- El Poliestireno bioatribuido procedente de materias primas renovables reduce la producción de gases de efecto invernadero y la huella de carbono del producto.
- Para el periodo 2022-2027 se espera que el mercado del estireno crezca a una CAGR superior al 4,5%.
Orígenes del Estireno
El estireno es un compuesto orgánico derivado del benceno y es el precursor del poliestireno y varios copolímeros. Proviene del bálsamo de estorax, la resina de los árboles liquidámbar de la familia Altingiaceae. El estorax se encuentra en pequeñas cantidades en algunas plantas como la canela, granos de café, árboles de bálsamo, cacahuate y en el alquitrán de hulla.
En 1839, el boticario alemán Edward Simon aisló un líquido volátil de la resina estorax del liquidámbar americano y lo llamó estirol, ahora conocido como estireno. Simon notó que cuando se exponía al aire, la luz o el calor se transformaba en una sustancia dura parecida al caucho y la llamó óxido de estirol.
En 1845 el químico alemán Augusto Hofmann y su alumno John Blynt determinaron la fórmula empírica del estireno y afirmaron que el óxido de estirol descubierto por Simon, al que rebautizaron como metastyrol, tenía la misma fórmula que el estireno. Además, podían obtener estireno destilando en seco metastyrol.
En 1865 el químico alemán Emil Erlenmeyer descubrió que el estireno podía formar un dímero y en 1866 el químico francés Marcelin Berthelot dijo que el metastyrol era un polímero del estireno, es decir, poliestireno.
Otros químicos investigaron otro componente del estorax llamado ácido cinámico y descubrieron que podía descarboxilarse y formar dinnamene o cinnamol, que parecía ser estireno. En 1845 el francés Emil Kopp sugirió que los dos compuestos eran idénticos y en 1866 Erlenmeyer dijo que el cinnamol y el estireno podrían ser vinilbenceno.
La mayor parte del estireno se produce a partir del etilbenceno y casi todo el etilbenceno producido en el mundo se destina a la producción de estireno. El etilbenceno se produce mediante la reacción de Friedel-Crafts entre el benceno y el etileno. Originalmente la reacción utilizaba cloruro de aluminio como catalizador, pero en la actualidad se utilizan zeolitas.
Alrededor del 80% del estireno se produce por deshidrogenación del etilbenceno, utilizando vapor sobrecalentado hasta 600° C, sobre un catalizador de óxido de hierro. Luego, el producto etilbenceno o estireno crudo se purifica por destilación, requiriendo una serie de columnas de destilación y se agrega un inhibidor de polimerización.
¿Qué es el poliestireno y en qué se utiliza?
El poliestireno (PS) es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno monómero. Existen cuatro tipos principales:
- Poliestireno cristal o GPPS (del inglés general purpose polystyrene), que es transparente, rígido y quebradizo.
- Poliestireno de alto impacto o HIPS (del inglés high impact polystyrene), es resistente al impacto y opaco blanquecino.
- Poliestireno expandido o EPS (del inglés expandable polystyrene o PSE (del francés polystyrène expansible), es muy ligero.
- Poliestireno extruido, similar al expandido, pero más denso, impermeable y aislante.
- Poliestireno sindiotáctico, es cristalino y funde a 270 °C y su costo es mucho mayor.
Aplicaciones del Poliestireno
Las ventajas principales del poliestireno son su facilidad de uso y su relativamente bajo costo. Sus principales desventajas son su baja resistencia a altas temperaturas (se deforma a menos de 100 °C, excepto el poliestireno sindiotáctico) y su poca resistencia mecánica. Estas ventajas y desventajas determinan las aplicaciones de los distintos tipos de poliestireno.
Las aplicaciones principales del PS antichoque y el PS cristal son la fabricación de envases mediante extrusión-termoformado, y de diversos objetos mediante moldeo por inyección.
El poliestireno antichoque se utiliza principalmente en la fabricación de objetos mediante moldeo por inyección como carcasas de televisores, impresoras, puertas e interiores de refrigeradores, rastrillos desechables, juguetes, pudiendo añadir aditivos como sustancias ignífugas para crear una capa de protección frente a la inflamabilidad o colorantes.
El poliestireno cristal se utiliza en moldeo por inyección donde la transparencia y el bajo coste son importantes como en cajas de CD, perchas, cajas para huevos y la producción de espumas rígidas, denominadas “poliestireno extruido” o XPS que se utilizan para las bandejas de carne, hieleras, así como en la construcción.
En Europa, la mayor aplicación del poliestireno es la elaboración de envases desechables de productos lácteos mediante extrusión-termoformado, y se suele utilizar una mezcla de choque y de cristal, en proporción variable, según se desee privilegiar la resistencia mecánica o la transparencia.
