Descripción de los aditivos mas usuales para los polímeros / Tecnología de Materiales / Procesos de Manufactura

1. Aditivos para plásticos
Alberto Rosa Sierra, Dr. Ing.
Francisco J. González Madariaga, Dr. Ing.

2. Un aditivo debe cumplir con los siguientes
requisitos:
Fácil de dispersar en el plástico
Mejorar propiedades al producto
Facilitar el procesamiento
No ser tóxico
No desarrollar efectos secundarios

3. Aditivos
De proceso
De función

4. Aditivos de proceso
Lubricantes
Antioxidantes
Estabilizadores
Modificadores de viscosidad
Desmoldantes

5. Estabilizantes (antioxidantes)
Estos aditivos ayudan a inhibir o retardar el mecanismo de oxidación - degradación
de los polímeros, que se produce durante su fabricación o transformación.
Durante la polimerización para la producción de plásticos intervienen iniciadores y
catalizadores; estos pueden no ser eliminados completamente en la etapa de
purificación del polímero, por lo que las impurezas originan que se inicie la oxidación.
Esto es debido a que los radicales libres presentes poseen afinidad con el oxígeno
del catalizador o iniciador y atraen hidrógeno produciendo hiperóxidos inestables, los
cuales pueden reaccionar en cadena con el polímero, reacción que no se detiene
hasta que se produce un grupo inerte.
En la transformación del polímero, las temperaturas de procesamiento y la velocidad
de producción elevadas son condiciones propicias para la degradación del material.
Por cualquiera de las causas anteriores, cuando un polímero se degrada presenta:
Decoloración o amarillamiento
Pérdida de propiedades mecánicas
Rigidez
Pérdida de peso

7. Plastificantes
Los plastificantes se añaden a un polímero para
mejorar su procesabilidad y su flexibilidad, éstos
pueden disminuir la viscosidad del polímero en
estado fundido así como también el módulo
elástico y la temperatura de transición vítrea.

8. Plastificantes y su problema de migración
Migración del plastificante Sin Migración del plastificante
con Adhesin 7800
Cartón Cartón Alimento
Película de adhesivo
Cartón Cartón Alimento
Película de adhesivo
Juguete sexual
fabricado en PVC
que muestra la
migración de
plastificantes con
1 día de envoltura

11. BASF DesignF BroL30NEUS18_GBZW 12.10.2007 10:29 Uhr Seite 5
Aditivos de función
C M Y CM MY CY CMY K
Absorción de UV
Agentes de acoplamiento
Agentes antiestáticos
Aromatizantes
Espumantes
Cargas
Fungicidas
Pigmentos y colorantes
Modificadores de impacto
Retardantes de llama
Aditivos

12. Espumantes
Crean en el producto final una estructura de espuma
aislante, ayudando así a ahorrar energía térmica y
además, como los espumantes reducen la densidad,
economizan combustible y reducen los costes de
transporte.

13. Los absorbedores o estabilizadores de luz
ultravioleta se emplean en productos plásticos
cuando se desea incrementar su vida útil.
Anti UV

14. Anti UV
Hularo
Aditivos
Hularo® is a polyethelene based, extruded and vat-dyed synthetic fiber,
manufactured in Germany. The material is molded into strips which is then hand-woven
onto the frame (a day’s work is required for one armchair). It is much easier
to clean and is longer lasting than natural fibers such a wicker or rattan. It is durable,
tear-proof and highly resistant to UV rays (material is colorfast to 4.5*), chlorine and
salt water, lotions, microorganisms, and stains from food or drink, including alcohol.

15. Antiestáticos
Aditivos
Evitan la formación y acumulación de cargas estáticas,
útil en la fabricación de envases flexibles para alimentos.

