Copolimerização de PET com PP Funcionalizado

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA 
E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
 
 
 
COPOLIMERIZACIÓN DEL PET CON PP FUNCIONALIZADO USANDO 
MATERIALES RECICLADOS 
 
 
TESIS 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: 
INGENIERO QUÍMICO INDUSTRIAL 
 
PRESENTA 
IZQUIERDO ROMERO ALBERTO 
 
 
ASESOR: ING. BERENICE TIERRABLANCA GUDIÑO 
 
 
 
MÉXICO D.F. DICIEMBRE 2013.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA EINDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
DEPARTAMENTO DE EVALUACiÓN Y SEGUIMIENTO ACADÉMICO 
T-113-13 
México, D. F., 24 de septiembre del 2013. 
Al C. Pasante: Boleta: Carrera: Generación: 
ALBERTO IZQUIERDO ROMERO 2009320318 /Q/ 2008-2012 
Mediante el presente se hace de su conocimiento que este Departamento acepta que la 
C. Ing. Berenice Tierrablanca Gudiño sea orientadora en el tema que propone usted desarrollar como ' 
prueba escrita en la opción Tesis Individual, con el título y contenido siguiente: 
" 
"Copolimerización del PET f?on PP funcionalizado usando materiales reciclados", 
Resumen. 
Introducción. 
1.- Generalidades. 
11.- Desarrollo experimental. 
111.- Análisis y discusión de resultados. 
IV.- Proyección industrial y tratamiento de residuos. 
Conclusiones. 
Bibliografía. 
Anexos. 
Se concede un plazo máximo de un año, a partir de esta fecha, para presentarlo a revisión por 
el Jurado asignado. 
~~ 
M. en C. Alvaro de Jesús Cruz 
Presidente de la Academia de 
Quimia Orgánica y Polímeros. 
Lic, Guillermo A e 
Jefe del Oepartamen e Evaluación y 
Seguimiento Académico 
c. c. p.- Contro l Escolar . 
GATA/am s 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA EINDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
DEPARTAMENTO DE EVALUACIÓN Y SEGUIMIENTO ACADÉMICO 
SECRETARíA 
DE 
EDUCACiÓN PUBLICA 
." T-113-13 
México, D. F., 22 de noviembre del 2013. 
Al C. Pasante: Boleta: Carrera: Generación: 
ALBERTO IZQUIERDO ROMERO 2009320318 IQI 2008-2012 
PRESENTE 
., 
Los suscritos tenemos el agrado de informar a usted, que habiendo procedido a revisar el borrador 
de la modalidad de titulación correspondiente, denominado: 
"Copolimerización del PET con PP funcionalizado usando materiales reciclados", 
encontramos que el citado Trabajo de Tesis Individual, reúne los requisitos para autorizar el Examen 
Profesional y PROCEDER A SU IMPRESIÓN según el caso, debiendo tomar en consideración las 
indicaciones y correcciones que al respecto se le hicieron. 
Atentamente 
~ 
mg. Juan Manuel Moreyra Mercado 
Presidente 
Secretario 
c.c.p.- Expediente 
GATAlrcr 
Me tomé una pastilla. Me tomé una pastilla, 
me juraron que haría 
olvidarme de que no estás aquí, 
y entre frascos vacíos 
que hoy alfombran mi barco 
no despierto ni puedo dormir, 
estoy bien... (X2) 
 
Y preguntas pirata, 
dime cómo estás, 
cómo te trata la mar, 
aquí alguien te extraña 
y cuenta las horas, 
pero nada cuenta si tú no estás. 
 
Me tomé una pastilla 
me juraron que haría (X2) 
 
Mira estas luces y esta gente 
es tan frio este lugar, 
cambié el aire de mis pulmones 
por tu perfume, sólo así podría estar bien. 
Y preguntas pirata, 
dime cómo estás, 
cómo te trata la mar, 
aquí alguien te extraña 
y cuenta las horas, 
pero nada cuenta si tú no estás. 
(X2) 
 
Y si algún día de estos regreso 
sigues aquí por casualidad, 
pelearía contra el tiempo, 
tatuaría estos momentos 
y tal vez me olvide del mar... 
del mar. 
 
Y preguntas pirata, 
dime cómo estás, 
cómo te trata la mar, 
aquí alguien te extraña 
y cuenta las horas, 
pero nada cuenta si tú no estás. División minúscula
 
 
 
"Los libros están para recordarnos lo tontos y estúpidos que somos." 
“Hay peores crímenes que quemar libros, uno de ellos es no leerlos.” 
 
“Tienes que saber cómo aceptar el rechazo y rechazar la aceptación.” 
“Mi trabajo es ayudarte a estar enamorado.” 
 
"No hace falta quemar libros si el mundo empieza a llenarse de gente que no lee, que no aprende, que no sabe." 
RAY BRADBURY 
 
“Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad y la energía atómica: la voluntad.” 
 
“Todos somos muy ignorantes. Lo que ocurre es que no todos ignoramos las mismas cosas.” 
 
