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Plásticos de ingeniería: En la línea de golpeo

 
La categorización específica de estos materiales se debe a su utilidad en varias aplicaciones que precisan de una mayor funcionalidad que los plásticos commodities y que requieren de una potente ingeniería para diseñar productos personalizados, además de que sustituyen de manera gradual al metal y al vidrio debido a su durabilidad, resistencia térmica y mecánica, flexibilidad de diseño, ligereza y bajas densidades.


LA EVOLUCIÓN NO CESA
Los Plásticos de Ingeniería se distinguen por ser materiales que se emplean en aplicaciones que necesitan alto rendimiento con respecto a la estabilidad térmica y química, a la resistencia al impacto y a la estabilidad dimensional por arriba de los 100oC y por debajo de los 0oC.
Con todos los desarrollos tecnológicos de los nuevos grados de polímeros y del uso de diversos aditivos para mejorar propiedades a través de la formulación de compuestos, la interfaz para separar el grupo de plásticos de ingeniería de los commodities, no siempre resulta sencilla.
Por ejemplo, en el caso del ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) y otros copolímeros de Estireno, aunque existen grados que -por ciertas propiedades- los ubican como plásticos de ingeniería, su volumen de consumo hace que se consideren commodities desde el punto de vista comercial.
Una situación similar puede suceder con los grados especiales de PP (Polipropileno). Por esa razón, para este análisis sólo incluimos los siguientes plásticos: Policarbonato (PC), Poliamidas (PA), Polibutilén Tereftalato (PBT), Polietilén Tereftalato (PET) grado ingeniería, Poliacetales (POM), Polimetil Metacrilato (PMMA) y algunas especialidades.
EVOLUCIÓN DE LOS PLÁSTICOS DE INGENIERÍA
El período que va de 1900 a 1960 fue la era del descubrimiento. En esas décadas se desarrollaron nuevas teorías de los polímeros que permitieron descubrir los plásticos de ingeniería que hoy representan el 98% del mercado.
Más adelante, tuvieron lugar los años de investigación, desde 1960 a 1985. Fue la época en la que se inventaron los materiales avanzados, como los Polímeros de Cristal Líquido (LCP) y los de elevada resistencia térmica y de alta tecnología, aunque sólo algunos de ellos se comercializaron.
En ese período comenzó también la venta de mezclas y aleaciones poliméricas.
En la siguiente década, de 1985 a 1995, florecieron los ejemplos de economizar a través de mejoras en los procesos de producción para minimizar costos, al mismo tiempo que las ventas de plásticos presentaban un crecimiento sostenido en dos dígitos.
Y desde el año de 1995 a la fecha, la investigación no ha cesado y los directivos de las empresas productoras siguen reconociendo la necesidad de desarrollar nuevos mercados para mantener el crecimiento.
En la actualidad, la investigación y los desarrollos están orientados a crear materiales amigables con el medio ambiente, ya sea por su reciclabilidad o por el origen de sus materias primas básicas.
PERÍODO MUNDIAL DE ALTA DEMANDA
De acuerdo con varios reportes publicados, se estima que en 2017 el mercado mundial de los plásticos de ingeniería alcanzó un valor de casi 80,000 millones de dólares (MMUS$) y se espera que, del año 2018 al 2023, el mercado registre un crecimiento de 5%.
En volumen, este grupo de plásticos constituyen cerca del 7% de toda la producción mundial de plásticos, es decir, 22.2 millones de toneladas (MTon), pero, en valor, alcanzan casi el 10% de las ventas de plásticos.
El mercado automotriz superó en todo el mundo casi los 90 millones de unidades en 2017, y en los últimos tiempos el aumento del gasto del consumidor ha impulsado de forma destacada el crecimiento del mercado automotriz y, por ende, el de los plásticos de ingeniería, de manera que estos muestran una demanda creciente que provoca que las compañías que los producen desarrollen nuevos y mejores grados que satisfagan nuevas necesidades, no sólo del segmento automotriz, sino también de los grados que se pueden utilizar en nuevas aplicaciones.
Las empresas productoras de plásticos de ingeniería, se dedican con perseverancia a las actividades de investigación y desarrollo de productos que son favorables al medio ambiente y cumplen con las normas.
Además, han estado invirtiendo en el desarrollo de nuevas tecnologías para mejorar de manera continua su ventaja competitiva en la industria.
La región Asia-Pacífico tiene la mayor participación en el mercado mundial en 2017 con casi el 50%, impulsada en gran medida por la creciente demanda de plásticos de ingeniería de las industrias usuarias finales, incluyendo eléctrico y electrónica, automotriz y transporte.
Además, con la creciente producción automotriz en las principales economías de la región, el mercado se ha beneficiado en gran medida.
El mayor productor y consumidor de plásticos de ingeniería en la región es China debido a que el sector automotriz es uno de los de más rápido crecimiento en ese país, entre otros factores, el aumento de los ingresos de su población.
La abundante disponibilidad de materias primas y su bajo costo de producción son otros motivos que impulsan la demanda de este tipo de plásticos.

