El sulfato de calcio, CaSO4, es un tipo de carga muy comúnmente utilizada en plásticos para mejorar las propiedades físicas como la resistencia al impacto, a la tensión y a la compresión. Se dispersa fácilmente y no es reactivo incluso cuando se utiliza en aplicaciones corrosivas a alta temperatura.

El sulfato de calcio, CaSO4, es una sal de calcio natural. Se conoce comúnmente en su forma de di-hidrato, CaSO4 ∙ 2H2O, un polvo blanco o incoloro llamado yeso.

Cuando se calienta por encima de los 120 °C, se libera una parte del agua químicamente ligada y se forman diferentes sulfatos minerales de calcio como el hemi-hidrato (CaSO4 ∙ 0.5H2O; formado a 130 – 160 °C) y la anhidrita (CaSO4; formada entre 290 – 900 °C). La reacción de este yeso parcial o completamente deshidratado con agua conduce a una reacción de fraguado y cristalización que es la base para funcionar como aglutinante.

El sulfato de calcio deshidratado se obtiene mediante la molienda fina y la separación por aire de un segmento selecto de alta pureza. El tamaño medio de las partículas es de 12.2 micrómetros. Se utiliza en aplicaciones en las que se desea una estructura celular. El sulfato de calcio anhidro es una versión más refinada para eliminar toda afinidad con el agua. Este tipo es útil cuando se desea estabilidad del producto y condiciones libres de humedad. Se dispone de un sulfato de calcio anhidro de molienda más fina con un tamaño de partícula promedio de 1.4 micrómetros. Tiene mayor dispersabilidad y distribución uniforme en toda la matriz de resina, con un alto contacto resina – carga para una máxima resistencia e integridad estructural.

Las formas anhidras son de color blanco puro, con una blancura que varía entre el 98 y el 99 por ciento en la escala de Beckman. Esto es particularmente importante para los productos blancos que requieren dióxido de titanio. La pureza y la blancura del relleno de sulfato de calcio permiten a los fabricantes de compuestos utilizar menos dióxido de titanio para lograr el mismo grado de blancura.

El sulfato de calcio como carga, puede utilizarse para extender tanto los termoplásticos rígidos como los flexibles y los termofijos reforzados y no reforzados. El sulfato de calcio anhidro se ha utilizado en compuestos con cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP), poliésteres (PET, PBT) y poliamidas (PA, nylon), así como en compuestos diversos.

Mejora la resistencia al impacto y ayuda a mantener la estabilidad dimensional y las propiedades dieléctricas. En los termofijos, los niveles de carga normales son de 60 – 70 phr (partes por ciento), lo que da lugar a una mejora de las propiedades físicas cuando los materiales están sometidos a corrosión, alto voltaje, calor o tensión.

Las aplicaciones típicas en los termofijos incluyen carcasas, partes automotrices, aplicaciones resistentes a la corrosión (como accesorios químicos y marinos y bases de duchas), aplicaciones eléctricas y bienes de consumo (piezas de equipos recreativos, carcasas de podadoras de césped, componentes de mobiliario, mangos y carcasas de herramientas eléctricas, bases y cubiertas de electrodomésticos).

En los termoplásticos (especialmente el PVC y el polipropileno), el sulfato de calcio ha logrado buenos resultados con niveles de carga de 50 – 60 phr. En las aplicaciones de extrusión de PVC, el sulfato de calcio anhidro proporciona una mayor capacidad de carga, menores costos de compuestos y extrusiones más uniformes. En las extrusiones de vinilo celular, proporciona una estructura celular más uniforme. En el polipropileno, el sulfato de calcio mejora la resistencia a la tensión porque mantiene un alto contacto con la resina para una mayor integridad estructural, y también mejora la resistencia al impacto.

Entre los factores que lo componen se incluye un secado adecuado para aplicaciones de carga óptima. Al igual que con la mayoría de las cargas en polvo fino, una pequeña cantidad de humedad es desgasificada durante la composición. También se pueden utilizar tratamientos superficiales y agentes de acoplamiento de carga, como estearatos, polímeros químicamente modificados con anhídrido maléico y silanos.

Referencias:

Plastics Materials and Processes a Concise Encyclopedia; Charles A. Harper, Edward M. Petrie, Wiley-Intescience, John Wiley & Sons, Inc., 2003

Britannica Encyclopedia, Chemical Compounds, Calcium Sulfate, 2020

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La idea de los bio-materiales no es nueva; a principios del siglo XX, la mayoría de los electrodomésticos se fabricaban con bio-materiales como el acetato de celulosa, el hule vulcanizado y la caseína y, por ejemplo, Henry Ford tenía la visión de diseñar un «auto de soya» en la industria automotriz.