16. Antibacteriales
Aditivos
Evitan que distintas bacterias habiten y crezcan en el material.

17. Cargas de
microcerámica
12,23,42 micrones
Dureza
Excelente resistencia a la
abrasión
Baja densidad
Utilizado como barrera térmica en
diferentes materiales
Aditivos

20. Cargas de
fibra de vidrio
Aditivos

23. Pigmentos
Fluorescentes
Aditivos

25. Pigmentos opacos y traslúcidos
Aditivos

26. Masterbach colores

28. Masterbach texturas

29. Masterbach metalizados
Aditivos

30. cual es un sistema en dos fases de cuatro componentes. El modo
en que los componentes actúan se muestra en la figura 3.1.
Acrilonitrilo
CH2=CH-CN
Resistencia
química
A
Metilmetacrilato
CH3
MMA
Tr a nsparencia
Dureza Fragilidad, prop.
abrasión, dureza SAN
Resistencia a
MABS
Copolímero
Resistencia
a aceites Resistencia NBK
eléct., procesabilidad
Prop. a bajas temp.
Resistencia
Recovery
Waste, whether melt or used parts, consisting solely of Terlux® can be
recovered, i. e. can be fed back to the process as regrind (cf. Repro-cessing,
be mechanically recycled, certain properties may have changed. It is
therefore important to check whether the recycled material is suitable
for the intended application.
B SBK
S
CH2=C-COO-CH3
above). Depending on the age and wear of the used parts to
Estireno
CH=CH2
Butadieno
CH2=CH-CH=CH2
Figura 3.1 Efectos de los componentes que integran el Copolímero MABS
transparente [Domininghaus,1993]
Modificadores de impacto
C!smetics packa"in"
Recovery
Waste, whether melt or used parts, consisting solely of Terlux® can be
recovered, i. e. can be fed back to the process as regrind (cf. Repro-cessing,
above). Depending on the age and wear of the used parts to
be mechanically recycled, certain properties may have changed. It is
therefore important to check whether the recycled material is suitable
for the intended application.
Vacuum cleaner housing
C!smetics packa"in"
Vacuum cleaner housing

31. Agentes de acoplamiento
Esquema de compatibilización por copolímeros de bloque
Copolímeros polares no reactivos
El principio de acción en este tipo de compatibilizantes es
reducir la tensión interfacial e incrementar la adhesión por la
creación de una interacción polar especifica como un enlace
de hidrógeno o fuerzas de Van der Waals. El compatibilizante
tiene que ser compatible con una fase (generalmente no polar)
y ha de crear una interacción específica con la otra fase. La
Figura 3.21 ilustra el mecanismo de acción.
Esquema de compatibilización por copolímeros reactivos funcionales
77
Figura 3.19 Esquema de compatibilización por copolímeros de bloque
Copolímeros reactivos funcionales
El principio de su acción es reaccionar en la interfase para crear
in-situ un copolímero de injerto por la reacción entre los grupos
funcionales de los diferentes polímeros. El copolímero
funcionalizado es miscible con la matriz y puede reaccionar
con los grupos funcionales de la fase dispersa (Figura 3.20).
Estos compatibilizantes son más eficientes, tienen una
reactividad ajustable y generalmente son más baratos que los
copolímeros de bloque.
Figura 3.20 Esquema de compatibilización por copolímeros reactivos funcionales
Figura 3.21 Esquema de la compatibilización por copolímeros polares no reactivos
Se muestran las mezclas realizadas, con sus respectivos
77
Figura 3.19 Esquema de compatibilización por copolímeros de bloque
Copolímeros reactivos funcionales
El principio de su acción es reaccionar en la interfase para crear
in-situ un copolímero de injerto por la reacción entre los grupos
funcionales de los diferentes polímeros. El copolímero
funcionalizado es miscible con la matriz y puede reaccionar
con los grupos funcionales de la fase dispersa (Figura 3.20).
Estos compatibilizantes son más eficientes, tienen una
reactividad ajustable y generalmente son más baratos que los
copolímeros de bloque.
Figura 3.20 Esquema de compatibilización por copolímeros reactivos funcionales
Esquema de la compatibilización por copolímeros polares no reactivos
vapores de PMEK. Se aprecian perfectamente las dos fases,
MABS y TPU gracias a que la PMEK ataca al MABS, diluyéndolo
y haciendo que sean visibles con más claridad las partículas de
TPU.
En la Figura 4.119 se presentan dos micrografías de la zona
fracturada de una probeta de tipo SENB de la mezcla MABS
70+TPU 30 después de haber estado sometida cuatro horas a
vapores de PMEK. Se aprecian claramente las dos fases, MABS
y TPU. La fase MABS es mayoritaria y tiene una textura rugosa,
la fase TPU es minoritaria y muestra una textura lisa.
En este caso no se aprecia la afloración a la superficie de la
fase elastomérica, aunque esta queda más claramente definida
que cuando no se produce ataque.
221
TPU
Figura 4.116 Superficie de fractura de mezcla MABS 85+TPU 15 expuesta a vapores
de PMEK por 4hrs.
Puede apreciarse que aunque variable, el tamaño medio
aproximado de las partículas de TPU es aproximadamente de
5μm. Es de resaltar la forma esferoidal de dichas partículas,
hecho que puede explicarse teniendo en cuenta la diferente
viscosidad de los componentes que se mezclan. Tras el
procesado por extrusión e inyección la fase minoritaria tendería
a adoptar forma de gota en el seno de la matriz MABS.
Figura 4.119 Superficie de fractura de mezcla MABS 70+TPU 30 expuesta a vapores
de PMEK por 4hrs.
Con respecto a las muestras con un 15% de TPU, la superficie
de rotura aparece más rugosa puesto que el avance de grieta
Sin agente
Con agente

