El plástico de pared doble, específicamente el policarbonato de pared doble, es un producto de polímero de paredes múltiples extruido creado para aplicaciones donde su resistencia, propiedades de aislamiento térmico y costo moderado son ideales. [1] El policarbonato , que se forma más comúnmente a través de la reacción de bisfenol A y cloruro de carbonilo , es un material extremadamente versátil. [2] Es significativamente más liviano que el vidrio, a la vez que logra ser más fuerte, más flexible y más resistente a los impactos. El policarbonato de pared doble se usa más comúnmente para invernaderos, donde puede sostenerse en una configuración estructuralmente sólida, limitar la cantidad de luz ultravioleta debido a su nominaltranslucidez , y puede soportar los rigores del abuso diario en un ambiente al aire libre. El aire estancado en el espacio celular entre las láminas proporciona aislamiento y se pueden extruir capas de celdas adicionales para mejorar las propiedades aislantes a costa de la transmisión de luz.
Las láminas similares de polipropileno , PET y HDPE generalmente se denominan plástico corrugado .
Estructura
El plástico de doble pared se refiere más comúnmente a dos láminas de plástico exteriores que están conectadas con una capa de soporte de plástico para crear canales paralelos. Este diseño agrega resistencia al impacto y la capacidad de soportar peso. El plástico de doble pared también se puede usar para describir una tubería que tiene un interior liso con crestas exteriores llenas de aire. [3] Las crestas exteriores agregan durabilidad a la tubería, mientras que el interior liso permite que el contenido deseado fluya de manera eficiente. Las nervaduras huecas también crean aislamiento para la tubería.
El plástico de doble pared puede referirse a varios polímeros extruidos diferentes que incluyen:
Policarbonato
Estructura
Los policarbonatos recibieron su nombre porque son polímeros que contienen grupos carbonato (–O– (C = O) –O–). La mayoría de los policarbonatos de interés comercial se derivan de monómeros rígidos. Un equilibrio de características útiles que incluyen resistencia a la temperatura, resistencia al impacto y propiedades ópticas colocan a los policarbonatos entre los plásticos básicos y los plásticos de ingeniería .
Aunque el policarbonato no resiste la radiación ultravioleta durante períodos de tiempo prolongados, productos como Makroclear coextruyen una capa de policarbonato resistente a los rayos ultravioleta sobre el producto de policarbonato independiente. Esta capa reduce significativamente el daño de la luz ultravioleta, aumentando la vida útil del material al prolongar su translucidez y dureza.
Polipropileno
Estructura
La mayor parte del polipropileno comercial es isotáctico y tiene un nivel intermedio de cristalinidad entre el polietileno de baja densidad (LDPE) y el polietileno de alta densidad (HDPE). El polipropileno es normalmente resistente y flexible, especialmente cuando se copolimeriza con etileno. Esto permite que el polipropileno se utilice como plástico de ingeniería , compitiendo con materiales como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). El polipropileno es razonablemente económico y puede hacerse traslúcido cuando no está coloreado, pero no se vuelve tan transparente como el poliestireno , el acrílico u otros plásticos determinados. Suele ser opaco o coloreado con pigmentos. El polipropileno tiene buena resistencia a la fatiga .
El polipropileno es susceptible de degradación de la cadena debido a la exposición al calor y la radiación ultravioleta , como la presente en la luz solar . La oxidación generalmente ocurre en el átomo de carbono terciario presente en cada unidad repetida . Un radical libre está formado aquí, y luego reacciona adicionalmente con oxígeno , seguido de escisión de la cadena para producir aldehídos y ácidos carboxílicos . En aplicaciones externas, se muestra como una red de finas grietas y fisuras que se vuelven más profundas y más severas con el tiempo de exposición. Para aplicaciones externas, se deben utilizar aditivos absorbentes de UV. El negro de carbón también proporciona cierta protección contra el ataque de los rayos UV. El polímero también se puede oxidar a altas temperaturas, un problema común durante las operaciones de moldeo. Normalmente se añaden antioxidantes para evitar la degradación del polímero .
Tereftalato de polietileno (PET)
Estructura El
PET en su estado natural es una resina semicristalina incolora. Según cómo se procese, el PET puede ser de semirrígido a rígido y es muy ligero. Es una buena barrera contra los gases y la humedad, así como una buena barrera contra el alcohol (requiere un tratamiento de "barrera" adicional) y los disolventes . Es fuerte y resistente a los impactos . El PET se vuelve blanco cuando se expone al cloroformo y también a otros productos químicos como el tolueno.
