Seleccione el mejor polipropileno para su proceso de extrusión

El polipropileno (PP) es el segundo polímero de mayor aplicación en el mundo y su consumo va en aumento en diferentes industrias.

El polipropileno (PP) es el segundo polímero de mayor aplicación en el mundo y su consumo va en aumento en industrias como la automotriz y de empaque y embalaje, ya que es el plástico de más baja densidad. En 2014, el valor del mercado mundial de polipropileno ascendió a US $81,6 billones y se prevé que alcance US $133,3 billones en 2023, según un estudio de mercado de la consultora Transparency Market Research.

Esta demanda creciente provendrá no solo de los fabricantes de empaque, sino de la industria de automóviles que busca materiales que les permitan reducir el peso de los vehículos. 

Indelpro, filial de Grupo Alfa, es el único fabricante nacional de polipropileno y suministra 500.000 toneladas de este material, de los tres tipos (homopolímero, copolímero Random y copolímero de impacto), al mercado mexicano, por lo que existe un déficit de 700.000 toneladas. Y aunque la compañía analiza la posibilidad de abrir una nueva línea de producción, mientras tanto está entrando al país material asiático.

La firma mexicana tiene una planta en Altamira y formó un join venture con la empresa LyondellBasell Industries, que le da apoyo tecnológico para sus dos líneas actuales, basadas en tecnología Spheripol con capacidad para 240.000 toneladas anuales, y la más moderna en producción de polipropileno Spherizone, que puede producir hasta 400.000 toneladas al año.

Polipropileno: qué es y sus características

“Hay un déficit en la región, el mercado está cambiando, antes todas las compañías de Estados Unidos mandaban material a México y a Centro y Sudamérica, ahora no. El mercado estadounidense ha crecido y todas las empresas de Estados Unidos que producen polipropileno realmente están al 90%-95% de capacidad, pero para surtir el mercado americano”, explica Víctor Manuel Sánchez López, gerente de Producto y Mercadotecnia de Indelpro.

Ante la entrada de nuevos jugadores en el mercado mexicano de polipropileno es necesario que los fabricantes sepan cómo elegir el más adecuado para su proceso de extrusión, ya que a decir del especialista es común que quienes compran el material no conocen bien sus propiedades.

El directivo de Indelpro dijo que para elegir el polipropileno más adecuado se debe saber qué producto se va a producir (rafia, fleje, tubería, película, lámina, fibra); qué características físicas o mecánicas deben tener los productos terminados (resistencia al impacto, a la tensión, flexión, elongación, etc); conocer los requerimientos del cliente en las piezas terminadas (protector UV, antiestáticos, transparencia, brillo, etc); además de la velocidad de producción de la línea y si se va a utilizar material reciclado.

"Esto es bastante usual en México, por ejemplo, muchas veces se les entrega la hoja técnica y la ven y no saben qué son las pruebas, para qué sirven. Y sí puedo decir que tal vez el 70% de la gente no sabe o no entiende lo que son las propiedades mecánicas", asegura.

Características del polipropileno

Víctor Manuel Sánchez hizo hincapié en que los fabricantes de producto terminado deben cuestionar al vendedor del polímero e indicarle qué condiciones requieren, aditivos especiales o alguna condición especial del material.

El polipropileno es el plástico de más baja densidad, así que una pieza terminada de PP va a pesar menos comparada con la misma pieza fabricada en polietileno (PE), policloruro de vinilo (PVC), tereftalato de polietileno (PET) o cualquier otro plástico.

Entre sus bondades está el que tiene buena resistencia al calor, por lo que es muy utilizado para recipientes de comida o artículos médicos que se van a esterilizar. También tiene excelente resistencia química, de modo que resiste solventes, ácidos, álcalis y diferentes químicos.

Los aditivos

A decir de Víctor Manuel Sánchez, los aditivos tienen la función de facilitar el procesamiento de la resina, así como para mejorar y facilitar el uso de productos para ciertos trabajos especiales y para mejorar propiedades estéticas según lo que se esté buscando.

“Las propiedades del PP son muy dependientes de los aditivos; de acuerdo al tipo de aditivos que pongamos, nosotros podemos cambiar las condiciones de operación. Hay ciertos aditivos que modifican los flujos, modifican la viscosidad y cambian los perfiles de temperaturas”, destacó.

De acuerdo con su experiencia, el especialista consideró que todos los tipos de PP deben tener tres aditivos: antioxidantes primarios y secundarios, y antiácidos. Los primarios sirven para evitar que el polipropileno se degrade a causa de altas temperaturas, ya que la fluidez se incrementa y las propiedades mecánicas de las piezas que vayan a fabricar se vuelven muy frágiles.