32. Aditivos para marcado láser
Laser Laser
Absorción del
rayo laser
Sobrecalentamiento
de la partícula
Carbonización de
la partícula y su entorno
Aditivos

33. polímero del pvc- se comporta
Aditivos Se utilizan para reducir la inflamabilidad de un material o para demorar la propagación de las
halógeno. El humo que se produce
nocivo para la salud debido a los
supresores de humo de
de humo.
Aditivo retardante de llama
llamas a lo largo y a través de su superficie.

34. Agentes deslizantes: ayudan a alterar las características superficiales del material. Resultan beneficiosos en
envases, para el desencajado de botellas. También mejoran la compactación del preformado y la evacuación del
producto, y ayudan a eliminar la adherencia del preformado (desmoldado). Además, los agentes deslizantes pueden
alterar el coeficiente de rozamiento de la película, para evitar que las películas se adhieran a sí mismas o a los
equipos de producción durante su procesamiento.
Agentes antiestáticos ayudan a prevenir la generación de carga estática que puede ocurrir durante el
procesamiento, transporte, llenado o cualquier manejo de la pieza plástica. La carga estática puede provocar la
acumulación de polvo o incluso una formación de chispas que puede ser peligrosa en determinados ambientes.
Abrillantadores ópticos: aumentan la blancura o el brillo de un material.
Agentes espumantes químicos: insertan un agente espumante en un termoplástico por medio de un compuesto
que libera gas cuanto se calienta a una temperatura determinada.
Agentes nucleantes: mejoran las propiedades de los polímeros por modificación de los cristales que los componen.
Las mejoras en las propiedades comprenden: brillo, claridad óptica, reducción del alabeo y tiempos de ciclo más
cortos. Aditivos
Antioxidantes: evitan la degradación oxidante durante el procesamiento de plásticos. La degradación oxidante
puede provocar el deterioro de las propiedades físicas y/o mecánicas de los productos plásticos.
Estabilizadores UV: protegen el polímero de la degradación provocada por la luz ultravioleta (UV) para preservar las
propiedades físicas y/o mecánicas del producto plástico.
Antimicrobianos: ayudan a prevenir la contaminación de los materiales plásticos en los casos en que una parte del
material podría ser susceptible al ataque microbiológico. Esos ataques pueden provocar manchado, alteración del
color, olor y pérdida de estética, pero también problemas más importantes como pérdida de las propiedades de
aislamiento eléctrico, falta de higiene y pérdida general de las propiedades mecánicas del material.
Reductores AA: reducen los niveles residuales de acetaldehido (AA) en el tereftalato de polietileno (PET).
Retardantes de llama: impiden la ignición o la propagación de llama en el material plástico. Los plásticos se utilizan
extensamente en aplicaciones críticas de construcción, electricidad y transporte que deben cumplir normas de
seguridad contra incendio, ya sea por reglamentaciones obligatorias o por normas voluntarias. Los retardantes de
llama se agregan a los plásticos para cumplir con estos requisitos.
Barreras de oxígeno: están destinadas a aumentar la duración de conservación total de un producto mediante la
reducción del oxígeno que penetra en un recipiente.
Aditivos para resistencia al rayado y marcado: reducen, y en algunos casos eliminan, el marcado y el rayado en
la superficie de un polímero. Ambos eventos dan como resultado defectos estéticos desagradables en la pos-producción
o el montaje.

35. DNA plastics