El PP de alto impacto es polipropileno endurecido mediante una fase de caucho: partículas de caucho etileno-propileno dispersas en una matriz de polipropileno, ya sea formadas en el reactor de polimerización o mezcladas posteriormente. Las partículas de caucho lo hacen mucho más tenaz que el homopolímero, también en frío, a costa de cierta rigidez.
Las fichas técnicas lo denominan copolímero de impacto, copolímero heterofásico (HECO) o, bajo un nombre más antiguo que algunos todavía imprimen, copolímero en bloque. La abreviatura ISO 1043-1 es PP-HI, preferida sobre la común HIPP. La abreviatura similar HIPS pertenece a un polímero diferente, el poliestireno de alto impacto.
Cómo se fabrica el PP de alto impacto
El PP de alto impacto se fabrica de una de dos maneras: el caucho se polimeriza junto con el polipropileno en el reactor, o se compone en resina de polipropileno en una extrusora.
No existe una fórmula única, porque el PP de alto impacto es una mezcla de fases. Un fraccionamiento publicado de un grado de impacto comercial encontró que era aproximadamente tres cuartos polipropileno isotáctico, con el resto caucho etileno-propileno y copolímeros etileno-propileno semicristalinos.
Copolímero de impacto fabricado en el reactor
Un copolímero de impacto de reactor se fabrica en dos etapas, en reactores en serie, sobre un catalizador Ziegler-Natta. La primera etapa produce la matriz de polipropileno, generalmente homopolímero; el polvo pasa luego a una segunda etapa, típicamente un reactor en fase gaseosa, donde el etileno y el propileno se copolimerizan en caucho dentro del mismo polvo.
A resina base de copolímero aleatorio también contiene etileno, pero integrado en las cadenas de polipropileno en una sola fase.
Un grado de reactor de uso general como K8003 se destina a artículos domésticos, contenedores industriales y carcasas de baterías, y los grados de alto flujo como K9928H a compuestos para automoción y carcasas de electrodomésticos; los grados de bajo flujo también se extruyen en tuberías.
PP de alto impacto fabricado por compounding
El PP de alto impacto compuesto se fabrica mediante mezcla en fundido de polipropileno con un elastómero en una extrusora de doble husillo. Los elastómeros tradicionales son el caucho etileno-propileno y el EPDM. Los elastómeros de poliolefina (POE) como los copolímeros etileno-octeno los han reemplazado cada vez más.
El compounder establece el nivel de caucho por cuánto elastómero se añade, y puede añadir carga mineral y color en la misma pasada. Los grados de impacto con carga de talco y carbonato de calcio se fabrican así. El PP de impacto compuesto se usa ampliamente para parachoques de automóviles y molduras interiores.
Una ficha técnica no siempre dice qué ruta siguió un grado: la ISO 19069-1 coloca ambas rutas en una misma clase de impacto, por lo que una designación PP-B bajo ella, o una descripción que solo dice “alto impacto”, lo deja abierto. Una descripción como “copolímero de impacto de reactor”, o un nombre que une polímeros con un signo más como PP+EPDM, sí lo dice.
Propiedades del PP de alto impacto
Frente a un homopolímero de índice de fluidez similar, el PP de alto impacto tiene varias veces la resistencia al impacto con entalla a 23 °C y mantiene una resistencia al impacto útil a −20 °C, una temperatura a la que las fichas técnicas de homopolímero típicamente no reportan ninguna. La contrapartida es menor rigidez y resistencia a la fluencia; la punto de fusión es la misma.
La tabla compara el homopolímero y el copolímero de impacto de un productor, TotalEnergies PPH 3060 y PPC 3660, con índices de fluidez de 1,8 y 1,3 g/10 min.
| Propiedad | Método de prueba | PPH 3060 (homopolímero) | PPC 3660 (copolímero de impacto) |
|---|---|---|---|
| Impacto Izod con entalla, 23 °C (kJ/m²) | ISO 180 | 6 | >50 |
| Impacto Izod con entalla, −20 °C (kJ/m²) | ISO 180 | Terluran GP-35 (INEOS Styrolution) | 7 |
| Módulo de flexión (MPa) | ISO 178 | 1300 | 1200 |
| Resistencia a la tracción en el límite elástico (MPa) | ISO 527-2 | 35 | 24 |
| Punto de fusión (°C) | ISO 3146 | 165 | 165 |
| Temperatura de deflexión térmica, 0,45 MPa (°C) | ISO 75 | 100 | 90 |
La temperatura de deflexión térmica no tiene una dirección fija: es menor que la del homopolímero en el par de la tabla y mayor en otro par emparejado del mismo productor.
El copolímero de impacto estándar también es mucho más turbio que el homopolímero.
Los grados de impacto de TotalEnergies van de 0,3 a 130 g/10 min, y su Izod con entalla (ISO 180, 23 °C) cae desde más de 80 kJ/m² en el extremo de bajo flujo hasta 4,5 en el extremo de alto flujo.
Una cifra de impacto solo es comparable con otra medida por el mismo método a la misma temperatura. La ISO 180 reporta el Izod con entalla en kJ/m² y la ASTM D256 en J/m o ft-lb/in, y el propio texto de la ASTM dice que la D256 se parece a la ISO 180 solo en el título, por lo que convertir unidades no hace que las dos sean comparables. Charpy (ISO 179) es un tercer ensayo con sus propios valores.
Una entrada como “NB” significa que las probetas no se rompieron, y no puede clasificarse frente a un valor de probetas que sí se rompieron. Verifique el método, su tipo de probeta y la temperatura antes de comparar la cifra de un proveedor con la de otro, o una certificado de análisis frente a la hoja de datos.