Polipropileno

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Polipropileno (PP)
Introducción. Historia. Materia Prima. Polimerización. Producción Industrial. Copolimerización. PP en Argentina. Transformaciones. Propiedades y Aplicaciones.
Cristian F. González Industrias Petroquímicas - 2010

Introducción
‡ Es un polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). ‡ El nombre químico segúnIUPAC es poli(1metiletileno) y su fórmula química es ‡ Es miembro de la familia de las poliolefinas y es uno de los termoplásticos más importantes. ‡ Su demanda anual en el 2009 fue de 51.3 MM t (2º en el ranking mundial, detrás del PE).

Historia
‡ En 1954, Giulio Natta, científico del Instituto Politécnico de Milán, obtiene PP altamente isotáctico empleando los catalizadores descubiertos porel alemán Karl Ziegler. ‡ Poco después, en 1957, la empresa Montecatini, que era patrocinadora del Instituto, comenzó la comercialización de PP.

Materia Prima: el propileno
‡ Existen 3 tipos de propilenos de acuerdo a su grado de pureza: ‡ Grado refinería (50-70%p de propileno) ‡ Grado químico (92-94 %p de propileno) ‡ Grado polímero (>99 %p de propileno)

Obtención del propileno
Seobtiene principalmente como subproducto de distintos procesos:
Craqueo térmico en fase vapor (Steam cracking) Craqueo catalítico fluido (FCC)

Por lo que su producción depende de la demanda de etileno y de la de los productos de refinería. Esto ha llevado a la creación de un proceso de obtención exclusivo:
Deshidrogenación de propano del GLP

Craqueo térmico en fase vapor

Craqueo catalíticofluido

Deshidrogenación de propano del GLP

Algunos datos
‡ La producción anual del propileno en el año 2009 fue de aproximadamente 80 millones de toneladas. De esa cantidad el 60% se destina a la industria del polipropileno. ‡ En cuanto a los procesos de obtención, aproximadamente las dos terceras partes de la producción de propeno corresponden al craqueo térmico en fase de vapor. El restocorresponde en su mayoría al cracking catalítico fluido y el menor porcentaje a la deshidrogenación y otros procesos.

Polimerización
‡ El polipropileno es un polímero de adición ya que se produce por un mecanismo en el cual el monómero se agrega en el extremo de crecimiento de la cadena. Este mecanismo también suele llamarse polimerización por crecimiento de cadena y es típico de lasolefinas. ‡ El polipropileno se obtiene por polimerización Ziegler-Natta y por polimerización catalizada por metalocenos.

Polimerización Ziegler-Natta
‡ Un catalizador Ziegler-Natta es un complejo metálico con propiedades catalíticas que permiten la polimerización estereoespecífica de alquenos. ‡ Se componen de:
un cloruro de metal de transición, frecuentemente titanio pero también cobalto, níquelo neodimio. un compuesto organometálico, habitualmente un alquil-aluminio que actúa como cocatalizador.

Generaciones

Mecanismo de Cossee - Arlman

Cinética
‡ Para la mayoría de los sistemas catalíticos, se ha encontrado que la velocidad de polimerización es proporcional a las concentraciones del catalizador y del monómero pero no depende del compuesto orgánico de aluminio siempre ycuando éste se mantenga en concentración alta.

‡ Esto significa que prácticamente no existe dependencia de la velocidad de polimerización con la relación Al(C2H5)/TiCl3 en un amplio rango. ‡ En otros casos es necesario aplicar el modelo de Langmuir-Hinselwood.

Datos cinéticos

Polimerización metalocénica
‡ El sistema catalítico está formado por un metaloceno (un compuesto formado por dosaniones ciclopentadienilo unidos a un átomo metálico central con estado de oxidación II) de un metal de transición del grupo IV (Ti, Zr, Hf, etc.) y un compuesto de aluminio, generalmente metilaluminoxano (MAO), que actúa como cocatalizador. ‡ Los aluminoxanos consisten en unidades oligoméricas de [Al(Me)O-] que pueden estar en forma lineal y/o cíclica.

Mecanismo: i-PP
‡ Se obtiene con...
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