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AP86

Moldeo de espuma microcelular

El proceso MuCell, de la mano de Negri Bossi

Ahorro, ligereza y funcionalidad en piezas de precisión
Trexel es una empresa pionera en numerosas soluciones de procesos plásticos y es la que desarrolló la tecnología de inyección de espuma micro celular conocida como Mu- Cell, la cual al integrarse al moldeo por inyección de plásticos, reduce en gran medida los costos de producción debido a su flexibilidad para lograr diseños óptimos de espesor de pared por su funcionalidad y no por el proceso de inyección.
La reducción de densidad ofrece ahorros en material y peso de más de un 20%. Las numerosas ventajas en costos y procesos han provocado un rápido desarrollo global del proceso MuCell en las industrias automotriz, electrónica, médica, envase; y aplicaciones de bienes de consumo.
El proceso MuCell implica el uso controlado de gas Nitrógeno o CO2 (Dióxido de Carbono) en su estado de fluido supercrítico (SCF) para crear millones de vacíos del tamaño de micras en piezas moldeadas de plástico de pared delgada (menos de 3 mm). Con la configuración correcta del equipo, el diseño del molde y las condiciones de procesamiento, estos huecos microcelulares son relativamente uniformes en tamaño y distribución, de manera que es posible producir e componentes plásticos de precisión.
Además, esta tecnología permite mejorar del 50 al 75% varias de las medidas de calidad clave, como planicidad, redondez, alabeo, y se eliminan también todas las marcas de hundimientos o rechupes.
Estas mejoras resultan del hecho de que se crean patrones de tensión relativamente uniformes en la pieza moldeada en lugar de la tensión no uniforme típica del moldeo sólido.
Como resultado directo de la tensión y contracción uniforme asociadas con el proceso MuCell las piezas que se producen tienden a ajustarse mucho más a la forma del molde y a las especificaciones dimensionales de la parte en sí. Esto significa que al usar esta tecnología, se necesitan menos iteraciones de molde para producir una pieza compatible, lo que ahorra tiempo y dinero.
Las ventajas de calidad que se logran, se complementan con ahorros directos, ya que se puede producir 20 a 33% más de piezas por hora en máquinas de inyección, inclusive de menor tonelaje de fuerza de cierre, como resultado de la reducción de viscosidad y la eliminación gracias al uso de gas supercrítico.
Negri Bossi, en colaboración con Trexel, recientemente han acaparado la atención en distintas exposiciones exhibiendo un sistema integrado que produce raquetas de ping-pong utilizando la tecnología FMC (foam microcelular moulding process). También estarán presentes con esta tecnología durante la NPE 2018.
El módulo de producción está formado por una inyectora eléctrica de la serie “ELE” de 180 toneladas, que moldea PBT (Polibutilén Tereftalato) para producir el esqueleto, mientras otro grupo vertical inyecta el mango de la raqueta con TPE (Elastómero Termoplástico) para obtener un tacto más suave.
Asimismo, sobre una de las caras se inyecta directamente al molde espuma de LSR (Elastómero Liquido de Silicón, por sus siglas en inglés) mediante un sistema dosificador equipado con un proceso especial para producir el material microcelular esponjoso y el lado opuesto, alcanza mayor rigidez al emplear LSR estándar.
Las piezas terminadas se retiran mediante un robot a 6 ejes de Sytrama, compañía perteneciente al grupo Negri Bossi, mientras que el molde está fabricado por Esistampi.
Trexel ofrece el diseño del producto completo y la licencia tecnológica, el sistema de llenado SCF, el inyector y el husillo especial.
Negri Bossi equipa la máquina con un software especial, una cámara específica, y las modificaciones hidráulicas necesarias.
A continuación se describe la secuencia del proceso:
1. Durante la plastificación, es necesario alimentar el gas de manera altamente controlada en el polímero fundido a través de unos inyectores montados en el husillo de plastificación.
2. La mezcla del polímero fundido y el SFC se homogeniza mediante un husillo de diseño especial.
3. El polímero se inyecta al molde y las celdas de la espuma comienzan a nuclearse debido a la baja presión en la cavidad. La dispersión molecular del gas se produce por la homogenización en la estructura celular.
4. La fase de segunda presión se reemplaza por el crecimiento celular, que cesa una vez que se llena la cavidad del molde. Debido al crecimiento celular se logra una presión uniforme en toda la cavidad del molde
 

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AP86 Sostenibilidad

Electrónica con responsabilidad

La demanda del mercado genera 7 mton de residuos

La huella de carbono de la industria tecnológica superará el 14% en 2040, equivalente a la mitad del impacto de carbono de toda la industria del transporte
Los equipos de alta tecnología son los productos de consumo masivo más complejos jamás producidos, y uno de los principales retos que ofrecen se presenta al término de su vida útil.
En las últimas dos décadas, los rápidos avances tecnológicos han duplicado cada 18 meses la capacidad de cómputo de los chips semiconductores, lo que acarrea computadoras más veloces, teléfonos celulares más pequeños, maquinaria y electrodomésticos más eficientes y una creciente demanda de nuevos productos. Sin embargo, este vertiginoso flujo de productos electrónicos deja degradación ambiental y montañas de desechos peligrosos en su camino.
El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente estima que el mundo genera cada año entre 20 y 50 millones de toneladas métricas de desechos electrónicos.
Las latas de refrescos, las botellas de plástico y los periódicos están hechos de uno o pocos materiales. En contraste, la electrónica de alta tecnología contiene una docena de materiales, todos ellos envasados de modo compacto, que cuando se desechan sin cuidado son dañinos para el medioambiente y la salud humana.
Gracias al apetito por los gadgets, la conveniencia y la innovación, y al sistema actual de comercio mundial, que los hace relativamente asequibles, alrededor de siete millones de toneladas de materiales se vuelven obsoletos cada año.
Además, un análisis reciente mostró que la compra de un nuevo teléfono inteligente consume tanta energía como el uso de un teléfono existente durante toda una década.
Este nuevo estudio de investigadores de la Universidad McMaster, publicado en el Journal of Cleaner Production, analizó el impacto del carbono de toda la industria de la información y la comunicación (TIC) del 2010 al 2020, incluyendo PCs, computadoras portátiles, monitores, teléfonos inteligentes y servidores.
El mundo se aleja de los grandes aparatos electrónicos pero se dirige hacia equipos cada vez más pequeños que consumen mucha energía, por lo que el impacto ambiental general de la tecnología solo empeora. Mientras que las TIC representaron en 2007 el 1% de la huella de carbono, esta cantidad ya se ha triplicado en los días que corren, y está en camino a superar el 14% para 2040, lo que representa la mitad del impacto de carbono de toda la Industria del Transporte.
Los teléfonos inteligentes son particularmente engañosos, por diversas razones. Con un ciclo de vida promedio de dos años, son más o menos desechables. El problema es que la construcción de un nuevo teléfono inteligente, y específicamente, la extracción de los materiales poco comunes que contienen, representa del 85 al 95% de las emisiones totales de CO2 del dispositivo durante dos años.
Sin embargo, a pesar de que la gente compra teléfonos con menos frecuencia, las compañías de electrónica de consumo intentan recuperar las ganancias perdidas vendiendo teléfonos más grandes y elegantes. Los investigadores encontraron que los teléfonos inteligentes con pantallas más grandes tienen una huella de carbono considerablemente peor que sus antepasados más pequeños. Apple ha revelado públicamente que construir un iPhone 7 Plus genera más o menos un 25% más de CO2 que el iPhone 6, mientras que otro estudio independiente concluyó que el iPhone 6 creó un 57% más de CO2 que el iPhone 4s.
Los teléfonos inteligentes representan un segmento de TIC de rápido crecimiento, pero el mayor culpable de emisiones de CO2 pertenece a los propios servidores y centros de datos, que representarán el 45% de las emisiones de TIC para 2020. Esto se debe a que cada búsqueda de Google, cada actualización de Facebook y cada Tweet requieren una computadora en alguna parte para calcularlo todo en la nube.
Como consumidores tenemos que comprar menos y comprometernos más por la salud de todo este planeta. El objetivo no es condenar la alta tecnología, las computadoras y todas sus relaciones electrónicas, sino explorar cómo las demandas materiales de la era digital, tal como están configuradas, están afectando el mundo y la salud de las comunidades y revisar la forma en la que se hacen propuestas para resolver este problema.
Silikn Proton, firma de tecnología, presentó una propuesta para poder hacer frente a esta situación con el lanzamiento de su primera campaña en la plataforma de crowdfunding, Donadora, con la finalidad de recaudar fondos que permitan el desarrollo y consolidación de la iniciativa para reducir los residuos electrónicos, al mismo tiempo que se reduce la brecha digital.
Gracias a esta iniciativa, se establecerán acciones para la reducción de más de 358 mil toneladas de basura electrónica en forma de aparatos y electrodomésticos, lo equivalente a 3.2 kilogramos de residuos por cada mexicano, según estimaciones del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC).
 

