Resinas y compuestos en K 2004

El sector de materiales es, quizás, el que entrega los productos más visionarios en la Mega Feria de la industria, K 2004. Con los ojos puestos en las aplicaciones que marcarán las tendencias de consumo futuras, los grandes proveedores lanzan impresionantes soluciones en resinas y compuestos, cada vez más resistentes térmicamente, más fáciles de procesar y con mayor terreno ganado en el reemplazo de materiales tradicionales.

Además de resinas, los stands contarán con ejemplos de aplicación y diseño de materiales poliméricos: motores, piezas de construcción, empaques y artículos de consumo, cada vez tienen más participación de piezas plásticas, que logran reducir el peso, incrementar la durabilidad y reducir el costo en la fabricación.

La oferta de materiales que se revisa en este artículo es el punto de partida para el desarrollo de la tecnología del mañana; una referencia obligada, que abre de par en par las puertas a la innovación y al desarrollo de nuevos productos. Es un llamado a tomar parte en las múltiples oportunidades que abren los plásticos.

Tecnología de hoy y de mañana 
Bayer MaterialScience AG acudirá a la K 2004 con el lema "VisionWorks".

Los puntos más destacados de su participación son las áreas de "ideas óptimas", "prácticas óptimas" y "servicios óptimos". Bajo el epígrafe de "ideas óptimas", la empresa proyecta negocios a futuro. Un ejemplo: almacenar de forma segura y transportar fácilmente cantidades de datos cada vez mayores seguirá siendo una cuestión de actualidad. La empresa ha creado las bases para un nuevo soporte físico que permite almacenar los datos mediante holografía, utilizando láminas de policarbonato Makrofol ID.

En el ámbito de "prácticas óptimas" se agrupan productos, aplicaciones y tecnologías de eficacia probada para sectores consumidores muy diversos. Los soportes de datos ópticos como discos CD o DVD de policarbonato, el aislamiento térmico de frigoríficos con espuma rígida de poliuretano, las pinturas de base acuosa para automóviles derivadas de sus materias primas o las botas de esquí de poliuretano termoplástico transparente son una muestra de productos que la empresa ha generado.

Además, en las "prácticas óptimas" se incluye un gran número de innovaciones actuales. Las lunas laterales traseras y el techo panorámico de diferentes modelos de Smart ya se fabrican en serie con el policarbonato Makrolon. Gracias a su gran libertad de diseño y a que en las piezas de plástico pueden integrarse muchas otras funciones, la fabricación de cristales para automóviles en policarbonato se presenta como una atractiva opción a futuro.

Los elementos sándwich compuestos, ligeros pero extremadamente robustos, son otro avance innovador. En esta tecnología tan sencilla como inteligente se combinan láminas de fibra de vidrio con una estructura de celdillas de papel, se impregnan por ambas caras con el sistema de aspersión de poliuretano Baypreg, y a continuación se prensan en un molde a temperaturas elevadas. De este modo pueden fabricarse, por ejemplo, piezas de carrocería y plataformas para carga.

En el desarrollo de productos innovadores, Bayer MaterialScience recurre cada vez más a las posibilidades de la nanotecnología. Con su ayuda es posible fabricar materiales con propiedades y funciones totalmente novedosas, que ofrecen prestaciones claramente superiores a los productos convencionales o con características radicalmente nuevas. Un ejemplo es las materias primas para pinturas con estructuras de escala nanoscópica, que proporcionan la resistencia necesaria a los arañazos a la capa superior transparente de las carrocerías automotrices.

En un marco de reestructuración del Grupo Bayer se pone en marcha Lanxess, empresa química con una amplia cartera de productos para la industria procesadora de polímeros. El negocio, que ofrecerá a sus clientes plásticos técnicos, cauchos, productos químicos para el caucho y aditivos para polímeros, abandonará el conglomerado previsiblemente a comienzos de 2005. Ya a partir del 1 de julio de 2004, opera en el mercado con una independencia casi total, inicialmente como filial de Bayer AG, que tendrá una participación del 100%.