Las formas expandida y extruida se emplean principalmente como aislantes térmicos en construcción y para formar coquillas de protección en los embalajes de objetos frágiles o por su capacidad aislante, para la producción de neveras para el transporte de alimentos o vacunas; o cascos para protección de la cabeza debido a su poder absorbente de los impactos.
El poliestireno expandido EPS, se utiliza como aislante térmico y acústico y es ampliamente conocido bajo diversas marcas comerciales (Poliexpan, Telgopor, Emmedue, Icopor, etc.).
El poliestireno extruido XPS, se emplea como aislamiento térmico en suelos, debido a su mayor resistencia mecánica; también como alma en paneles sandwich de fachada y como aislante térmico en cubiertas invertidas, donde el aislamiento térmico se coloca encima del impermeabilizante, protegiéndolo de las inclemencias del tiempo y alargando su vida útil.
En las últimas décadas se ha desarrollado un nuevo polímero llamado poliestireno sindiotáctico, que es cristalino y funde a 270 °C. Debido a su alto costo, solo se utiliza en aplicaciones especiales de alto valor agregado.
Otras aplicaciones menores: en la indumentaria deportiva, por tener la propiedad de flotar en agua, se usa en la fabricación de chalecos salvavidas, en la fabricación de cascos de ciclismo, para motoristas e incluso los de Fórmula 1; también se utiliza como aglutinante en ciertos explosivos como el RDX y en el Napalm, por ejemplo, en el MK7719.
Importancia del poliestireno
La primera producción industrial de poliestireno cristal fue realizada en Alemania, en 1930, seguido del Poliestireno expandido y el antichoque en las décadas siguientes, dando origen a una industria sólida con procesos más eficientes.
Para 2020, la demanda mundial de poliestireno fue de unos 14,5 millones de toneladas al año (excluye el poliestireno expandido). El poliestireno es hoy el cuarto plástico más consumido, por detrás del polietileno, el polipropileno y el PVC. Para el periodo 2022-2027 se espera que el mercado del estireno crezca a una CAGR superior al 4,5%.
Actualmente Bélgica y Francia se encuentran entre los principales exportadores de poliestireno en 2020 con un valor exportado de 391,4 millones y 363 millones de dólares respectivamente, según ITC Trademap.
Métodos para el reciclaje de plásticos
De acuerdo con cifras de la Asociación Nacional de Industrias del Plástico A.C.(ANIPAC), en el país sólo se recicla cerca del 30 % del plástico que se consume. Aproximadamente el 51.2% de ese 30% de plástico recuperado y reciclado se utiliza para fabricar envases de alimentos o de productos de limpieza, y un 22.1% es reutilizado para la elaboración de envases transparentes para alimentos y botellas para bebidas mayormente creados a partir del poliestireno.
Existen muchos métodos para el reciclaje de plásticos. Los más usados son los mecánicos, como el triturado, donde el material triturado se mezcla con materia prima virgen para producir nuevos productos. El briqueteado, donde se compacta el material para posteriormente utilizarlo como combustible ya que 1 kg de poliestireno puede generar hasta 13 litros de gasóleo o diésel.
El fundido, en el cual se aplica calor especial en una cámara sellada para deshacer el material, después de ser extruido, pasa a ser resina y por un proceso de formado para convertirse en poliestireno extruido. El último es el químico, que permite recuperar gran parte de material con una alta pureza, siendo el más utilizado el proceso de CreaSolv®.
Poliestireno sostenible y bioatribuido
La empresa INEOS Styrolution presentó en septiembre de 2022 su nueva línea de Poliestireno sostenible, que parte de poliestireno reciclado mecánicamente, y ofrece el rendimiento de los respectivos productos vírgenes y brindan a los clientes la opción de seleccionar el que se adapte mejor a su aplicación, con una huella de CO2 significativamente menor.
INEOS Styrolution ofrece resinas de Poliestireno de uso general (GPPS) que son polímeros transparentes adecuados para aplicaciones de moldeo por inyección o extrusión, y resinas de Poliestireno modificadas contra impactos (HIPS).
Los nuevos productos de Poliestireno bioatribuido de INEOS Styrolution están hechos de estireno procedente de materias primas renovables certificadas por ISCC. Al usar esta nueva materia prima y reemplazar la de origen fósil obtenemos un ahorro sustancial de gases de efecto invernadero y la huella de carbono del producto bioatribuido es al menos neutral o incluso negativa.
Productos y servicios de Possehl
Possehl industria mexicana dedicada a proveer materias primas de alta calidad para 13 industrias, entre ellas la industria de plásticos y pinturas cuenta con personal altamente capacitado para brindarles a nuestros clientes soluciones logísticas integrales, asistencia técnica, servicio postventa y alternativas de financiamiento adecuadas a sus necesidades, con el fin de contribuir a reactivar la economía nacional, generar empleos y bienestar para las familias mexicanas.