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AP86 Regional

Una ventana al Medio Oriente

El interés de México por la industria de una región en franco crecimiento

Las oportunidades hacen voltear la vista hacia los países de las túnicas y los turbantes
Al término Medio Oriente -también llamado Oriente Próximo- es utilizado por lo común para definir a la región situada al sudoeste de Asia. Entre los países que la integran se encuentran: Arabia Saudí, Emiratos Árabes Unidos, Irak, Israel, Jordania, Kuwait, Líbano, Libia, Omán, Catar, Siria, Sudán, Yemen y Turquía.
Conocida por sus conflictos internos y guerras con otros países, la zona, en términos comerciales, es hoy una oportunidad para nuestro país, sobre todo en las áreas energética, petroquímica y alimenticia.
El presidente de la Asociación Nacional de Industrias del Plástico (ANIPAC), Juan Antonio Hernández, en su intervención en el foro Perspectivas de la Industria del Plástico, lanzó un desafío: “si el mercado estadounidense le pone arancel a México por las exportaciones y nos deja de comprar, la industria nacional tendrá que voltear hacia otro lado, como Medio Oriente”.
De acuerdo al informe GCC Plastic Industry Indicators 2016, se espera que la Industria del Plástico en los Países Árabes del Golfo (GCC) alcance para el año 2022, los 34.5 millones de toneladas, mientras crece a una tasa anual del 3% El futuro crecimiento de la capacidad de plástico será impulsado por Arabia Saudita, Kuwait y Omán. En 2016, las ventas de los productores de plástico representaron el 4% de los ingresos por ventas de la industria global, y registraron alrededor de 34 mil millones de dólares.
La capacidad de la industria se expandió en 2016 hasta en un 5%, llegando a 27.1 millones de toneladas. En años anteriores, sólo Arabia Saudita representó el 2% de las ventas globales de polímeros, y se ubicó como el octavo mayor productor mundial de plásticos.
Abdulwahab Al-Sadoun, Secretario General de la Asociación de Petroquímicos y Químicos del Golfo (GPCA), enfatizó que: «Los productores petroquímicos diversifican cada vez más sus carteras, invierten en nuevos productos y se alejan de los polímeros comerciales tradicionales hacia especialidades como ingeniería de plásticos y elastómeros. Esto, a su vez, respalda la expansión y el desarrollo de toda la Industria de Transformación en la región».
La producción de plásticos de ingeniería y polímeros especiales creció, en 2016, un 15% al registrar 2.5 millones de toneladas. La industria también comprende casi 40,000 empleados, con 118,000 adicionales en sectores de apoyo.
Los hules sintéticos participan de la mayor cantidad de productos introducidos en los siguientes años, beneficiándose del crecimiento esperado en los Sectores Automotriz y Transporte.
Para el 2022, casi el 70% de todo el crecimiento de la oferta provendrá de los commodities, que representan el 89% de la capacidad de los polímeros.
El consumo de plásticos en esta región aumentó, en 2016, un 4%, al sumar los 5 millones de toneladas. En ese mismo año, Arabia Saudita representó el 67% de la producción de resinas y fue el mayor consumidor de polímeros en el Golfo, seguido por los Emiratos Árabes Unidos, que representaron el 19%.
El mercado de más rápido crecimiento para los plásticos en la región son los envases industriales. El envase representa el 44%, seguido por la Industria de la Construcción, que significa más de una quinta parte. El consumo de plástico aumentó a toda prisa y ya alcanzó los 94 kilos per cápita.
El consumo de plásticos en Catar es el de mayor crecimiento en la región, con un crecimiento, entre 2006 y 2016, del 14%. Esto duplica el crecimiento registrado por los líderes del mercado, Arabia Saudita y Emiratos Árabes Unidos. Sin embargo, Catar tiene la relación de consumo más baja a la producción total de plástico, un poco más del 11%, mucho más bajo que en otros países. En 2016, Omán disfrutó de la mayor proporción de consumo de plástico a la producción en la región (48%).
El mercado de tubos en los Emiratos Árabes Unidos representa el 48% de la fabricación de productos de plástico. Esto es seguido por productos de GRP (20%) y envases (18%). En Arabia Saudita, los Emiratos Árabes Unidos y Omán se desarrollan varios parques industriales centrados en la transformación de plásticos y la industria múltiple, y algunos se construyen junto a grandes instalaciones de producción de resina. En Omán, Orpic I construye una nueva planta de etileno que permitirá la producción de Polietileno (PE) por primera vez en el país.
Este sector crece tanto que, por octava ocasión consecutiva, se entregaron los Premios de Excelencia en Plásticos, en los que destacan empresas como Sabic, United Acredited Company (el primer productor de PET FIBC en el mundo) y Borouge-, con su Termopolímero Bimodal AnteoTM-Borstar LLDP E.
Otras empresas que destacan en la región, son: Al Barsha Plastic Product, LLC, Zamil Plastic Products LLC, Al Watania Plastics, Genoa Plastic Industries, Obeikan Investment Group, Harwal Group, Arab Gulf Manufacturing, Rowad Plastics Group y Takween Advanced Industries. Algunas de ellas muestran ya un gran interés en nuestro país.
 