Entre los productos que presentará la empresa, se encuentra Triax, una mezcla de alto desempeño de ABS y poliamida (ABS+PA). Esta clase de materiales poliméricos ha sido usada hasta ahora predominantemente en aplicaciones del interior de automóviles, pero nuevos grados están siendo empleados para partes de la carrocería, como guardabarros con una superficie Clase A; ofrece un potencial considerable para lograr ahorros en este sector del mercado durante la manufactura, ya que las partes pueden ser pintadas en línea sin problemas debido a su alta resistencia al calor (por encima de 200°C). Otro punto fuerte de Triax es su rigidez, que hace posible la producción de partes con paredes más delgadas sin elementos de refuerzo y, por consiguiente, muy livianas. Sus propiedades de flujo permiten la producción de geometrías altamente complejas, y produce moldeados con tensiones internas bajas y mínima deformación. Además de Triax DP 3155, está disponible un nuevo grado conductivo, que puede ser recubierto sin usar pinturas base de tipo conductivo.

Lanxess ofrecerá una amplia gama de materiales ABS coloreados de las líneas de productos Novodur y Lustran. Para los casos en que los procesadores prefieran realizar ellos mismos el proceso de coloreado, ofrece las resinas Lustran M202AS, un grado de flujo libre, antiestático con una fuerza de impacto estándar; Lustran M301AS, un grado similar con una alta fuerza de impacto; y Lustran H801, un material de baja emisión modificado con policarbonato para aplicación en el sector automotriz, que se caracteriza, entre otros, por su alta resistencia al calor.

En el futuro, los carros se llenarán con hidrógeno y los dispositivos domésticos se controlarán por control remoto empleando la última tecnología de información. El rol que los polímeros de ingeniería jugará en la implementación de estas visiones será demostrado por Ticona en K 2004.

Con el eslogan "Your bridge to the future" (su puente hacia el futuro), la empresa presentará por primera vez una celda de combustible con polímeros de alta tecnología. En la producción de placas bipolares, termoplásticos de ingeniería están remplazando al acero inoxidable con recubrimiento de oro, aluminio, grafito y mezclas de materiales termofijo/grafito/termofijo. Esto ahorra dinero y peso en la producción. Adicionalmente, las placas moldeadas por inyección pueden ser producidas con mayor rapidez y no tienen que someterse a costosas operaciones de maquinado.

De otro lado, los polímeros de ingeniería usados mejoran el desempeño de las celdas de combustible a largo plazo. El polímero cristal líquido Vectra y el Fortron PPS, por ejemplo, aguantan muy bien el medio agresivo presente; son resistentes a la corrosión y se mantienen dimensionalmente estables, incluso a temperaturas de hasta 240°C. El uso de polímeros de alta tecnología, como Hostaform POM, también beneficia los llamados componentes periféricos, haciéndolos resistentes a las sustancias agresivas.

Otro ejemplo de aplicación de los polímeros de alto desempeño de Ticona se presenta con el SkyeHaler, un inhalador de polvo de secado. El producto se beneficia de dos polímeros, Hostaform y Celanex, que de acuerdo con la empresa garantizan una dosis precisa, un uso completamente seguro y una fácil operación. Estos materiales ofrecen excelente resistencia a la hidrólisis y a los medios químicos, y una mayor duración. Tienen alta capacidad de carga y estabilidad absoluta bajo cualquier circunstancia. El Hostaform POM usado es un acetal copolímero altamente cristalino con una estructura lineal, y el Celanex PBT es un poliéster termoplástico semicristalino.

