Industrialización del proceso de polimerización de poliamida 6 aniónica

Abstract

El proceso reactivo de polimerización in-situ de poliamida 6 aniónica es conocido
desde los años 60, pero hasta ahora únicamente se ha utilizado industrialmente para la obtención de semielaborados en forma de barra, tubo o plancha. Una de las razones fundamentales por la cual este proceso no se ha utilizado para la obtención de componentes finales en molde es el difícil control de los parámetros que influyen durante la polimerización y el moldeo.
Por ello, el primer objetivo de esta Tesis ha sido realizar un amplio estudio de cómo afectan los parámetros de proceso en el tiempo de ciclo y en las propiedades finales del material. Se han analizado parámetros de carácter químico, como el tipo de sistema catalítico a utilizar, el porcentaje de este sistema que se puede añadir a la mezcla o la relación molar entre los componentes del sistema catalítico. También se han analizado parámetros físicos, como la temperatura de moldeo o de fundido del monómero, y los tiempos de fundido o de adición de los componentes del sistema catalítico. Otros factores estudiados han sido la atmósfera de la reacción, la agitación de las mezclas, la velocidad de enfriamiento de la pieza moldeada o cómo afectan
post-procesos como el recocido.
Todos estos parámetros han sido estudiados utilizando dos metodologías de
experimentación diferentes: una clásica, en la que se analiza sólo el efecto de un
factor individual y otra, estadística, en la que se estudian los parámetros y sus
interacciones de forma conjunta, tanto experimental cómo teóricamente. En ambos casos se ha obtenido la manera en la que estos parámetros afectan a las respuestas analizadas, siendo éstas el tiempo de polimerización y las ropiedades mecánicas. Además, se ha comprobado que el porcentaje de sistema catalítico y la temperatura de fundido son los parámetros más críticos en este proceso.
Una vez controlado el proceso, el siguiente objetivo de la Tesis ha sido estudiar y
demostrar, mediante la fabricación de prototipos, que la tecnología de polimerización in-situ de poliamida 6 aniónica es industrializable. Para ello se ha realizado una adaptación del proceso estudiado en laboratorio a un proceso semi-industrial en planta piloto. Se ha diseñado y fabricado un equipamiento de moldeo específico, formado por una maquina dosificadora y mezcladora automática y un conjunto de moldes. Por último, y como validación del desarrollo realizado, se han fabricado y validado varios prototipos industriales de muy diferentes características geométricas.
La conclusión final que se puede extraer de esta Tesis es que el proceso de
fabricación de poliamida 6 aniónica mediante colada in-situ es industrializable, siempre que se realice con un equipamiento adecuado capaz de controlar de una manera fácil y precisa los parámetros que afectan tanto en la polimerización como en el moldeo de este material.

Date of Award	2012
Original language	English
Awarding Institution	Universidad del País Vasco (UPV/EHU)