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AP86 Automotriz Expertos Opinan Mercados

Los plásticos más fuertes: las aplicaciones en el sector automotriz, los hace indispensables

Menor peso, más resistencia y disminución de costos de producción, a su favor.
Por Ing. José María Rebollo.
El uso de Plásticos de Ingeniería en industrias como la Automotriz, hace necesario conocer a detalle sus características:
POLIAMIDAS (NYLON)
Su versatilidad los hace uno de los Plásticos de Ingeniería con mayor uso a nivel mundial.
Los grados más comerciales son los tipos 6, 66, 46, 610, 612, 11,12, PPA. Para el caso específico de las Poliamidas 66, 610 y 612; su nomenclatura se deriva del número de átomos de carbono en la diamina y los ácidos dicarboxílicos empleados en su manufactura.
Los grados más comunes son dos, PA 6 cuya materia prima es la Caprolactama y la PA 66 elaborada a partir de la Hexametilen-Diamina y el Ácido Adípico.
El grado a utilizar se elige en virtud de las propiedades mecánicas, eléctricas y químicas. Estos materiales pueden modificarse con una gran variedad de aditivos que modifican el impacto, la viscosidad, la resistencia a la fatiga a la hidrolisis y la fricción; cuando se modifican de esta forma se llaman “Compuestos”.
Debido a que las poliamidas son higroscópicas, su manejo y procesamiento eficiente requiere el empleo de “deshumidificadores”, los cuales emplean aire seco y caliente. En adición, se debe observa un control preciso del “DEW POINT – PUNTO DE ROCIO” por lo que el equipo requiere de su adecuada calibración. Es importante reconocer que el nivel máximo permisible de humedad en el momento del envase del producto no sea mayor a 0.25%. Los rangos óptimos de su procesamiento están entre 0.06 – 0.10%.
Los grandes procesadores de estos productos conocen que el “deshumidificar” demasiado el producto afecta su viscosidad y en consecuencia sus características de flujo.
Como todo material semi cristalino, presenta un punto de fusión definido; es decir, pasa de sólido a “visco elástico”, exactamente a una temperatura definida.
La palabra NYLON es un genérico pero dentro de este concepto hay que entender que no todos los NYLON son iguales, una forma de identificarlos es con base a su Punto de Fusión.
Los dos grados más comunes y comercializados son dos, la PA6 y PA66, estos dos grados tienen un sinfín de aplicaciones en diversos mercados, como automotriz, eléctrico electrónico, industrial e incluso aeroespacial. Son varios los procesos por los que se pueden transformar las Poliamidas, sin embargo, cada grado tiene diferentes propiedades que facilitan su transformación. A continuación, revisaremos más a fondo estos dos grados:
POLIAMIDA 6
Está considerada como la segunda de mayor empleo.
Sus propiedades son similares a las de la Poliamida 66, pero absorbe más rápidamente la humedad. Sin embargo, es importante diferenciar el concepto de “Absorción de Humedad vs. Velocidad de Absorción”. Todas las poliamidas absorben humedad, pero gradualmente unas más que otras.
Hay que recordar que la “humedad” actúa como un plastificante, por lo que su rigidez y resistencia a la tensión se ven disminuidas, en tanto la elongación y el impacto mejoran ligeramente.
Su punto de fusión es 40 C menor a la de una Poliamida 66; de ahí que sus condiciones de procesamiento son diferentes. Su estructura es menos cristalina y, en consecuencia, puede presentar ligeramente un menor encogimiento.
Todas las poliamidas grado de Inyección requieren de un termorregulador que garantice que la “cavidad” esté caliente (70- 80C) con el objeto de lograr que la pieza moldeada alcance su mayor encogimiento dentro del molde y de esa manera evitar lo que se conoce como “encogimiento post-moldeo”.
Cabe mencionar que para aquellas aplicaciones en donde se requiere de una mayor brillantez y tersura de la parte moldeada, la Poliamida 6 presenta ventajas sobre la Poliamida 66.
POLIAMIDA 66
Presenta un excelente balance de propiedades tales como rigidez, resistencia a la temperatura, abrasión e impacto. Es un excelente candidato para sustituir metales y por consiguiente obtener ventajas significativas en el peso final de la parte.
Al igual que la Poliamida 6, requiere de un adecuado “deshumidificado”, mismo que se sugiere se efectúe en el rango de 80-90 C, por espacio de 2-4 horas. El tiempo y la temperatura de deshumidificado varía de acuerdo a la humedad relativa del medioambiente en donde se esté procesando el producto.
No todas las poliamidas presentan la misma viscosidad, por lo que su selección requiere previamente de un análisis de la geometría y espesor de la pieza. Existen estudios de simulación, tales como el “Mold Flow Analysis”, en donde se puede simular las condiciones reológicas del producto y con base a las mismas, poder diseñar con bastante exactitud las características del herramental.
Las propiedades del producto se pueden modificar mediante la adición de cargas y refuerzos; siendo la fibra de vidrio, cargas minerales, o la combinación de ambas, una de las más empleadas.
El fabricar compuestos a base de las combinaciones de cargas y refuerzos hace de la Poliamida 66, el producto seleccionado para aplicaciones automotrices tales como: múltiples de admisión, ventiladores, partes para radiadores y cubiertas de motor.
POLIAMIDA 12
Es la que ofrece menor absorción de humedad. Fácil de procesar. Excepcional resistencia a la abrasión, impacto, tanto a temperatura ambiente como a bajas temperaturas, y resistencia a la fatiga.
Esta familia de productos ofrece una excelente resistencia a grasas, aceites, gasolina, fluidos hidráulicos y solventes. Debido a sus propiedades, las compañías fabricantes de sistemas de alimentación de combustible, tubería en campos petrolíferos, aislamiento de cables y catéteres en el sector médico, lo consideran como la mejor opción dentro de las poliamidas disponibles en el mercado.
POLIAMIDA 11
Al igual que la Poliamida 610, es producida a partir de una fuente renovable, el aceite de ricino. Este tipo de productos presentan una excelente resistencia a productos químicos (particularmente hidrocarburos). Debido a las diferentes formulaciones empleadas, pueden estar expuestos a temperaturas en el rango de -40 C.
Su densidad es de 3 a 6 veces menor que el metal. Al igual que la Poliamida 12, presenta un bajo nivel de absorción de humedad debido a la baja concentración de grupos amida, característica que lo hace un excelente candidato cuando se trata de aplicaciones con alta estabilidad dimensional.
Es muy estable térmicamente hablando, lo cual impacta en una excelente procesabilidad. Pueden estar expuestos a temperaturas de 125 C y en forma intermitente hasta 150 C.
POLIAMIDA 612
Se obtiene a partir de la poli condensación de la 1,6 Hexametilen Diamina y el Ácido Dodecanodioico. Una de sus principales características es la baja absorción de humedad y flexibilidad que lo hacen idóneo en el empleo de monofilamentos de cepillos de dientes y recubrimiento para cables.
Esta familia de productos presenta un balance de propiedades tales como: tenacidad, rigidez y estabilidad térmica, además de excelentes propiedades a la tensión y flexión. Son resistentes a grasas, aceites, álcalis y soluciones salinas.
Sus propiedades no difieren sustancialmente en comparación de una PA12, pero presentan una mayor absorción de humedad, menor resistencia química y resistencia al impacto. Sin embargo, las Poliamidas 612 poseen una mayor estabilidad térmica y rigidez que la ofrecida por una PA 12.
POLIAMIDA 4.6
Cubre el hueco existente entre los Plásticos de Ingeniería convencionales como PA 6, PA 66, PBT, PET y otras especialidades como LCP, PPS y PEEK. Su estructura química simétrica contiene una relación alta de grupos amida/ metileno los cuales imparten al producto la propiedad de cristalizar rápidamente y en consecuencia el manejar ciclos cortos de inyección. Presentan una excelente resistencia a la temperatura y una alta rigidez por encima de su temperatura de transición vítrea. Debido a su estructura alifática exhiben un flujo considerable y su moldeo es amigable. Dentro de las Poliamidas su nivel de cristalización (70- 80%) es el más alto. La Poliamida 46 es ampliamente empleada en la Industria Automotriz en todas aquellas aplicaciones en donde se requiere una alta resistencia a las temperaturas.
LCPA (POLIAMIDAS DE CADENA LARGA)
Polímeros de alto rendimiento que mantienen una alta rigidez en un amplio rango de temperaturas. Estructuralmente semi cristalinos, parcialmente aromáticos. Presentan un punto de fusión de 310 C. Resistentes a químicos. Fueron diseñados para sustituir metales en aplicaciones muy demandantes bajo el cofre de los automóviles.
Su resistencia a la fatiga y a la deformación bajo carga es extraordinaria. Temperaturas en el rango de 230C, altas presiones y piezas plásticas expuestas a refrigerantes y gases de combustión, requieren de productos de esta naturaleza.
Existen otros grados de Poliamidas tales como la PA 1010 cuyas características son muy especiales. Estos productos de reciente desarrollo ofrecen propiedades similares a las poliamidas 11 y 12, pero con beneficios adicionales como: superior resistencia a la temperatura y químicos y una menor permeabilidad a gases y combustibles.
 