El potencial innovador de los polímeros de alta tecnología será objeto de una extensa información técnica durante el foro de expertos que ofrecerá Ticona en la K 2004. Para estimular ideas, se presentarán estudios de conceptos visionarios: por ejemplo una máquina lavadora con tres tambores o un cuarto de baño que puede ser usado como ducha, bañera o sauna. Adicionalmente, en el stand de Ticona, el reconocido Instituto Futurista de Matthias Horx ofrecerá nuevas percepciones sobre el mundo del mañana. Horx y sus empleados identificarán las megatendencias del siglo 21.

Rompiendo límites 
Basf presentará el Ultradur High Speed, un nuevo PBT de muy baja viscosidad. Dependiendo del contenido de fibra de vidrio, este producto fluye al menos dos veces más rápido que los grados comparables de Ultradur, sin que se afecten las propiedades de desempeño de la pieza. La clave de esta innovación está en un aditivo nanoestructurado. Aunque las partículas nano son muy pequeñas (entre 50 y 300 nm), tienen una influencia clara en las propiedades del material si se distribuyen homogéneamente. El aditivo, por la manera especial en que se incorpora, causa un cambio fundamental en la reología del polímero base: mientras la mezcla se comporta aún como un fluido no newtoniano, se registra una gran caída en su viscosidad (cerca de 50% para un Ultradur con 30% de fibras de vidrio, a temperaturas de moldeo cercanas a 260°C).

El cambio en la reología genera una serie de beneficios para los moldeadores por inyección: una viscosidad más baja significa que se pueden aplicar menores presiones de inyección y sostenimiento, y alternativamente, la temperatura de moldeo puede bajarse para recortar el tiempo de sostenimiento. Adicionalmente se incrementan las oportunidades de diseño, sobre todo en lo que concierne a moldeados de pared delgada; un flujo más fácil permitirá que sean fabricados artículos con altos contenido de rellenos (por ejemplo, con fibras de vidrio), dando como resultado mejores propiedades mecánicas con menos grosor de pared.

El Sistema de Placa Sandwich SPS, (Sandwich Plate System), es un compuesto de acero-PU-acero, en el que dos placas de acero se pegan al núcleo de un elastómero sólido de PU con el nombre comercial de Elastocore. El SPS remplaza las placas de acero rígidas en estructuras de ingeniería civil y marítima y ofrece diversos beneficios comparados con las estructuras convencionales en términos de diseño, desempeño, seguridad y costo.

En el SPS, el núcleo de PU proporciona un soporte continuo a las dos placas, creando una estructura globalmente rígida que no necesita refuerzo adicional y que reduce la complejidad de su construcción. Esto reduce a su vez el número de soldaduras, que son puntos típicos de corrosión y fatiga, alivia los gastos durante el tiempo de vida de la estructura e incrementa su duración.

El moldeo por inyección de polvo (PIM, Powder Injection Moulding) –una combinación de inyección de termoplásticos y metalurgia de polvo convencional– es aún un proceso relativamente nuevo para la fabricación de partes de metal y cerámica de precisión. El producto de Basf se conoce con el nombre Catamold, y está constituido por un grupo de compuestos de moldeo por inyección que consta de metales muy finos o polvo de cerámica, un adhesivo polimérico -mayormente poliacetal (POM)-, y varios aditivos.

Los pellets de Catamold, que tienen un contenido de polvo del más de 80%, se moldean de la misma manera que los plásticos usando una máquina de inyección normal. Una vez que la parte ha sido moldeada, el polímero homogenizador, que está allí únicamente para hacer que el polvo sea inyectable, se remueve catalíticamente mediante un proceso conocido como "debinding" (desunión), que deja un esqueleto de polvo de la parte. La separación no altera la forma ni el tamaño de la parte moldeada. Finalmente, la pieza de cerámica o metal es sinterizado a temperatura muy alta para hacer que las partículas se fundan y formen una masa coherente. Este proceso permite la fabricación de artículos extremadamente complejos y produce un acabado de superficie muy superior al del fundido inverso.