Las pobres propiedades de los materiales, así como su alto costo, se consideran a menudo los principales inconvenientes de los bio-plásticos. Por ejemplo, las propiedades mecánicas de las bolsas de supermercado biodegradables pueden no ser tan buenas como las de los polímeros de productos básicos y también pueden ser más caras. Sin embargo, los plásticos de productos básicos de base biológica como el bio-PE tienen las mismas propiedades y características de procesamiento similares a las de los productos petroquímicos equivalentes.

Gracias a su gran desempeño, el PE es uno de los polímeros más usados en el mundo. El monómero de partida utilizado para la síntesis es el etileno y se obtiene generalmente de la materia prima del petróleo por destilación. Sin embargo, en la actualidad, se está desarrollando un gran interés por obtener este polímero a partir de recursos biológicos y, hasta ahora, el enfoque seguido ha sido el de sintetizar el monómero de etileno mediante la deshidratación del bioetanol, obtenido a partir de la glucosa, siguiendo el esquema general que se indica en la figura 1:

La glucosa puede obtenerse de diferentes materias primas naturales, como la caña de azúcar, la remolacha de azúcar, los cultivos de almidón de maíz, trigo u otros granos y materiales lignocelulósicos. Cuando se parte de la caña de azúcar, por ejemplo, se utilizan procesos como la limpieza, el corte en rodajas, la trituración y la molienda para obtener el principal producto del jugo de la caña de azúcar y el subproducto de la fibra de la caña de azúcar (bagazo). El jugo, que contiene 12 – 13% de sacarosa, es fermentado anaeróbicamente para obtener etanol. El etanol se destila para eliminar el agua, dando una solución azeotrópica de etanol hidratado, a 95.5 % (en volumen), y un subproducto llamado vinaza. La posterior polimerización del monómero de etileno así obtenido es la misma que se sigue cuando se utiliza etileno derivado del petróleo, y el biopolímero correspondiente es idéntico en sus propiedades químicas, físicas y mecánicas al PE de origen fósil, también en lo que se refiere a los procesos de reciclaje mecánico. A partir de la polimerización, se pueden obtener diferentes tipos de bio-PE: bio-HDPE (polietileno de alta densidad) con un bajo grado de ramificación de cadena corta, bio-LLDPE (polietileno de baja densidad lineal) con un alto grado de ramificación de cadena corta y bio-LDPE (polietileno de baja densidad) con un alto grado de ramificación de cadena corta más ramificación de cadena larga.

Para comprender mejor esto, la figura 2 muestra las estructuras químicas de tales polímeros:

Todas las características químicas, físicas y mecánicas están bien documentadas en la literatura, así como sus aplicaciones de ingeniería. El LLDPE se obtiene por copolimerización de etileno y buteno, hexano u octano. Para su procesamiento se pueden utilizar las mismas instalaciones y maquinaria.

El bio-etileno derivado del bio-etanol se utiliza para la síntesis de otros polímeros como el PVC (cloruro de polivinilo) y el PS (poliestireno).

NO ES BIO-DEGRADABLE

Por supuesto, el bio-PE no es biodegradable. El subproducto del bagazo se utiliza como fuente primaria de combustible en el proceso de fabricación de azúcar porque su combustión produce una cantidad de calor que puede cubrir las necesidades energéticas. También se puede producir un excedente de calor y/o electricidad, dependiendo de la dimensión de la planta. El subproducto de la vinaza puede utilizarse en cambio como fertilizante.

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Fuentes:

• Bio-Polyethylene (Bio-PE), Bio-Polypropylene (Bio-PP) and Bio-Poly(ethylene terephthalate) (Bio-PET): Recent Developments in Bio-Based Polymers Analogous to Petroleum-Derived Ones for Packaging and Engineering Applications; Valentina Siracusa and Ignazio Blanco, University of Catania, Italy, 2020.
• Morschbacker, A. Bio-Ethanol Based Ethylene. Polym. Rev. 2009.
• Robertson, G.L. Food Packaging: Principles and Practice, 2nd ed.; Marcel Dekker: New York, NY, USA, 2006.
• Wheals, A.E.; Basso, L.C.; Alves, D.M.G.; Amorim, H.V. Fuel Ethanol after 25 years. Trends Biotechnol. 1999.