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AP86 Expertos Opinan

Los plásticos no tienen la culpa

Polímeros, plásticos y elastómeros: una perspectiva del Reino Unido

Una experta en plásticos permite ver con otros ojos a este material
Por Dra. Sally Beken.
Los polímeros nos permiten vivir vidas más seguras, sanas, felices y conectadas. Ciertamente, no me gustaría someterme a un tratamiento médico sin tubos flexibles, conducir mi automóvil sin neumáticos, renunciar a mis discos de vinilo o CD, o volver a la vida sin los dispositivos electrónicos portátiles ligeros; y esos son sólo unos cuantos ejemplos de los polímeros en nuestra vida cotidiana.
Soy una líder de innovación en el grupo de materiales avanzados en Innovate UK, la agencia que financia la innovación en el Reino Unido.
Desde 2007, , hemos apoyado apoyado alrededor de 11,000 proyectos de innovación e invertido más de 2.43 billones de dólares en una amplia gama de sectores, materiales y procesos de fabricación.
No sólo trabajamos dentro del Reino Unido, sino también a nivel internacional, con alrededor de 75 países. Innovate UK se vincula con México en gran parte a través del Fondo Newton, que tiene como meta promover el desarrollo económico y el bienestar social de los países socios. Lo hace mediante el fortalecimiento de la capacidad de ciencia e innovación de dichos países, con fondos para apoyar este trabajo.
Respecto a mi área de experiencia, me concentro en plásticos, compuestos, materiales emergentes y habilitantes, como el grafeno; por lo que me toca liderar el alcance de los proyectos relacionados con estos materiales y supervisar algunos de los que ya están en marcha. En el caso de los polímeros, esto a menudo está relacionado con el procesamiento de plásticos, el reciclado o los polímeros de respuesta inteligente.
Hoy, se da un gran énfasis al plástico en el Reino Unido debido a su efecto sobre el medioambiente. Los plásticos son vistos en el mundo actual como el paria de los materiales, ya que son descartados de nuestro entorno por el supuesto daño que provocan en nuestro planeta y en sus habitantes, debido a la longevidad del material (y en algunos casos, los aditivos que ponemos en ellos).
Pero el material en sí no es un villano: se usa para reducir el daño general hacia al medioambiente, ya que sin él estaríamos quemando significativamente más combustibles fósiles en el transporte, desperdiciando los recursos alimenticios de valor y utilizando más energía en la producción de alimentos. En los países menos desarrollados, donde usan menos envases, el 50% de los alimentos cultivados nunca llegarían al consumidor.
El plástico se utiliza porque es liviano, fuerte, resistente a la humedad (un requisito para muchos de nuestros productos alimenticios), transparente -si es necesario- y es inherentemente reciclable. Lo que hay que hacer es valorarlo, recopilarlo, nunca descartarlo y encontrar formas de reutilizarlo o, eventualmente, quemarlo como combustible.
El 40% de todos los plásticos que fabricamos en el Reino Unido se convierte en envases, y la mayoría son de un solo uso.
No será una sorpresa encontrar que los fabricantes ya estén buscando formas de reducir la cantidad de plásticos que usamos, ya que no quieren gastar más de lo necesario protegiendo sus productos, porque los hacen menos rentables. Sin embargo, existe un impulso constante hacia un diseño innovador que logre reducir el peso de los envases.
En la Unión Europea, al ser los mayores consumidores de alimentos procesados (más del 50% de la ingesta es procesada) requiere de numerosos envases, lo que conlleva a un aumento en el uso del plástico.
Creo firmemente que el aumento de plástico en el medioambiente se debe en parte al consumismo y también a la conveniencia.
Tendemos a comprar alimentos que podemos cocinar a toda prisa. El incremento en el uso de plásticos refleja nuestros cambios en el estilo de vida, y para abordar esta situación debemos analizar nuestro comportamiento en esos casos, así como las innovaciones en el envasado y el reciclaje.
Los plásticos en sí no son los culpables de que aparezcan los océanos con desperdicios poliméricos, en cambio, hay que considerar estas recomendaciones en nuestra vida diaria:
• Otorgar valor al plástico: nunca lo descarte: es un recurso que, aunque no se pueda reciclar, se puede quemar como combustible.
• Consuma responsablemente: no se deje llevar por los hábitos de comprar alimentos en el camino que requiera la adquisición de envases de un solo uso: lleve consigo recipientes de plástico reutilizable.
Los hay de muchos materiales y marcas, muchas de ellas con un alto manejo de responsabilidad social.
En cuanto al futuro y los envases de plástico en nuestro entorno, la Primera Ministra de Reino Unido se comprometió el año pasado a eliminar todos los residuos plásticos evitables para 2042, y nuestro Canciller anunció un nuevo fondo de innovación de más de 20 millones de dólares para que las empresas y universidades desarrollen las nuevas tecnologías y enfoques que se van a necesitar para lograr una economía cero de desechos de plástico.
Los problemas son complejos y las soluciones serán multifacéticas, pero me complace participar estrechamente en el alcance y la entrega de este plan que permita ver con otros ojos al plástico.
 