Aproximadamente el 60% de cristalización es el límite superior para los productos comerciales, con la excepción de las fibras de poliéster. Los productos transparentes se pueden producir enfriando rápidamente el polímero fundido por debajo de la temperatura de transición vítrea T g para formar un sólido amorfo . Al igual que el vidrio , el PET amorfo se forma cuando a sus moléculas no se les da el tiempo suficiente para organizarse de manera ordenada y cristalina a medida que se enfría la masa fundida. A temperatura ambiente, las moléculas se congelan en su lugar, pero, si se les devuelve suficiente energía térmica calentando por encima de la T g , comienzan a moverse nuevamente, lo que permite que los cristales se nucleen y crezcan. Este procedimiento se conoce como cristalización en estado sólido .
Polietileno de alta densidad (HDPE)
Estructura El
polietileno es un polímero termoplástico que consta de largas cadenas de hidrocarburos. Dependiendo de la cristalinidad y el peso molecular , un punto de fusión y una transición vítrea pueden ser observables o no. La temperatura a la que se producen varía mucho según el tipo de polietileno. Para los grados comerciales comunes de polietileno de densidad media y alta, el punto de fusión suele estar en el rango de 120 a 180 ° C (248 a 356 ° F). El punto de fusión del polietileno comercial de baja densidad promedio es típicamente de 105 a 115 ° C (221 a 239 ° F).
La mayoría de los grados de LDPE, MDPE y HDPE tienen una excelente resistencia química, lo que significa que no es atacado por ácidos o bases fuertes. También es resistente a oxidantes suaves y agentes reductores. El polietileno arde lentamente con una llama azul que tiene una punta amarilla y desprende un olor a parafina. El material continúa ardiendo al eliminar la fuente de llama y produce un goteo. [4] Las muestras cristalinas no se disuelven a temperatura ambiente. El polietileno (distinto del polietileno reticulado) normalmente se puede disolver a temperaturas elevadas en hidrocarburos aromáticos como tolueno o xileno , o en disolventes clorados como tricloroetano o triclorobenceno . [5]
Propiedades
El policarbonato Twinwall exhibe un alto grado de durabilidad y tenacidad. Aunque la lámina de policarbonato de una sola capa es más flexible que el policarbonato en la configuración de doble pared, aún conserva ventajas significativas sobre los materiales alternativos, incluido el vidrio. Una hoja típica de 6 mm tiene una densidad de 0,72 g / cm ^ 2 [6] y un valor R de aislamiento térmico de 0,3 m ^ 2 ° C / W, mientras que permite el paso del 80% de la luz visible. [7] Estos atributos, junto con un rango de temperatura de servicio superior a 120 ° C (-51 ° C a 71 ° C), hacen que el policarbonato sea el material ideal para aplicaciones de doble pared.
Además de las propiedades térmicas preferenciales del policarbonato, su capacidad para reciclarse al final de su vida útil también es muy beneficiosa. El policarbonato es termoplástico , lo que significa que se puede fundir después de la polimerización . Esto es lo que permite que se extruye , lo que disminuye Twinwall coste de producción.
El aire caliente y estancado presente dentro de las celdas de pared gemela puede presentar problemas. El crecimiento de algas y bacterias se puede incubar dentro de estas células, lo que resulta en una disminución de la claridad óptica, lo que reduce la eficiencia del invernadero. [8] La limpieza de estos crecimientos puede resultar difícil debido a la imposibilidad de utilizar muchos disolventes con vidriado a base de polímeros . Los disolventes interrumpen las fuerzas intermoleculares presentes en los termoplásticos, destruyendo irreparablemente muchas de sus propiedades físicas en el proceso, incluida su ductilidad y translucidez. Los polímeros, especialmente el policarbonato , que se tratan con disolventes como la acetona , desarrollarán una apariencia turbia, lo que reducirá en gran medida la transmisión de la luz.
Procesando
Existen dos métodos principales para fabricar láminas de plástico de doble pared: extrusión y soldadura ultrasónica , aunque esta última ha caído en gran medida en desuso .