Las primeras bicicletas motorizadas datan de mediados de la época Victoriana, utilizando vapor como fuente de propulsión, estaban hechas básicamente a base de metales, madera, piel, etc. y el único polímero presente, por supuesto era el caucho.

Con el tiempo, la motocicleta fue evolucionando, pero no fue hasta la 1a Guerra Mundial que se vio un gran interés por este medio de transporte para los comunicados de guerra, y fue que la Harley-Davidson, fundada el 28 de Agosto de 1903, invirtió el 50% de sus ganancias en desarrollo de una mejor tecnología.

Hoy en día, aunque el marco y otras piezas son de acero y otras aleaciones metálicas, las motocicletas tienen un alto contenido de piezas hechas en plástico, casi todos estos, polímeros de ingeniería  con alta resistencia mecánica (al impacto), térmica y hasta química en muchos casos.

Tales polímeros pueden llevar cargas como el grafito o fibra de vidrio para darles otras propiedades a fortalecer ciertas propiedades. Las resinas plásticas permiten que la motocicleta tenga un peso menor, lo que ayuda a un desplazamiento más eficiente y disminuir la huella de carbono del equipo.

Las motocicletas representan una de las formas más accesibles de transporte motorizado en las vias públicas. Diariamente se utilizan más de 200 millones de motocicletas en todo el mundo (junto con más de 590 millones de automóviles).

Para entender los tipos de plástico en los diferentes componentes de la motocicleta, aquí te presentamos un esquema.

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En el caso de los plásticos, la pirólisis es la ruptura térmica de una resina (despolimerización) en ausencia total o parcial de aire, acompañada de la generación simultánea de aceites y gases de pirólisis adecuados para la utilización química o la generación de energía.

La pirólisis convierte los polímeros en un líquido en ausencia de oxígeno; la gasificación produce monóxido de carbono e hidrógeno en una atmósfera de oxígeno limitado, mientras que durante la hidrogenación se añade algo de hidrógeno en el paso del fraccionamiento. El calentamiento de plásticos como el polimetil-metacrilato (PMMA), el poliestireno (PS) y homopolímeros del acetal en ausencia de oxígeno produce monómeros de muy alto rendimiento. Estos monómeros pueden ser aislados, purificados y reutilizados para hacer nuevos polímeros.

Plásticos como el polietileno (PE), polipropileno (PP) y el cloruro de polivinilo (PVC) pueden ser convertidos en petroquímicos y combustibles a través de la pirólisis.

Los termoplásticos, los termofijos, los elastómeros, los materiales compuestos y los plásticos muy sucios o dañados pueden ser reciclados por pirólisis. La amplia gama de materiales que pueden alimentarse da como resultado un amplio espectro de diferentes productos de descomposición que no siempre son fáciles de separar. Por lo tanto, los productos suelen ser menos atractivos económicamente que los de la hidrólisis.

La ventaja de la pirólisis sobre la combustión es la reducción de 5 a 20 veces del volumen de los gases del producto, lo que supone un ahorro considerable en la depuración de los gases. Además, los contaminantes se concentran en un residuo similar al coque que actúa como matriz. Además, es posible obtener hidrocarburos, y algunos procesos incluso recuperan valiosos productos químicos del crudo.

La pirólisis se complica por el hecho de que los plásticos, los hules y los biopolímeros presentan una escasa conductividad térmica y la degradación de las macromoléculas requiere grandes cantidades de energía.

Se ha estudiado la pirólisis de desechos plásticos, neumáticos usados y biopolímeros en recipientes de fusión, altos hornos, autoclaves, reactores tubulares, hornos rotatorios, cámaras de coque y reactores de lecho fluidizado. Algunos procesos pirolizan los plásticos combinados con la basura doméstica.

Por lo general, es difícil recuperar los monómeros por pirólisis, y los rendimientos de etileno y propeno de las poliolefinas no superan el 60%. Pero el proceso se sigue estudiando y mejorando para lograr una mayor eficiencia en la recuperación de materia prima para el reciclado de los plásticos.

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El 24 de Julio se celebra el Día Internacional del Tequila y siendo mexicanos es obligado dedicarle una publicación.