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AP86 Envase Mercados

El día que prohibieron los plásticos

Nuestra vida ha estado marcada por los polímeros, sin embargo, quieren ponerle fin sin sentido

Hay voces que se oponen a los plásticos, y de ser un murmullo, se volvieron un grito, una reprobación y una condena a usarlos, sobre todo en los envases de alimentos y en las botellas de refresco.
La época moderna se llamó la Era del plástico. Pero ya no. Ya tacharon la palabra plástico y la voz Era. Se dan, ahora, bajo esta nueva circunstancia, muchas escenas como éstas:
“No, ya no se puede llevar la mercancía en una bolsa de papel, todo se desparrama. O en una caja”. La fruta, la verdura, la carne…, mojan el cartón y hacen un desastre en el piso”.
“Cuando voy al mercado, los perros lo vienen siguiendo a uno, esperando que algo se caiga. Y es que, como siempre, justos pagan por pecadores. No se vale”.
Eso mascullaba un viejo que salía de la tienda, “y es que prohibieron los plásticos. No saben lo que prohibieron. Todos se quejan”. Los alimentos duran menos sin ellos.
“Mi vecina buscó la vieja lonchera de cuando ella era niña, la de metal, porque no dejaron a su hija en la escuela que llevará sus tortas en bolsas de plástico; ¿pues qué nos pasa?”
Para alimentar el desánimo, la señora de la tienda le dijo al viejo que los refrescos de cristal habían regresado, que se pusieron de nuevo de moda, que las bolsas de papel eran ahora las que servían para envolver las mercancías. Y le mostró las bolsas de plástico que había guardado en su bodega. “Para cuando se arrepientan las autoridades”, le dijo mientras cerraba con llave.
Y todo por el nuevo reglamento del municipio de Querétaro que proscribió el uso de envases de plástico*. A los tres días de protestas, la gente llevaba a escondidas bolsas de plástico.
Y salían los jóvenes con los últimos paquetes de comida chatarra envasada con diferentes tipos de plástico. Pero, para su desgracia, eran los últimos paquetitos”. “Las botellas de cristal se rompen, son pesadas. ¡Van unas muestras!”, gritaba la turba enloquecida, y arrojaban las molotov a los policías con gasolina dentro y una mecha de papel encendida.
Por eso, como muestra de repudio, hubo quien se puso a reciclar las botellas de plástico de los basureros, y no sólo para llevar agua, sino para protestar, arrojándolas como proyectiles.
Muchos recuerdan esos días de revueltas por la prohibición del plástico como los más sombríos: “…de la noche a la mañana las autoridades hicieron desaparecer las envolturas de celofán, y no sólo aquí, en Querétaro, sino en todo México, y pronto no sólo en el país, sino en toda América, tanto en el Norte como en el Sur”, comentaba el viejo a la dueña de la tienda.
En unos meses ya no había plásticos, ni rastro de ellos. A excepción del que escondían los basureros y las islas de polímeros en los remotos mares del Pacífico y el Atlántico.
Claro, como siempre, los vecinos más mañosos se volcaron de un día para otro a la clandestinidad. Se transformaron en contrabandistas de plásticos.
El plástico, por cierto, cobró valor por ser un bien escaso. Años después del decreto, el viejo siguió sin creer lo que estaba viviendo: “Fui al baño y prendí la luz, pero no con apagadores de plástico, sino de porcelana. Tampoco había cepillo de dientes, sino de marfil y cerdas naturales”.
Estaba asombrado: “…era como si un mago hubiera borrado de todos los escenarios de la vida cotidiana no sólo los envases, las bolsas y las botellas, sino todos los plásticos”.
La ropa ya no era de plástico, los ganchos en donde se colgaba eran de metal; no había discos, ni LPs, ni CDs, ni DVDs, ni siquiera un aparato de sonido, nada.
La Era de los Plásticos había terminado, y el nuevo siglo le daba la espalda a los polímeros.
El viejo le dijo a la señora de la tienda que se había habituado tanto a los plásticos que para él no era concebible el mundo sin ellos, aunque estaba consciente de que, en la larga historia de la humanidad, muchas generaciones habían carecido de ellos (y habían sobrevivido). Pero, “¿Regresarán los plásticos en el futuro?”, preguntó con nostalgia cuando le daba la última mordida a una dona bimbo, luego de descongelarla, empacada, quizás, con el último pedazo de celofán en todo Querétaro.
*QUE SIEMPRE NO.
¿Se acuerdan que Querétaro se había apuntado a ser el primer municipio con una normatividad para borrar de la faz de la tierra a los envases de plástico, aduciendo que en el municipio se entregan diariamente dos millones de bolsas de plástico desechables, que generan ocho toneladas de dióxido de carbono?
Subrayan, que al relleno sanitario llegan casi 100 toneladas de bolsas de plástico al día. Además de ello, cada una de las bolsas de plástico, exclaman, “tarda en degradarse entre 100 y 500 años, dañando en ese tiempo los ecosistemas terrestres y acuáticos”.
De acuerdo con la autoridad municipal, esta disposición “es resultado de un diagnóstico que determinó que el uso de estas bolsas es sumamente nocivo para el medio ambiente”.
Pero ahora resulta que la Ley antiplástico (por las elecciones) se vio obligada a postergarse y de paso el municipio de Querétaro dejó de lado “la oportunidad de ser el primero en el país en aprobar una medida drástica como ésta para el cuidado medioambiental”.
La reglamentación iba a entrar en vigor el pasado 1 de abril pero fue pospuesta para su aplicación hasta el mes de agosto y es probable, dicen, que otros municipios del país la tomen como modelo, pese a la inconformidad de las grandes cadenas comerciales que protestan porque tienen reservas en sus bodegas para los próximos dos años: “y un eventual cambio a los materiales resulta muy costoso”, esgrimieron muy compungidos.
 