Oppanol IBS es un nuevo producto de Basf, cuya manufactura es posible gracias a un innovador proceso llamado "polimerización catiónica activa". Las aplicaciones de este nuevo tipo de termoplástico elastómero (TPE) basado en estireno e isobuteno, van desde adhesivos y sellantes hasta compuestos para bienes de consumo y fabricación de películas. Las versiones convencionales de Oppanol poliisobuteno (PIB) se caracterizan por prevenir la difusión de vapor de agua y otros gases –como argón- a través de una capa de barrera. Con el nuevo producto, se tienen además las ventajas de un TPE: no hay "flujo en frío", y la presentación está disponible en gránulos. La empresa además afirma que puede ofrecer variaciones en el peso molecular y contenido de estireno, para satisfacer diferentes requerimientos del cliente en cuanto a propiedades mecánicas y de flujo.

El cárter del motor de los Mercedes Actros es el primero en el mundo que ha sido fabricado de un termoplástico; es un componente de gran tamaño, que usualmente se fabrica de una mezcla liviana o de SMC. Su objetivo principal es contener el aceite del motor (aproximadamente 39 litros), al tiempo que proporciona un sello hermético alrededor. El cárter tiene que soportar cargas estáticas muy altas que equivalen al peso del motor. En el caso del Actros, adicionalmente, la capacidad tenía que incrementarse en un 30%. Esto era posible solamente mediante la introducción de protuberancias en las paredes laterales, que sobresalían mucho más allá del contorno.

Otros requerimientos que tenían que cumplirse dentro del costo acordado incluían la reducción de peso, la optimización de la forma, la reducción de la vibración y un sistema de juntas eficiente contra las filtraciones. Con el compuesto de nylon Ultramid, Basf ha sido capaz de proveer la primera solución plástica que satisface estas especificaciones.

En materia de resinas de ingeniería, DuPont presentará una nueva clase de termoplástico vulcanizado para componentes automotrices y otros usos; la resina ETPV combina resistencia a aceites, grasas y químicos, con un rango de temperaturas de servicio desde -40°C hasta 160°C y alta capacidad de procesamiento. De otro lado, lanza una nueva tecnología de reciclaje de compuestos, un ciclo cerrado de procesamiento especificado para piezas automotrices rellenas de fibra de vidrio que las convierte a su equivalente de material virgen.

Otro lanzamiento de la empresa son los grados plateados de la poliamida de alto desempeño Zytel HTN; están orientadas a reemplazar a resinas como el ABS en aplicaciones de iluminación automotriz, donde existan exigentes demandas de desempeño y resistencia a la temperatura. DuPont presenta también el poliéster termoplástico Shine-E Rynite, un nuevo material de super alto brillo capaz de producir piezas ligeras y de bajo costo que pueden pintarse como metal.

Además de resinas, la empresa presentará aplicaciones de polímeros de ingeniería como piezas estructurales: un motor fuera de borda para botes, que emplea resinas de DuPont en 21 de sus componentes, y una silla de ruedas, que emplea Zytel relleno de fibra de vidrio para la estructura y fibras del termoplástico poliéster elastómero Hytrel para las telas.

Atofina ha presentado un proyecto para reorganizar su rama de productos químicos; la nueva estructura, llamada provisionalmente CIP, consolidará los cloroquímicos, intermedios y productos de alto desempeño de Atofina. Con esta conformación la empresa hará lanzamientos para la industria automotriz, deportiva y de empaques, entre otros.

En el sector automotriz, la empresa introduce poliamidas 11 y 12 de alto desempeño para fabricación de tubos de transporte de combustible mono y multicapa, y para manufactura de tanques de combustible multicapa de baja permeabilidad. Amplía su rango de poliamidas conductivas y la capacidad de sus materiales de soportar alta temperatura. Además, extiende el uso de este tipo de resinas a la fabricación de circuitos de enfriamiento, con poliamidas capaces de soportar el efecto de la hidrólisis de los líquidos empleados en el proceso. Adicionalmente, la empresa presentará una nueva técnica para decoración bajo pedido de interiores de autos, que puede ser añadida a la pieza durante el moldeo.