El tequila es una bebida alcohólica originaria de Tequila en el estado de Jalisco, México.
Se elabora a partir de la fermentación y destilación del jugo extraído del agave azul. Hacer tequila implica cosechar el corazón del agave azul, luego cocinarlo, triturarlo o molerlo para obtener un jugo rico en azúcares. Para ser denominado tequila, la planta de agave azul debe ser la fuente del 51% de los azúcares fermentables.

El jugo es fermentado con levadura para generar alcohol, luego se destila dos veces para concentrar el alcohol. Luego se diluye con agua para obtener una concentración de alcohol de entre 35% y 55% de alcohol por volumen.

Algunos compuestos se derivan de la planta del agave azul entre ellos figuran los compuestos terpénicos como el alfa-terpineol, el linalol y el citronelol que no cambian durante el proceso.

Los procesos de fertilización y destilación forman otros compuestos que contribuyen de manera decisiva al sabor y al aroma del tequila blanco y el añejo como los ésteres (como el hexanoato de etilo), los alcoholes (como el 2-fenil etanol y el alcohol isoamílico) y otros (como la beta-damascenona).

El añejamiento en barril también hace importantes adiciones a los compuestos presentes. La descomposición de la lignina en la madera, combinada con las reacciones posteriores, da lugar a una variedad de compuestos. Entre ellos se encuentran la vainillina, el eugenol, el guayacol y otros como el iso-valeraldehído que le imparte un ligero aroma a cocoa.

Existen 6 principales clases de tequila:

1. Blanco o Plata, producto transparente obtenido de la destilación añadiendo únicamente agua de dilución pudiendo tener una maduración menor de dos meses en recipientes de roble o encino.
2. Joven u Oro, producto de la mezcla de tequila blanco con tequilas reposados o añejos o extra añejo.
3. Reposado, maduración de por lo menos dos meses en contacto directo con la madera de recipientes de roble o encino. Su contenido alcohólico comercial debe, en su caso, ajustarse con agua de dilución. El resultado de las mezclas de tequila reposado con tequilas añejos o extra añejos, se considera como tequila reposado.
4. Añejo, maduración de por lo menos un año en contacto directo con la madera de recipientes de roble o encino su contenido alcohólico comercial debe, en su caso, ajustarse con agua de dilución. El resultado de las mezclas de tequila añejo con tequila extra añejo se considera como tequila añejo.
5. Extra Añejo, maduración de por lo menos tres años, en contacto directo con la madera de recipientes de roble o encino, su contenido alcohólico comercial debe, en su caso, ajustarse con agua de dilución.
6. Reserva. Esta no es propiamente una clasificación normada pero es el distintivo que cada casa productora se destina para designar la calidad suprema de determinados tequilas añejados.

El tequila sólo se puede producir en el estado de Jalisco y en municipios limitados de los estados de Guanajuato, Michoacán, Nayarit y Tamaulipas y está reconocido como producto con denominación de origen mexicana en más de 40 países.

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Un emulsificante es una sustancia que es superficialmente activa y permite que dos líquidos inmiscibles permanezcan íntimamente mezclados y estables. Una emulsión es una suspensión de minúsculas gotas de un líquido en otro. Los emulsificantes confieren estabilidad a una emulsión al disminuir la tensión interfacial entre los dos líquidos inmiscibles que componen la emulsión (uno disperso en el en forma de gotas).

En la industria de los plásticos se utilizan emulsificantes con cualquier producto que tenga forma de emulsión, o pueden utilizarse en la polimerización por emulsión de diversos polímeros.

Aunque se utilizan pequeñas cantidades, los emulsificantes que actúan como agentes tensoactivos o surfactantes pueden tener un efecto significativo en el comportamiento de la superficie del sistema en el que se encuentran. La química de la acción emulsificante implica generalmente el uso de un material que tiene una molécula, o ion, que contiene un grupo hidrófilo en un extremo y un grupo hidrofóbico en el otro extremo.

Hay tres tipos básicos de emulsificantes: aniónicos, catiónicos y no iónicos. La elección de un emulsificante depende del sistema a emulsionar, del grado de estabilidad requerido y de las condiciones de uso final.

