REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSAUNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA DE LA FUERZA ARMADANCLEO ANZOTEGUI _ EXTENSIN PUERTO PIRITU

PROFESORA: BACHILLERES:Catherine Rocca.CI:20.054.142Savrina Parada CI: 20.715.736 Yoraxi Rojas CI: 21.573.664Junior ruizIng. Petroquimica VIII semestre. Seccin: 2

PIRITU, SEPTIEMBRE 2015

Polimerizacin por adicin

Eletileno C2H4, est enlazada qumicamente por un enlace doble entre los dos tomos de C y por 4 enlaces covalentes simples C-H. El C2H4 es una molcula insaturada que contiene un enlace doble carbono carbono. Cuando se activa la molcula de etileno de forma que el enlace doble C=C se abre, el doble enlace se transforma en uno simple (como se ve en la Figura 1) y como resultado cada tomo de C queda con un electrn libre para el enlace con otro C de otra molcula que tenga otro electrn libre. En este proceso el enlace es el que se abre y el queda intacto.

A) Molcula de etileno normal. B) Molcula de etileno activada.

Etapas de una polimerizacin en cadena:

Iniciacin: Para la reaccin de polimerizacin del etileno pueden emplearse diversos tipos de catalizadores. Dentro de estos tipos estn los perxidos orgnicos que actuan como generadores de radicales libres.

Un radical libre puede definirse como un grupo de tomos que tienen un electrn desapareado (electrn libre) que puede enlazarse de forma covalente a un electrn desapareado (electrn libre) de otra molcula. Se denotan con un punto seguido a la frmula de la especie.

La molcula de H2O2 puede descomponerse en dos radicales libres (radicales hidroxilo) segn la reaccin 2.

De la misma manera un perxido orgnico (sustancia orgnica que en su molcula presenta un enlace O-O) puede descomponerse en radicales libres. Si R-O-O-R representa a un perxido orgnico, donde R es un grupo qumico, este perxido puede descomponerse en dos radicales RO. (reaccin 3).

Por ejemplo el perxido de benzoilo es un perxido orgnico que genera radicales libres de acuerdo a la reaccin 4:

Uno de los radicales libres generados en la reaccin 3 (o cuatro) puede reaccionar con la molcula de etileno para formar un nuevo radical libre, como se muestra en la reaccin 5.

El radical libre orgnico acta como un catalizador iniciador de la reaccin.

Propagacin:El aumento de la cadena por incorporacin de sucesivas unidades de monmero se llama propagacin (ver reaccin 6).

(reaccin 6)En esta reaccin R representa un grupo que puede contener varios monmeros.

Terminacin:La polimerizacin puede concluir cuando se adiciona un radical a la cadena o cuando dos cadenas en crecimiento se combinan.

Polimerizacin por condensacin

En una reaccin de condensacin dos molculas se unen para formar una molcula ms grande por eliminacin de una molcula pequea, como agua.Por ejemplo: una amina (compuesto con grupo -NH2) reacciona con un cido carboxlico (un compuesto que contiene el grupo -COOH) para formar un enlace entre el N y el C con formacin de agua como se muestra en la siguiente reaccin. amina

En la formacin de nylon, una diamina (compuesto con un grupo -NH2 en cada extremo) se hace reaccionar con un dicido (compuesto con un grupo -COOH en cada extremo). Por ejemplo el nylon 6,6 se forma cuando una diamina con 6 tomos de C reacciona con cido adpico (reaccin 8).

Ocurre una reaccin de condensacin cuando entre un extremo de la diamina y otro del cido se elimina una molcula de agua y se forman enlaces N-C entre las molculas. En la siguiente tabla se listan polmeros comunes que se obtienen por adicin y condensacin.

PolmeroEstructura[...]nUsosCantidad(109 ton/ao en 1995)

Polmeros de Adicin: Polietileno[-CH2-CH2-]Pelculas, empaques, botellas10,4

Polipropileno

Utensillos de cocina, fibras, aparatos domsticos4,3

Poliestireno

Empaque, recipientes desechables para alimentos, aislamiento2,6

Cloruro de polivinilo

Empalmes de tuberas, pelcula transparente para empacar carnes5,0

Polmeros de condensacinPoliuretanos

R,R= por ejemplo:-CH2-CH2-Relleno de espuma para muebles, aislamiento aplicado por aspersin, partes de automviles, calzado, recubrimientos impermeables al agua0,7

Polietilen-tereftalato(un polister)

1.7

Nylon 6,6

Muebles, cortinas, ropa, fibras para alfombra, sedal para pescar1.2

polimerizacinpor coordinacin

La produccin a gran escala de poliolefinas est estrechamente vinculada con el desarrollo de catalizadores de coordinacin, caracterizados por su elevada actividad y bajo costo, aunque se conocen varios sistemas catalticos para la obtencin de estos polmeros los del tipo Ziegler-Natta soportados, se han convertido en los materiales con mayor rentabilidad en la industria.