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Avance con estrategia: Solvay en México

La compañía europea fija su objetivo: seguir creciendo en el país

Bélgica, el país conocido por sus ciudades medievales y su arquitectura renacentista, es el origen de Solvay, empresa química de materiales avanzados y especialidades, cuyo crecimiento en nuestro país lo demuestran sus más de 50 años de exitoso trabajo y su recién inaugurada planta de San Luis Potosí.
Fundada por Ernest Solvay, un autodidacta de la Química y la Física, quien ya premeditaba el carácter innovador de la firma, puesto que siendo muy joven, descubrió un método revolucionario para la obtención del carbonato de sodio por el proceso al amoníaco, conocido hoy como Proceso Solvay.
En 1863 se crea la compañía Solvay & Cie, a la provincia de Couillet. Para finales de 1888, su red de fábricas ya se extendía en los principales países industrializados de Europa. Actualmente cuenta con plantas y oficinas en más de 40 países.
Sus productos son utilizados en aeronaves, automóviles, baterías, dispositivos inteligentes y médicos, en la extracción de minerales y de petróleo, entre otras muchas aplicaciones que promueven la sustentabilidad. En nuestro país cuenta con plantas en Monterrey, Ciudad Juárez y Guadalajara, donde produce y distribuye varios tipos de productos químicos, como ácido peracético, azufre, cloruros y diferentes tipos de poliamidas.
La nueva planta en México de Solvay Performance Polyamides es la unidad donde se producirá el compuesto Technyl, material ampliamente utilizado en aplicaciones automotrices.
Para apoyar la estrategia de crecimiento de la firma en México, Marcos Curti, director en América de la unidad de negocio de Poliamidas de Alto Rendimiento, afirmó que nuestro país demuestra ahora una estabilidad económica importante -al contar con capacidad técnica- y que es también un lugar donde es fácil hacer inversiones. “Han demostrado ser competitivos”, asegura.
Con una inversión de más de 6millones de dólares, la planta, con capacidad de 10,000 toneladas, ya está plenamente en operaciones para atender a clientes regionales de los mercados automotriz y de bienes de consumo. Además, constituye un esfuerzo de la empresa por sustituir las importaciones que hacían anteriormente de sus plantas de Europa, Brasil y Asia.

“Ahora empezamos a cambiar porque tenemos aquí los mismos estándares de producción de otras de nuestras instalaciones en el mundo”, recalcó el directivo.

La nueva unidad, ubicada en el parque privado World Trade Center, aprovecha una superficie de 1800 m2, que comenzó su construcción en 2016. En agosto del año pasado arrancó la producción, tras las pruebas y aprobaciones de sus clientes más importantes. Cuenta con 20 personas que trabajan directamente en la fabricación de polímeros de ingeniería, aunque, de modo indirecto, da empleo a 100 más.
Es la primera en proveer resina para fortalecer la cadena productiva del Sector Automotriz, principalmente.
Con el crecimiento dinámico del Sector Automotriz, la visión de Curti es que la industria demandará “polímeros con más resistencia térmica, mayor capacidad de fluidez -para hacer piezas más complejas-,resistencia eléctrica, capacidad de trabajar con fluidos distintos, y que sean más fácilmente reciclables”, por lo que cada año trabajan en el desarrollo de nuevos materiales que son adaptados a las demandas del mercado nacional e internacional
 

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PEF: una alternativa con futuro

