Tipos de Tecnologías de Reticulación

El proceso de reticulación del polietileno se puede desarrollar por diferentes métodos dando lugar a las denominaciones, que se detallan a continuación.

a) Método del Peróxido (PEX-a)

Es una tecnología que se basa en la capacidad del peróxido para romper las cadenas de carbono del polímero de polietileno, creando radicales libres que son los que darán lugar a uniones con carbonos de otras cadenas de polietileno. La materia prima se pone en contacto con el oxidante durante un período de tiempo concreto, durante el cual se homogeniza la materia prima. Mediante el adecuado catalizador se consigue el inicio de la reacción.

Este proceso se completa en la máquina extrusora, donde se somete a la masa de reacción a presión y temperatura para conseguir radicales libres que nos van a definir la malla tridimensional de PEX-a (reticulación).

Este método consigue formar una red cruzada “en caliente, por encima del punto de fusión. Sin embargo, el proceso es un poco más largo que los otros dos métodos, ya que el polímero tiene que mantenerse a temperatura y presión elevadas durante largos períodos en el proceso de extrusión.

Se obtiene una cruzada con enlaces entre los átomos de carbono.

Por este procedimiento se consigue que el índice de reticulación nunca sea inferior a un 70%. Una prueba que describe perfectamente esta característica es el procedimiento definido en la norma UNE EN ISO 527 “Plásticos determinación de las propiedades en tracción. Para determinar la elongación del material” o la norma EN 10147:2014 “Tuberías y accesorios fabricados en polietileno reticulado (PEX). Estimación del grado de reticulación mediante la determinación de contenido de gel”.

A mayor reticulación, la elongación que se produce en el tramo de tubo sometido al peso de referencia es menor, demostrando una vez más, como a mayor reticulación, mayor resistencia.

b) Método del Silano (PEX-b)

En este caso se utiliza Silano actuando como agente de reticulación entre las cadenas de polietileno en una reacción de condensación a temperaturas superiores a 80ºC y con el catalizador específico de la reacción.

La reticulación se lleva a cabo en un proceso secundario de post-extrusión, produciendo enlaces cruzados. El proceso se acelera con el calor y la humedad. Los enlaces entrecruzados se forman por condensación de silano entre dos unidades injertadas de viniltrimetoxisilano (VTMS), conectando las cadenas de polietileno con puentes CC-Si-O-Si-CC.

El problema asociado a este tipo de reacciones, aparte de emplear un agente tóxico como es el Silano, es que en la reacción se producen productos de descomposición de la reacción que pueden afectar a las propiedades organolépticas del agua. Además el grado de reticulación capaz de asegurar mediante este procedimiento es de un 65%, lo cual se reflejará en un producto más rígido y menos resistente mecánicamente.

c) Método de Radiación de electrones (PEX-c)

El PEX-c se produce a través del proceso con haz de electrones, en un proceso de reticulación “en frío” (por debajo del punto de fusión). No se requiere ningún agente químico que inicie o complete la reacción.

El proceso completo requiere dos etapas, primero se fabrica en una extrusora convencional el tubo de polietileno, y posteriormente se reticula el tubo, ya en estado sólido, mediante radiación de electrones.

En este caso un acelerador de electrones produce un flujo de energía capaz de romper los enlaces de hidrógeno y carbono, generando radicales en la cadena del polímero. Una vez generados los radicales libres se produce la recombinación de las cadenas a su estado de reticulación.

En este proceso, tan sólo es posible garantizar un grado de reticulación del 60%, siendo este tipo de PEX el que cuenta con las propiedades más modestas de los tres tipos de PEX comercializados.

En este caso, el proceso de reticulación se produce sobre una tubería ya sólida, semicristalina y cuya densidad apenas es alterada. Por lo cual, el grado de reticulación no es homogéneo en todo el espesor de tubería, sino que disminuye a medida que profundizamos en el tubo de la misma forma que el flujo de electrones incide en el material con mayor intensidad en la superficie que en el interior.

 

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