En el sector de empaques, Atofina lanza un nuevo aglutinante funcional poliolefínico, Evatane 42-60, que siendo soluble imparte buena transparencia y no afecta el color; está destinado a la producción de tintas solventes para películas en contacto con alimentos. La resina Orevac, por otro lado, ha sido anunciada como la primera poliolefina de injerto capaz de producir adhesión perfecta entre metal y polipropileno; reporta mejoras en la impermeabilidad al oxígeno y la humedad.

Entre otros lanzamientos, para la manufactura de calzado deportivo la empresa ofrece su resina Pebax, un copolímero de bloque poliéter-amida, transparente o pigmentable, con baja densidad y alta resistencia mecánica. En el campo de ayudas de proceso, Atofina lanza Kynar Flex pPA 5300, un polímero fluorinado para mejorar la transformación de polietileno lineal de baja densidad, polietileno de alta densidad y grados de polietileno metalocénicos.

Alta pureza y resistencia 
Victrex plc, fabricante del polímero de alto desempeño Victrex Peek (una poliariletercetona), presentará una versión de ultra alta pureza de este material; la resina Victrex UHP Peek está diseñada para aplicaciones que requieren alta pureza, resistencia mecánica y a la abrasión, y comportamiento químico inerte. Según afirma la empresa, la resina satisface los más estrictos requerimientos de extractables en habitaciones limpias, procesamiento húmedo, procesamiento farmacéutico y aplicaciones de química analítica.

Victrex también presentará la película Victrex Peek-HT, formulada para aplicaciones con altos requerimientos térmicos, y productos para soldadura libre de plomo. Adicionalmente habrá nuevos productos para los campos de electrónica, química, transporte y semiconductores.

Cooperación para la innovación 
Dow Chemical Company expondrá bajo el lema "Experience Innovation", (experimente la innovación). La empresa consolida su idea de que la innovación sucede a partir de la colaboración entre clientes y otros socios para crear soluciones líderes en la industria. De esta forma, presenta su amplia gama de productos, y sus enfoques de asesoramiento apoyados en conocimientos técnicos científicos y en experiencia práctica en fabricación. Las ultimas marcas de la empresa incluyen Versify, de elastómeros, Inclosia, de soluciones, Dow XLA, de fibras, e Inspire, de polímeros de alto desempeño.

Negocio on-line y nuevas propiedades en poliolefinas
Basell ofrece su nuevo negocio en-línea, Alastian, que fue lanzado en abril de 2004 y ofrece un rango seleccionado de grados de polipropileno y polietileno con precios atractivos. Este negocio ha sido diseñado para clientes experimentados que solicitan cantidades significativas, que están familiarizados con los productos poliolefínicos y que rara vez necesitan soporte técnico de su proveedor. Alastian está disponible permanentemente, con información de precios en tiempo real y órdenes de confirmación directas.

Basell presenta además su tecnología Spheripol para producción de polipropileno, que emplea un revolucionario reactor de circulación multizona. De acuerdo con la empresa, el proceso expande las capacidades de producción de polipropileno para aplicaciones de desempeño superior, y logra mejorar las propiedades de claridad y balance entre rigidez y resistencia al impacto. La tecnología se empleará en joint venture con Indelpro, para la construcción de una planta de 350 kT de polipropileno en México.

Otra innovación de la empresa es la familia de resinas Softell, una nueva generación de materiales que extiende los niveles de flexibilidad, tenacidad y suavidad de polímeros basados en poliolefinas. El producto ofrece características especiales táctiles y estéticas: puede emular cueros y telas, no emplea plastificantes, puede aditivarse a altos niveles y se adhiere con firmeza a otras poliolefinas.