“Tengo una pregunta que a veces me tortura: ¿Estoy loco yo o los locos son los demás?” 
 
“¡Triste época la nuestra! Es más fácil desintegrar un átomo que un prejuicio.” 
 
“La vida es muy peligrosa. No por las personas que hacen el mal, sino por las que se sientan a ver lo que 
pasa.” ALBERT EINSTEIN 
 
 
“La madurez del hombre es haber vuelto a encontrar la seriedad con la que jugaba cuando era niño.” 
 
“La potencia intelectual de un hombre se mide por la dosis de humor que es capaz de utilizar.” 
 
“El individuo ha luchado siempre para no ser absorbido por la tribu. Si lo intentas, a menudo estarás solo, y a 
veces asustado. Pero ningún precio es demasiado alto por el privilegio de ser uno mismo.” 
FRIEDRICH NIETZSCHE 
 
V. A. C. - M. E. 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
 
 
 
A MIS PADRES 
 
Porque desde siempre han sido para mí un modelo a seguir que siempre he admirado, el motor que me impulsa a 
hacer las cosas cada vez mejor. Por todos sus esfuerzos y sacrificios, y por enseñarme a luchar por lo que se quiere, 
y por supuesto, su apoyo incondicional. 
 
 
A MIS HERMANOS 
 
Por todo el apoyo más que moral que durante mis estudios me brindaron, apoyo que recordaré siempre como 
ejemplo de lucha y superación. 
 
 
Esta carrera escolar, la cual se ve reflejada en este trabajo, sin duda carecería de sentido sin mi familia, eso es 
claro, pero no he de olvidar a otros partícipes de mi historia, aquellos con los que conviví durante mi estancia no 
sólo en la ESIQIE, si no a lo largo de la vida, comúnmente llamados AMIGOS; personalmente ese término no 
refleja lo que ellos realmente significan para mí. 
 
No me atrevería a citarlos por el temor de no nombrar a alguno, pero estoy seguro de que ellos sabrán a quienes me 
refiero. 
 
 
A LA ESIQIE COMO AL IPN 
 
Para ser precisos a la sociedad politécnica y de la ESIQIE, que me permitió el crecimiento personal y profesional. 
Han pasado 4.5 años de mi historia en aulas, laboratorios, cuadernos y amigos, mismos que espero no olvidar. 
 
 
A LA INGENIERO BERENICE TIERRABLANCA GUDIÑO 
 
Podría escribir más cinco cuartillas de agradecimiento y aun así quedarme corto, es por ello que prefiero hacerlo de 
forma personal, así no tendré que preocuparme por cometer faltas ortográficas; sólo podría decir abiertamente que 
a usted le debo mucho más que la asesoría en esta tesis. 
 
 
A todos ustedes porque me han enseñado a soñar, a volar y a poner los pies sobre la tierra cuando es necesario, por 
aquellas palabras siempre de aliento, porque me enseñaron que en la vida jamás se llega solo al éxito. 
 
Con gran admiración, respeto y cariño, GRACIAS. 
 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIAS. 
 
 
A MIS PADRES. 
 
Como una pequeña forma de 
agradecer todo lo que han hecho 
por mí, lo bueno y lo que parece 
malo. Siendo ustedes el pilar 
fundamental de mi persona. 
 
 
A MIS HERMANOS. 
 
Porque sé que sin ustedes nada de 
esto podría haber sido posible. 
 
 
A MIS GRANDES AMIGOS. 
 
Por ser lo que son y brindarme su 
amistad de forma incondicional. 
 
 
A LA I. Q. I. BERENICE TIERRABLANCA. 
 
Como parte, pequeña parte de 
agradecimiento, le dedico con 
tanto cariño y admiración este 
trabajo, su trabajo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECONOCIMIENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
Al 
 
 CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS NÚMERO 8, 
“NARCISO BASSOLS”, DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. 
 
Asimismo al 
ING. DANIEL CABRIADA HERNÁNDEZ. 
COORDINADOR DE LA CARRERA DE TÉCNICO EN PLÁSTICOS 
DEL CECyT No. 8 “NARCISO BASSOLS” DEL IPN. 
 
 Al DEPARTAMENTO de INGENIERÍA EN METALURGIA y MATERIALES de la 
ESCUELA SUPERIOR de INGENIERÍA QUÍMICA e INDUSTRIAS EXTRACTIVAS 
 
Extendiendo también el reconocimiento al 
DR. HÉCTORDORANTES ROSALES 
 
 
 
Por su valiosa colaboración en la autorización y cooperación para 
realizar pruebas complementarias, dentro de sus instalaciones para el 
desarrollo de la presente tesis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Canción del Mutilado. Luna, ¿tú cómo ves? 
no tengo pies, 
pues me los cortó un juez. 
Luna, de mis hermanos 
no tengo manos, 
me las carcomieron los gusanos. 
 
