Un copolímero es una macromolécula compuesta por dos o más monómeros, es decir, unidades repetitivas distintas que se pueden unir de diferentes formas por medio de enlaces químicos. Los monómeros pueden distribuirse de forma periódica o aleatoria.
El estireno es un hidrocarburo aromático cuya fórmula es C8H8. Este hidrocarburo puede formar copolímeros con una gran variedad de monómeros, lo que amplia notablemente el uso y aplicaciones de este monómero.
En la Tabla 1 se puede observar las uniones de los diferentes monómeros para dar el correspondiente copolímero junto con su nombre comercial:
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MONÓMEROS |
COPOLÍMERO |
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Estireno + Acrilonitrilo |
SAN |
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Estireno + Butadieno |
SBR |
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Estireno + Acrilonitrilo + Butadieno |
ABS |
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Estireno + Metacrilato de metilo |
SMMA |
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Estireno + Anhídrido maléico |
SMA |
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Estireno + Divinilbenceno |
SDVB |
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Estireno + α-metilestireno |
SAMS |
Tabla 1. Diferentes Copolímeros del Estireno. [Elaboración Propia]
SAN: Copolímeros estireno-acrilonitrilo
La producción de SAN a nivel mundial, representa únicamente el 1% del mercado de los estirenos, encabezado por el poliestireno (50 %), el caucho SBR (15 %) y el ABS (11 %).
La producción europea de SAN oscila alrededor de las 67.000 t anuales repartidas entre Basf, Dow, Enichem, Monsanto y Repsol. Se calcula que la producción de SAN tiene un crecimiento anual aproximado del orden del 2%.
Obtención
La composición más habitual del SAN es de 65 a 80 % de estireno, y el resto de acrilonitrilo. Dependiendo de éstas proporciones cambiarán las características finales del producto. Su estructura molecular es la siguiente:
Figura 1. Estructura molecular del SAN
El SAN se obtiene mezclando en un reactor estireno y acrilonitrilo, utilizando como catalizador peróxido de benzoilo y calentado a una temperatura aproximada de 60 ºC. La reacción presenta un punto azeotrópico para una composición de 76% p/p de estireno, por este motivo la síntesis se lleva a cabo en la composición de dicho punto.
La polimerización puede obtenerse mediante dos procesos: suspensión o emulsión.
a) Polimerización en suspensión
La polimerización se realiza en agua. El monómero y el polímero que se obtienen son insolubles en agua, por lo que se obtiene una suspensión. Para evitar que el polímero se aglomere en el reactor, se disuelve en el agua una pequeña cantidad de alcohol polivinílico, el cual cubre la superficie de las gotitas del polímero y evita que se peguen.
b) Polimerización en emulsión
La reacción también se produce en agua, pero en lugar de añadir un agente de suspensión como el alcohol polivinílico, se agrega un emulsificante que puede ser un detergente o jabón.
Los monómeros forman gotitas de tamaño microscópicos que quedan estabilizadas por el jabón durante todo el proceso de polimerización, y que acaban formando un látex de aspecto lechoso, del cual se hace precipitar el polímero rompiendo la emulsión. Posteriormente se somete el polímero a un proceso de lavado para eliminar los restos del emulsificante.
Propiedades
En la formación del “SAN” el estireno aporta:
- Dureza
- Facilidad de Procesado
- Brillo
El acrilonitrilo aporta:
- Resistencia Química
- Resistencia Térmica
- Resistencia a la Fatiga y al Impacto
- Dureza
En general, las propiedades que se aportan son:
- Tiene buena resistencia a los aceites lubricantes, a las grasas y a las gasolinas
- Termoplástico
- Cristalino
- Mejores propiedades de impacto, tensión y flexión, que los homopolímeros del estireno
- Es transparente, de estructura amorfa y fácilmente procesable. Pueden utilizarse cualquier tipo de tratamiento mecánico para su manufactura
- No es atacado químicamente por el agua
- Tiene gran brillo superficial
- Presenta muy baja absorción de agua
- Bajo costo de fabricación y fácil proceso
- Muy buena resistencia térmica
Aplicaciones
Entre sus principales aplicaciones destaca en envoltorios y recipientes de alimentos, puesto que sus propiedades presentan una excelente barrera contra la humedad y el CO2; la fabricación de artículos para el hogar (cafeteras, licuadoras…); los cosméticos y productos farmacéuticos; los equipos de diálisis desechables; los artículos decorativos varios como termos, vajillas, encendedores, etc. Destacar que fue originalmente utilizado en las ópticas de los automóviles de gran calidad y en accesorios internos de los mismos.