Los catalizadores de coordinacin utilizados en las polimerizaciones de las alfa olefinas:

1.- Catalizadores Indiana, son una mezcla de cobalto y nquel soportado sobre carbn activado.2.- Catalizadores Phillips, estn compuestos por xidos de metales de transicin (Cr, Mo) disperso en un soporte como almina, slica, xido de circonio o de titanio.3.- Catalizadores Ziegler-Natta, son mezclas de sal de un metal de transicin (grupo IV a VIII), generalmente un halogenuro de Ti, V, Cr o Zr, con un componente organometlico (activador o cocatalizador) que suele ser un alquilmetal de los grupos I a III, por lo general Alo Sn.

Aunque estos tres sistemas han sido ampliamente utilizados en la industria, en la actualidad la de mayor demanda son los catalizadores Ziegler-Natta, Una forma de obtener un catalizador Z-N activado consiste en mezclar la sal del halogenuro con un compuesto rgano metlico en un solvente inerte, lo cual puede conducir a dos tipos de sistemas: homogneos si ambos componentes se disuelven en su totalidad en el solvente utilizado o heterogneos si tanto la sal como el alquilmetal no se disuelven, formando una dispersin heterognea o una pasta, se est usando o no un soporte.

Tabla 1.- Catalizadores Ziegler-Natta ms comunes.

Caracterstica De Los Reactores Empleados en los Diversos Tipos de Polimerizacin

Reactor BatchEste tipo de reactor es el ms versatil y ha sido ampliamente usado, especialmente para polmeros de baja produccin. Posee agitador, camisa de refrigeracin y condensador a reflujo (para el caso de las polimerizaciones "step growth")Su tamao va desde los 5 galones (plantas piloto) hasta los 30000 galones. Se construyen en acero al carbono, vidrio y pueden estar recubiertos de polmero. El intercambio de calor de polimerizacin se realiza mediante una camisa de refrigeracin.

Tiene la ventaja de acomodar varios productos. Los reactivos se aaden al comienzo de la polimerizacin. As, la velocidad de polimerizacin cambia con el tiempo mientras la concentracin adimensional de los reactivos decrece. Se obtienen elevadas conversionesEl diseo de reactores Batch se basar en estimaciones de tiempos de polimerizacin provenientes de datos de planta piloto y/ o estudios de simulacin. A la hora del "scale-up", se pondr especial cuidado en la agitacin y transferencia de calor.Se utilizan para la obtencin de Nylon 6, resinas fenlicas, urea-formaldehido, melanina-formaldehido,...Han sido reemplazados por los reactores continuos debido a su mayor capacidad de produccin.

Reactor Semibatch

Los reactivos (formaldehido en el caso de las resinas formofenlicas) o iniciadores (polimerizaciones de radical libre) se aaden durante el curso de la polimerizacin.En el caso de las polimerizaciones de condensacin el producto de condensacin es continuamente eliminado (agua) para dirigir la polimerizacin reversible hacia el polmero ms que hacia el monmero.El uso de una estrategia de este tipo, da al diseador de procesos grados extra de libertad: desarrollo de procedimiento de operacin normal y toma de acciones de control para corregir desviaciones provenientes de la operacin normal.La copolimerizacinsemibatch se realiza para mantener constante la composicin de copolmero cuando los comonmeros tienen reactividades que varan poco. La adicin del iniciador en forma semibatch, se realiza para mantener el control de temperatura y la adicin de iniciador o agente de transferencia de cadena se utiliza tambin para mantener al distribucin de pesos moleculares deseada.

ReactorFlujo pistn.

En este tipo de reactor, la masa de reactivos se bombea a lo largo del tubo a una velocidad tal que la reaccin se produzca de forma deseada.Cada elemento de la mezcla de reaccin se identifica como un reactor batch individual.Se obtienen altas conversiones y elevados pesos moleculares. Poseen bajos costes econmicos.Los reactores tubulares son aplicables en polimerizaciones de grandes volmenes y tienen excelentes cualidades en la transferencia de calor. Por otro lado, son vulnerables pues pueden ser obstruidos por pequeas cantidades de polmero. Se tendr que tener en cuenta para este caso: la agitacin, la difusin, distribucin de pesos moleculares y el factor de ensuciamiento de las paredes del reactor.La temperatura a lo largo del reactor se controla mediante camisa de refrigeracin.Para soluciones viscosas se producirn bajas velocidades en la pared.Estudios sobre la desviacin existente entre flujo pistn y polimerizacin tubular han sido realizada por Hamer y Ray (10).Se utilizan en la produccin de Nylon 6 y 66.

Reactor Tanque agitado(continuo).

En este tipo de reactores los reactivos son alimentados continuamente y los productos continuamente obtenidos para asegurar que el sistema mantiene estado estacionario.Su utilizacin es justificada para altos volmenes de productos. Se obtienen altos rendimientos con bajo coste de procesoLa velocidad de polimerizacin es constante y contribuye a la homogeneidad del producto, pero puede ser eclipsado por la no homogeneizacin producida por la amplia distribucin de tiempos de residencia.Como la velocidad de polimerizacin vara con las condiciones de operacin, este tipo de sistemas puede ser dimensionado para la velocidad de polimerizacin en las condiciones de diseo.

Factores que fabrican los cristales del Proceso de Polimerizacin

Cambio de peso Molecular durante el proceso de Polimerizacin y en defecto a Nivel Industrial.

Polimerizacin en la industria.

Otra investigacin