Plásticos: PETG

Apr 19, 2024

Sería difícil caminar por casi cualquier pasillo de una tienda de alimentos moderna sin encontrar algo hecho de plástico. Desde frascos de mantequilla de maní hasta botellas de refresco, junto con las bandejas que sostienen las galletas firmemente en su lugar para evitar que se rompan o permiten que la comida pase directamente del congelador al microondas, los alimentos a menudo están en contacto muy cercano con un plástico diseñado específicamente para el trabajo: tereftalato de polietileno o PET.

Para los fabricantes de objetos no alimentarios, el PET y, lo que es más importante, su derivado, el PETG, también tienen excelentes propiedades que los convierten en la opción superior como filamento de impresión 3D para algunas aplicaciones. He aquí un vistazo a la química de las resinas de poliéster y a cómo un ligero cambio puede convertir una fibra sintética en un filamento de impresión 3D bastante útil.

Como muchos plásticos con aplicaciones prácticas, el PETG es un copolímero. El homopolímero sobre el que está construido es PET o tereftalato de polietileno. El PET, de la familia de polímeros del poliéster, fue patentado por primera vez en 1941 por un par de químicos británicos, John Whinfield y James Dickson. Como muchos otros, buscaban fibras sintéticas como el nailon, que había causado un gran revuelo cuando DuPont las introdujo unos años antes.

Whinfield y Dickson descubrieron que se produce una reacción de condensación entre el ácido orgánico tereftálico, un compuesto originalmente aislado de la trementina, y el diol etilenglicol, que es el componente principal del anticongelante para automóviles. Descubrieron que los monómeros se unían formando largas cadenas, produciendo una sustancia que podía convertirse en fibras finas y convertirse en hilo. Las leyes de secreto en tiempos de guerra mantuvieron en secreto su invento, denominado Terylene, hasta 1946.

Hoy en día, el PET se produce mediante otros procesos. El método DMT utiliza ácido dimetil tereftálico, que es simplemente ácido tereftálico con dos grupos metilo unidos. Cuando el etilenglicol reacciona con DMT a altas temperaturas y en condiciones básicas, se produce una reacción de transesterificación, uniendo las largas cadenas de DMT con un pequeño fragmento de etilenglicol. Esta reacción genera metanol, que debe eliminarse para que continúe la reacción de polimerización.

Por muy versátil que sea el PET, no está exento de debilidades. Si bien es muy adecuado para la fabricación de fibras sintéticas, no funciona bien en aplicaciones en las que destacan otros termoplásticos, como la extrusión o el moldeo por inyección. Ahí es donde entra en juego el PETG. La “G” significa “glicol modificado”, que es una nomenclatura algo confusa. Muchas fuentes parecen pensar que esto significa que se agrega glicol a la reacción de polimerización, pero como hemos visto, el etilenglicol ya es parte de la reacción de polimerización. La modificación con glicol se refiere al hecho de que parte del etilenglicol en la cadena en crecimiento se reemplaza con otro monómero, lo que da como resultado un copolímero con propiedades diferentes a las del homopolímero.

En el caso del PETG, el comonómero es otro diol, el ciclohexano dimetanol (CHDM). Esta molécula es mucho más grande que el etilenglicol compacto, pero sufre transesterificación de la misma manera que la molécula más pequeña. El efecto de agregar CHDM es que la distancia entre los residuos de ácido tereftálico aumenta, lo que dificulta que las cadenas de polímeros vecinas se aniden entre sí. Esto da como resultado un plástico transparente con una temperatura de fusión más baja que el PET que puede moldearse y extruirse.

Estas propiedades hacen que el PETG y otros copolímeros de PET sean extremadamente útiles para productos comerciales. Para el jugador doméstico, PETG es una opción común para el filamento de impresión 3D y básicamente combina las mejores propiedades del ABS y el PLA en un filamento con el que es fácil trabajar. Tiene mayor resistencia y mejor flexibilidad que el PLA, y su baja contracción, excelente adhesión de las capas y tenaz adhesión a la base hacen que sea menos probable que se deforme o se deslamine durante la impresión. Una característica interesante en comparación con el PLA y el ABS es que el PETG realmente no huele mucho mientras se imprime. Entonces, si está cansado de los vapores que hacen que su tienda huela como un laboratorio de química orgánica, puede que valga la pena probar el PETG.

El PETG también gana al PLA en lo que respecta a factores medioambientales. El PETG es resistente a muchos disolventes y resiste mucho mejor que el PLA al viento, la lluvia y la exposición a los rayos UV, lo que lo convierte en una excelente opción para aplicaciones en exteriores. El PETG no pigmentado también es translúcido cuando se imprime, lo que puede aportar una estética a las impresiones que otros filamentos no pueden ofrecer. Y el PETG se considera un plástico apto para alimentos, pero conviene tener en cuenta otros factores antes de utilizarlo en contacto con alimentos.

El PETG no es perfecto, por supuesto. Es más flexible que el ABS o el PLA, lo que puede suponer un problema para algunas aplicaciones. También tiene tendencia a romperse repentinamente cuando se le presiona más allá de sus límites, en lugar de ceder gradualmente. Y como se podría esperar de un polímero que desciende de los textiles, el PETG está sujeto a encordamiento durante la impresión. Esto se soluciona fácilmente con un disparo de una pistola de calor, pero aún así es algo a tener en cuenta si buscas forma sobre función.

Si no ha probado PETG en una impresora 3D, debería hacerlo.