiento posterior del tubo. Adems de su compatibilidad con la resina y otros agentes, se determina el punto de fusin , por mtodo analtico. Pigmentos y colorantes La misin de ellos no es solamente proporcionar al tubo una tonalidad ms o menos vistosa y acertada; su principal funcin es la de convertir en opacas las paredes a fin de que los rayos ultravioleta no favorezcan la proliferacin de colonias de algas y bacterias en el interior de las conducciones. Estabilizantes La adicin de estos productos es imprescindible en el PVC-U, ya que ellos han de proteger a la resina durante el proceso de extrusin, ante la iniciacin de eventuales procesos de degradacin trmica y liberacin de cido clorhdrico como consecuencia de dichos fenmenos. Por naturaleza estos agentes son, casi siempre, compuestos metlicos de estructura qumica muy parecida y su eleccin depende no slo de sus propiedades intrnsecas, sino tambin de las mejoras que ellos puedan aportar al producto final. Antioxidantes Son materiales que se aaden en pequea cantidad al polietileno, para evitar la oxidacin del mismo.

Los antioxidantes generalmente son compuestos de nitrgeno, los cules evitan la desintegracin del polietileno principalmente cuando ste puede estar expuesto a la intemperie y a temperaturas elevadas. Materias primas TUBOS SAENGER 3.29 3.30 TUBOS SAENGER Materias primas RECONOCIMIENTO A LA LLAMA DE ALGUNOS PLSTICOS (1) Despus de comenzada la ignicin, produce un ligero olor dulzn. Dejando caer el plstico fundido en agua, se forman discos aplastados de color canela brillante, si no est coloreado el plstico. (2) Si se deja caer el plstico fundido y ardiendo en agua, se forman grnulos pesados, espumosos y parduzcos. COMPORTAMIENTO DE LA COMBUSTIN COLOR DE LA LLAMA OLOR DE LOS HUMOS TIPO DE RESINA La sustancia no arde ni se carboniza La sustancia no arde ni se inflama, pero se carboniza progresivamente y se descompone, produciendo olor a formaldehdo. La sustancia arde con llama, pero la combustin cesa inmediatamente al ser retirada del mechero. La sustancia contina

ardiendo por si sola, despus de haber sido retirada del mechero. La sustancia arde rpidamente La sustancia arde suavemente y se ablanda La sustancia arde suavemente y se funde (no forma hilos), pero la combustin cesa inmediatamente al ser retirada del mechero. La sustancia arde suavemente, se funde y se vuelve transparente en la zona de combustin. La sustancia arde difcilmente, produciendo chispas

Verde claro Verde claro Verde claro Amarillo

Amarillo Amarilla y fuliginosa Azul blanquecino Amarillo brillante Amarillo brillante Blanco intenso Blanco intenso Brillante y fuliginosa Brillante y fuliginosa Amarillo Azul Azul Borde amarillo azulado Brillante y muy fuliginosa Apagada Amarillo brillante Amarilla rodeada de verde y fuliginosa

Olor a orina Olor a pescado Olor a fenol Olor a goma quemada Olor acre, pero no de goma quemada El mismo olor anterior,

pero menos penetrante Olor a anilina Olor a leche quemada Ligero olor a fenol Olor a frutas o flores Domina el olor a papel quemado Olor a papel quemado Ningn olor Olor a alcanfor Olor a cido actico Olor a cido actico Olor dbil a naftalina Olor a parafina Ligero olor, no de parafina Olor a pelo o cuerno quemado Olor dulce a azcar quemado Olor a papel quemado Olor a cido butrico (mantequilla rancia) y papel quemado Olor a cido actico Siliconas. Polmeros fluorados

Urea formaldehdo Melamina-formaldehdo Fenol-formaldehdo (Baquelita) Caucho clorado. Cloropreno (Neopreno) Policloruro de vinilo Policloruro de vinilideno Resina de anilina Casena endurecida Resina epoxi Resina acrlica (plexigls) Metilcelulosa Celulosa regenerada Nitrato de celulosa Celuloide Poliacetato de vinilo Poliisobutileno Poliuretano (tipo Vulkoln) Polietileno Polipropileno Poliamida (Nylon) Poliestireno Etilcelulosa (1) Acetobutirado de celulosa.

Acetato de celulosa (2)