EMULSIFICANTES EN LA INDUSTRIA DE LOS COSMÉTICOS

Los emulsificantes se usan en cremas y lociones para mezclar agua con aceites. Dado que el agua y el aceite no se mezclan sino que permanecen separados, es necesario un agente adicional (emulsionante) para formar una mezcla homogénea que mantenga el agua y el aceite juntos. Hay dos tipos de emulsificantes. Los emulsificantes de aceite en agua (o/w) mantienen las gotas de aceite contenidas en el agua, mientras que los emulsificantes de agua en aceite (w/o) mantienen las gotas de agua contenidas en el aceite. Los emulsificantes W/O se usan para una sensación de grasa (por ejemplo, cremas de protección nocturna y solar). Los emulsificantes O/W se utilizan más en productos hidratantes (por ejemplo, lociones corporales, cremas de día).

El método de emulsificación importa además de la naturaleza del emulsificante. La integración adecuada de los componentes amplía la capacidad de la emulsión para resistir los cambios.

EMULSIFICANTES EN LA INDUSTRIA DE LOS ALIMENTOS

Los productos para untar de bajo contenido graso, el helado, la margarina, los aderezos para ensaladas y muchas otras salsas cremosas se mantienen en emulsiones estables con la adición de emulsionantes. Estos aditivos también se utilizan ampliamente en otros alimentos como la mantequilla de maní y el chocolate.

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Los oligómeros son polímeros de bajo peso molecular que comprenden un pequeño número de unidades repetidas o monómeros, cuyas propiedades físicas dependen significativamente de la longitud de la cadena. Los oligómeros son esencialmente intermediarios de la reacción de polimerización que encuentran amplias y directas aplicaciones en la ciencia de los materiales. Los oligómeros pueden agruparse en oligómeros de adición y oligómeros de condensación, según la estructura de la unidad de repetición.

En química y bioquímica, un oligómero es una molécula que consiste de unas pocas unidades repetidas similares o idénticas que podrían derivarse, real o conceptualmente, de copias de una molécula más pequeña, su monómero. El nombre se compone de los elementos griegos oligo-, «unos pocos» y -mero, «unidad».

Un oligómero con un número específico de unidades se denomina con el prefijo griego que denota ese número con la terminación -mero: por ejemplo, dímero, trímero, tetrámero, pentámero, etc. se refieren a moléculas con dos, tres, cuatro y cinco unidades respectivamente. Las unidades de un oligómero pueden estar dispuestas en una cadena lineal (como el dímero de melamina), un anillo cerrado (como en el trioxano, un trímero cíclico de formaldehído), o una estructura más compleja. Si las unidades son idénticas, se tiene un homo-oligómero; de lo contrario, se puede utilizar un hetero-oligómero. Un ejemplo de proteína homo-oligomérica es el colágeno, que está compuesta por tres cadenas de proteínas idénticas.

En la producción de los polímeros plásticos, un oligómero representa una cadena más corta del mismo polímero y que puede representar una falta de control de la longitud de las cadenas durante la polimerización, esta longitud está directamente relacionalda con el peso molecular, la fluidez y varias propiedades físicas, siendo la resistencia al impacto una de las más afectadas.

Un buen control de las reacciones de polimerización, es el tamaño de las cadenas moleculares y por ende, es deseable una baja cantidad de oligómeros en la resina que se está produciendo.

Muchos aceites son oligoméricos, como la parafina líquida. Los plastificantes son ésteres oligoméricos ampliamente utilizados para ablandar termoplásticos como el PVC. Se pueden fabricar a partir de monómeros uniéndolos entre sí o mediante la separación de las fracciones superiores del petróleo crudo. El polibuteno es un aceite oligomérico utilizado para hacer masilla.

Algunos oligómeros biológicamente importantes consisten en macromoléculas como proteínas o ácidos nucleicos; por ejemplo, la hemoglobina es una proteína tetrámera. Un oligómero de aminoácidos se llama oligopéptido o simplemente péptido. Un oligosacárido es un oligómero de monosacáridos (azúcares simples). Un oligonucleótido es un fragmento corto de una sola cadena de ácido nucleico como el ADN o el ARN, o fragmentos similares de análogos de ácidos nucleicos como el ácido nucleico péptido o los morfolinos.

Las unidades de un oligómero pueden estar conectadas por enlaces covalentes, que pueden ser el resultado de reacciones de reordenación de enlaces o de condensación, o por fuerzas más débiles como los enlaces de hidrógeno. El término multimérico se utiliza en bioquímica para los oligómeros de proteínas que no están unidos covalentemente.

La oligomerización es un proceso químico que convierte los monómeros en complejos macromoleculares a través de un grado finito de polimerización. La telomerización es una oligomerización realizada en condiciones que dan lugar a la transferencia en cadena, limitando el tamaño de los oligómeros.

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