Procesamiento y coloración del poliestireno

El poliestireno es conocido por su facilidad de procesamiento y su alta transparencia, rigidez, brillo y permeabilidad a la humedad. Se emplea en la fabricación de una variedad de productos, desde artículos desechables, escolares hasta elementos decorativos.

Dentro de la familia del poliestireno, destacan el poliestireno cristal (PS) y el poliestireno de uso general (GPPS). El PS tiene alta transparencia, a pesar de que no es químicamente cristalino. Por otro lado, el GPPS puede presentar cierto grado de transparencia, aunque no alcanza el mismo nivel óptico que el PS cristal. Al mezclarlo con elastómeros, como el poliuretano, se obtiene el poliestireno de alto impacto (HIPS), que pierde transparencia, pero gana resistencia hasta 10 veces más.

El poliestireno se transforma principalmente por procesos de inyección y extrusión, con temperaturas de proceso que suelen oscilar entre 190 y 280 °C, dependiendo de las propiedades específicas requeridas para la aplicación final del producto.

Características:

• Su alta fluidez facilita el moldeo de formas complejas y detalles finos, mientras que su baja contracción contribuye a una mayor precisión dimensional en las piezas moldeadas.
• Es resistente a la mayoría de los productos químicos, aunque susceptible a algunos solventes orgánicos.
• Es 100% reciclable, sin embargo, los desafíos en términos de rentabilidad y sostenibilidad ambiental son significativos.
• Baja tendencia a la absorción de humedad.
• Su sensibilidad a altas temperaturas puede causar deformaciones, mientras que su sensibilidad a la degradación por exposición a la luz ultravioleta y ciertos productos químicos limita su utilidad en entornos adversos.

El poliestireno se utiliza ampliamente para moldes transparentes y coloreados, utilizando masterbatch durante su transformación. En la formulación del concentrado se utilizan principalmente colorantes y pigmentos orgánicos, con menor uso de pigmentos inorgánicos.

Los criterios para seleccionar el masterbatch incluyen:

• Resistencia al calor: Se recomienda que los colorantes soporten temperaturas entre 190 y 210°C, aunque en la práctica pueden alcanzarse hasta 250-280°C.
• Solidez a la luz: Aunque no suele ser elevada en aplicaciones de poliestireno transparente, se prefiere la solidez de los colorantes.
• Resistencia a la migración: Los colorantes no deben migrar en las dosis recomendadas.
• Los pigmentos orgánicos e inorgánicos se utilizan para obtener matices opacos, siendo una solución económica.
• Para resinas transparentes como el poliestireno cristal, se integran colorantes fluorescentes en la formulación para aumentar el brillo, permitiendo que la luz pase a través del material.
• El HIPS tiene un color natural blanco o semi-opaco, por lo que se puede colorear en una amplia gama de colores. Usualmente se ve como una hoja blanca o una hoja termoformada blanca.

Procesamiento:

• La lámina de poliestireno es fácil de termoformar, ya que su reblandecimiento es lento y controlado, asegurando un espesor uniforme en la pieza moldeada y tiempos de ciclo más cortos.
• No requiere secado previo ya que no absorbe humedad, pero es sensible a la oxidación térmica, por lo que se necesita un control estricto de las temperaturas y el tiempo de residencia en estado fundido.
• Para ayudar a la dispersión del masterbatch en la resina, las temperaturas del cilindro en la zona de la tolva se pueden establecer más bajas que las del proceso para permitir que tenga lugar la mezcla dentro de la sección de alimentación del husillo.
• El poliestireno puede mostrar una tendencia al amarilleo con el tiempo, se pueden agregar antioxidantes para proteger contra la degradación.
• El reciclaje del poliestireno triturado es posible, pero es importante verificar la calidad del material reciclado para garantizar su idoneidad para aplicaciones de alta calidad.

• Expertos de colorbatch.
• Gili Bas E. 1990, Coloración de materias plásticas, España, Centro español de plásticos. pág. 141,194.
• ¿Qué es el poliestireno (PS)? tipos y aplicaciones desglosadas, recuperado de https://www.pt-mexico.com/articulos/detrs-del-poliestireno-ps
• ABC del poliestireno: qué es, usos y aplicaciones, recuperado de https://www.plastico.com/es/noticias/abc-del-poliestireno-que-es-usos-y-aplicaciones