El aditivo primario funciona para mantener las características de la pieza terminada, mientras que el aditivo secundario es para que cuando se procese el material ya sea en la inyectora, en el extrusor o en cualquier equipo, ese aditivo se va a consumir en ese proceso y evitará que el material se degrade.

El antioxidante secundario es el que se pone en la parte exterior, el que se va a consumir porque es el que va a tener contacto con el calor, con la humedad y con el aire. Se le ponen esos dos tipos de antioxidantes para que una parte se consuma en el proceso de extrusión y la otra parte se consuma con el tiempo que dure el producto terminado.

Por su parte, el antiácido evita que el material se corroa. Cuando se produce el PP tiene una molécula de cloro que al extruir el material con la humedad del medio ambiente tendería a formar ácido clorhídrico, entonces se le agrega un antiácido para que combata ese ácido clorhídrico y no dañe los equipos.

"Ese es un paquete básico que en teoría todos los PP deben llevar, entonces muchas veces dicen: ‘¿por qué este cuesta menos?’, pues porque este no lleva ese tipo de antioxidantes, por eso son más baratos. Por eso se encuentran diferencias en los plásticos, porque dependiendo si llevan o no aditivos o la cantidad de éstos es el costo que tiene el material", añadió el directivo de Indelpro.

Y según el tipo de proceso también se recomiendan ciertos aditivos además de los mencionados.

Hoja de producto

El gerente de Producto y Mercadotecnia comentó que la hoja de producto es importante para ordenar el material idóneo, ya que incluye Melt Flow, resistencia a la tensión, resistencia al impacto, elongación, módulo de flexión, densidad y temperatura de flexión, por lo que es necesario saber qué es cada uno.

El Melt Flow es una medida de viscosidad del material, entre más bajo sea el MF el material tiene cadenas más largas y entre más alto las cadenas son más cortas, por lo que el material tiende a fluir más rápidamente que cuando las cadenas son muy largas. La viscosidad se ve afectada por la temperatura, si ésta sube el material fluye más rápido, pero si baja mucho el extrusor va a friccionar bastante el plástico y lo va a degradar.

Si se agrega material reciclado, como éste ya ha pasado por un proceso de extrusión se han roto ciertas cadenas, entonces va a tener una fluidez más alta y va cambiar las condiciones que se tendrían si se usara material virgen, así que de acuerdo con la cantidad de material reciclado se deberá ajustar la temperatura.

Así mismo, los aditivos tienen un papel muy importante, sean pigmentos, lubricantes, cargas, anti-fog, antiestáticos, etcétera, porque van a cambiar la fluidez del material.

Otro aspecto a considerar es el peso molecular, un indicativo del crecimiento de la cadena, pues los pesos moleculares muy altos hacen cadenas muy grandes, afectando la fluidez del material. Las propiedades mecánicas también dependen de la fluidez, por lo que a Melt Flow bajos, aumenta el impacto, pero baja la tensión y aumenta la elongación.

Víctor Manuel Sánchez destacó que la idea es que el fabricante entienda los tipos de polipropileno que hay, los aditivos que llevan y que para cada proceso hay un polipropileno que en teoría se debe llevar. Es por ello que compartió una tabla general que puede funcionar como guía a la hora de elegir un tipo de polipropileno.

Reiteró que para elegir el polipropileno más adecuado se debe saber qué producto se va a producir, qué características físicas o mecánicas requieren los productos terminados; así como la velocidad de producción de la línea y si se va a utilizar material reciclado, además de saber cuáles son los requerimientos del cliente en las piezas terminadas.

Tipos de PP para los procesos

Rafia: Homopolímeros con MF: 2 a 5
Fleje: Homopolímeros, Mini-Random con MF: 1 a 3
Tubería roscada: Homopolímeros con MF: 0,2 a 0,4 (necesita antioxidantes para calor y protector UV)
Tubería termofusionada: Copolímero Random con MF: 0,2 a 0,4 (necesita antioxidantes para calor y protector UV)
Tubería industrial: Copolímeros de impacto con MF: 2 a 4 (necesita más antioxidantes, protector UV y pigmentos)

Película Bopp: Homopolímero, Mini-Random con MF: 2 a 3,5 (puede llevar deslizante o slip, anti-block y pigmento)
Película Cast: Homopolímero con MF: 6 a 8 (puede llevar deslizante o slip, anti-block y pigmento)
Lámina: Homopolímero, copolímero Random, con MF: 1 a 3
Lámina cartón corrugado: Copolímero impacto con MF: 2 a 4
Laminación: Homopolímeros, Copolímeros Random con MF: 30 a 40
Termoformado: Homopolímeros con MF: 2 a 3,5 (puede llevar nucleantes, agentes clarificantes, talco)
Fibra: Homopolímeros, alta tenacidad MF: 10 a 15, baja tenacidad MF: 25 a 45 (puede llevar protector UV y pigmentos)