La naturaleza mejora los plásticos

Debido a la necesidad de reducir la dependencia de compuestos de origen fósil y a la urgencia por obtener nuevos materiales, el mercado de los bioplásticos crece 20% al año.
Según estudios realizados por la Utrecht University, se estima que en el futuro un 85% de los plásticos podrían ser sustituidos técnicamente por aquellos de base biológica. Por esta razón, la investigación y el desarrollo de proyectos es un área en la que la Industria del Plástico pone sumo interés.
Un bioplástico es definido como toda la familia de materiales que difieren de los plásticos convencionales por su origen bio, por ser biodegradables, o por ambos. En concreto, se entiende por un material de origen bio, aquel derivado de la biomasa (plantas).
Por otro lado, es considerado biodegradable cuando, bajo unas condiciones determinadas y ante la presencia de microrganismos, es capaz de transformarse en sustancias naturales, tales como: agua, dióxido de carbono y composta.
Dentro del Proyecto Europeo EnzOx2 (New enzymatic oxidation/oxyfunctionalization technologies for added value bio-based products. BBI, European Union’s Horizon 2020, grant agreement No 720297), se trabaja en el desarrollo de nuevas tecnologías bioquímicas basadas en el uso de enzimas oxidativas con el fin de proporcionar soluciones innovadoras en la producción de algunos compuestos de valor añadido a partir de componentes de biomasa. Este proyecto tiene gran interés debido a que el empleo de este tipo de enzimas está prácticamente inexplorado a nivel industrial.
La obtención de estos productos implica varias reacciones de oxidación y oxifuncionalización catalizadas por diferentes tipos de oxidoreductasas fúngicas (tales como oxidasas y peroxigenasas). En este contexto, EnzOx2 tiene previsto desarrollar una conversión enzimática del 100% de la 5-hidroximetilfurfural (HMF) o 5-metoximetilfurfural (MMF) en diformilfurano y ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA).
Otra línea de investigación de este proyecto consistirá en la optimización de la hidroxilación selectiva de lípidos vegetales (tales como ácidos grasos, terpenos y esteroides) con el objetivo de producir ingredientes de sabor y fragancia (F&F), así como ingredientes farmacéuticos activos (APIs).
Dentro del proyecto EnzOx2, una de las líneas de trabajo que realizará AIMPLAS estará relacionada con la síntesis de derivados de Furanoato de Polietileno (PEF). Para la obtención de esta familia de compuestos se partirá de uno de los monómeros derivados de la biomasa, en concreto, el ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA). Este nuevo bioplástico presenta muchas ventajas, siendo un posible candidato para la sustitución de polímeros de origen fósil, como el Polietilen Tereftalato (PET).
Algunas de las ventajas de este biopolímero son: una huella de carbono 50% menor a la que produceal oxígeno, dióxido de carbono y agua, una temperatura de fusión inferior, mientras que la temperatura de transición vítrea es mayor.
Además, puede ser procesado de la misma manera y en la misma maquinaria que el PET y con un proceso de reciclado similar.
Las principales ventajas de la tecnología bioquímica EnzOx2 para la producción de PEF, tienen que ver con que las condiciones de reacción para la obtención de los monómeros son más suaves, lo que provoca una disminución importante de los costos de producción.
Debido a la alta selectividad de la tecnología bioquímica empleada, se minimiza la cantidad de subproductos de reacción, tales como monómeros monofuncionales.
AIMPLAS desarrollará la síntesis de compuestos derivados del PEF, por lo que se podrá evaluar la influencia de estas modificaciones en las propiedades finales.
 

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Panales hechos de plástico

Más del 50% de aligeramiento en comparación con las soluciones convencionales

Cómo se utiliza el orden y organización de las abejas para generar una tecnología de impacto para la Industria Automotriz
Los esfuerzos de la Industria Automotriz por incluir materiales que refuercen la seguridad de los automóviles, que los hagan más ligeros e, inclusive, más llamativos para los futuros clientes; permea cada vez más en los fabricantes de resinas y compuestos, así como en tecnología de equipos y desarrollo de productos plásticos, que derivan en un mayor rendimiento, diseños más audaces y costos de producción.
Los núcleos de nido de abeja termoplásticos, demuestran su capacidad y su competitividad respecto a otros materiales, sobre todo, por su alto rendimiento en el mercado automotriz, ya que pueden formar la base de estructuras increíblemente fuertes y duras.
Estos paneles, desarrollados por la empresa belga EconCore, permiten la evolución de los termoplásticos, debido a que se pueden producir núcleos en forma de panal y paneles sándwich en un proceso en línea rápido y continúo.
Su tecnología ThermHex permite la combinación de núcleos de panal fabricados a partir de diferentes materiales termoplásticos.
En el proceso se usan plásticos como el Polipropileno (PP), pero admite también el Polietilen Tereftalato (PET), Cloruro de Vinilo (PVC), Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS), Poliestireno (PS), Policarbonato (PC), Polimetilmetacrilato (PMMA ), Poliamida (PA) y Sulfuro de Polifenileno (PPS), bioplásticos, entre otros.
La firma, que autoriza su tecnología en todo el mundo para la producción de esta clase de paneles, concedió la licencia a la firma mexicana Fynotej, conocido por sus alfombras industriales, para enfocarse en aplicaciones automotrices. Fynotej comenzó a producir a principios de este año, una variedad de paneles para interiores de automóviles, incluido el espacio del maletero. Estos productos, paneles de nido de abeja Fynocore, tienen un núcleo de nido de abeja termoplástico de PP con revestimientos –encolado en línea térmicamente–, bien en plancha maciza de PP o bien incluyendo además un acabado superficial de textil no tejido; combinan así un peso ligero, alto rendimiento y estética.
Los productos que más destacan con el uso de esta tecnología son los paneles de puertas, respaldos de asientos, divisores de compatimentos, bajosuelos, y sistemas de techo.
Daniel Kalach, vicepresidente de fabricación de la empresa mexicana, afirmó que estos paneles, «se ajustan muy bien a las tendencias del mercado automotriz: son reciclables, son inertes a la humedad, la transformación es limpia y rápida, las piezas son de alto rendimiento pero de bajo peso, sobre todo, los costos son competitivos».
Ahora, la empresa europea explota aún más la versatilidad de ThermHex, ya que amplió su enfoque a los materiales termoplásticos de núcleo de panal de alto rendimiento (HPT) y paneles sándwich, a utilizarse para producir núcleos de nido de abeja en plásticos de ingeniería, incluidos Policarbonato (PC) modificado, Poliamida 66, Sulfuro de Polifenileno (PPS), y otros.
Los panales HPT forman una mejor resistencia al calor-útil para carcasas para baterías de vehículos eléctricos- y una muy buena resistencia a la flama, crítica para paneles de construcción. EconCore prepara una variante de esta tecnología para la producción de núcleos de nido de abeja de PP unidos térmicamente entre revestimientos de PP reforzados con fibras de vidrio continuas. Estos materiales órgano sandwich se pueden convertir en piezas automotrices finales utilizando procesos rápidos y eficientes como termoformado y sobremoldeo.