El proceso de extrusión implica forzar la resina termoplástica fundida a través de una matriz de extrusión en la forma del producto final. El proceso de extrusión es continuo, con secciones del material cortadas a longitudes específicas. El plástico de doble pared se fabrica con mayor frecuencia en paneles de 4 pies x 8 pies, con opciones disponibles para diferentes espesores según aplicaciones específicas. Este proceso es extremadamente versátil e incluso se puede utilizar para producir paneles curvos para su uso en aplicaciones como toldos. [9]
Aplicaciones
Las láminas de policarbonato de doble pared se utilizan principalmente como alternativa al vidrio. El peso, la flexibilidad y la resistencia al impacto son todos los beneficios de usar policarbonato como sustituto del vidrio. [10] Las aplicaciones incluyen aquellas en las que el aislamiento térmico es necesario sin dejar de permitir la transmisión de luz. Los invernaderos, reemplazos de ventanas, mamparas de ducha, mamparas, cubiertas de luz, cubiertas de patio, cocheras y cortavientos son aplicaciones modernas para paredes gemelas. [11] Específicamente en la construcción de invernaderos, la flexibilidad, la transparencia y las propiedades aislantes contribuyen al éxito de la horticultura en toda la industria. El policarbonato de doble pared puede flexionarse en las exigentes condiciones de los invernaderos de cuatro estaciones y permite una gestión constante de la temperatura debido a las propiedades aislantes.
Los plásticos de doble pared, principalmente polipropileno y HDPE , también se utilizan cada vez más para las tuberías de drenaje de aguas residuales. Su alta resistencia les permite soportar las tensiones repetidas asociadas con el desplazamiento de vehículos por carreteras, así como la tensión inicial de estar enterrados. [3]
Referencias
- ↑ a b Nising, W (1986). "Lámina Doble Pared en Policarbonato". Kunststoffe - Plásticos alemanes . 76 : 1095–1097.
- ^ "Policarbonatos". La industria química esencial. CIEC, 18 de marzo de 2013. Web. 07 de diciembre de 2014. http://www.essentialchemicalindustry.org/polymers/polycarbonates.html
- ^ a b "Wavin Twinwall". Wavin Twinwall. Europipes Ltd., nd Web. 03 de diciembre de 2014. http://www.europipes.co.uk/wavtwin.htm
- ^ "Cómo identificar materiales plásticos mediante la prueba de quemado" . Plásticos Boedeker . Consultado el 8 de mayo de 2012 .
- ^ Kenneth S. Whiteley, T. Geoffrey Heggs, Hartmut Koch, Ralph L. Mawer, Wolfgang Immel, "Poliolefinas" en Enciclopedia de química industrial 2005 de Ullmann, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a21_487
- ^ https://www.polycarbonatesheetpanel.com/polycarbonate-sheet/solid-polycarbonate-sheet.html
- ^ "Productos de doble pared". Productos de policarbonato de pared doble. Corporación CO-EX, 2013. Web. 02 de diciembre de 2014. http://www.co-excorp.com/twinwall.html
- ^ Javan. "Mantenimiento de invernadero (fotos)". GardenWeb. GardenWeb, 12 de septiembre de 2006. Web. 03 de diciembre de 2014. http://forums2.gardenweb.com/forums/load/strucs/msg0901572410019.html
- ^ IFI CLAIMS Patent Services. "Patente US4986950 - Método de formación de láminas de policarbonato". Patentes. Google, 2012. Web. 03 de diciembre de 2014. https://www.google.com/patents/US4986950?dq=twin%20wall%20awnings&hl=en&sa=X&ei=0XN_VP2nHIazyASnqILgBA&ved=0CB0Q6AEwAA
- ^ "Lámina de policarbonato de doble pared Macrolux". Toca Plásticos. TAP Plastics, Inc., nd Web. 26 de noviembre de 2014. http://www.tapplastics.com/product_info/plastics_information/co_ex_twin_wall_polycarbonate_sheet
- ^ "Láminas de policarbonato de doble pared de 8 mm". FarmTek. FarmTek, nd Web. 26 de noviembre de 2014. https://www.farmtek.com/farm/supplies/prod1;ft_corrugated_sheets_panels;pg102908.html
Ver también
- Plástico corrugado
- Cartonplast
- Policarbonato
- Polipropileno
- PETE
- HDPE