Luna, no tengo lengua 
ni tengo boca, 
me la taparon con estopa. 
Luna, no tengo tripas 
ni tengo vientre, 
me lo clausuraron para siempre. 
 
Me dicen mil nombres 
para detenerme, 
porque no pienso igual 
que toda la gente que ve TELEVISA, 
y yo ni de broma veo telenovelas, 
“Gavilán o paloma” 
 
 
 
 
 
Y me dicen cholo, pacheco, pasado, hippie, punketo, 
mechudo, rapado, muestrario de aretes, 
pachuco arrumbado, rebelde macizo, orador traumado, 
músico piojoso, poeta frustrado, 
pintor de 2da y 3ra mano, skato, Sandino, 
rockero tumbado, marquista, Guevaro, 
rojillo tatuado, loco, orate, avionado y demente, 
y todo por pensar diferente. 
 
Pero tengo calzones, 
pero tengo pasión, 
tengo fe y pantalones 
y una que otra canción, 
yo quiero un cambio 
y una revolución. 
 
Y aunque no tenga pies 
ni manos ni boca, 
tengo esta guitarra que toca y 
que toca la misma canción, 
 
que dice ¡¡Viva, viva la REVOLUCIÓN!! (X4) 
 
Armando Palomas
“El pueblo no debería temer a sus gobernantes, son los gobernantes los que deberían de temer al pueblo.” 
 
“Una cosa es cierta de todos los gobiernos: Los registros más confiables son los de los impuestos.” 
 
“Bajo esta mascara hay algo más que carne y hueso. Bajo esta mascara hay unos ideales. Y los ideales son 
a prueba de balas.” 
 
“Nos dicen que recordemos los ideales, no al hombre, porque un hombre se puede acabar. Pueden 
detenerlo, pueden matarlo, pueden olvidarlo, pero 400 años más tarde los ideales pueden seguir cambiando 
el mundo.” 
 
“Anarquía significa sin líderes, no sin orden.” V for Vendetta 
 
"En tiempos de engaño universal, decir la verdad se convierte en un acto revolucionario" 
 
"En nuestra época no existe tal cosa como 'mantenerse fuera de la política'. Todas las cuestiones son 
cuestiones políticas, y la política misma es una masa de mentiras, evasivas, tonterías, odio y esquizofrenia” 
 
“Nada cambiaría mientras el poder siguiera en manos de una minoría privilegiada” 
 
“Para hacer cumplir las mentiras del presente, es necesario borrar las verdades del pasado.” 
Eric Arthur Blair, George Orwell. 
 
“Es un muchacho sin importancia colectiva, exactamente un individuo” 
 
VAC-ME, KGMG, PMAC, MGCR, SCC, NRG, ERG, JHB, LPAGO, JKVS, JRVG, BTG… 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
i 
ÍNDICE GENERAL PAG. 
ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………….. v 
ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………… vi 
ABREVIATURAS……………………………………………………………………… ix 
RESUMEN……………………………………………………………………………... x 
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 1 
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES…………………………………………………… 3 
1.1. POLÍMEROS………………………………………………………………….. 3 
1.1.1. Definición de polímero………………………………………………… 3 
1.2. POLIETILÉNTEREFTALATO (PET)………………………………………... 4 
1.2.1. Obtención………………………………………………………………. 5 
1.2.2. Monómeros……………………………………………………............. 5 
1.2.3. Síntesis…………………………………………………………………. 6 
1.2.3.1. Síntesis a nivel Industrial……………………………………… 7 
1.2.4. Transformación………………………………………………………… 9 
1.2.5. Propiedades del PET………………………………………………….. 9 
1.2.5.1. Propiedades Físicas y Químicas del PET virgen…………... 9 
1.2.5.2. Características del PET usado para envasado…………….. 10 
1.2.6. Aspectos positivos del PET…………………………………………... 11 
1.2.7. El PET en México……………………………………………………… 11 
1.2.7.1. Impacto ambiental del PET en México………………………. 13 
1.3. FUENTES DE RESIDUOS DE PLÁSTICOS………………………………. 14 
1.4. RECICLAJE DE PLÁSTICOS……………………………………………….. 16 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
ii 
1.4.1. Reciclado mecánico………………………………………………….... 17 
1.4.2. Reciclado químico……………………………………………………... 18 
1.4.3. Reciclaje de PET en México………………………………………….. 18 
1.5. MEZCLA POLIMÉRICA DEL PET CON POLI-PROPILENO (PP)……… 20 
1.5.1. Polipropileno……………………………………………………………. 20 
1.5.2. Tipología. ………………………………………………………………. 20 
1.5.3. Propiedades……………………………………………………………. 21 
1.5.3.1. Propiedades Físicas…………………………………………… 21 
1.5.3.2. Propiedades Mecánicas……………….................................. 22 
1.5.3.3. Propiedades Térmicas………………………………………… 22 
1.5.3.4. Propiedades eléctricas………………………………………… 23 
1.5.3.5. Propiedades químicas………………………………………… 23 
1.5.4. El PP como injerto funcionalizado…………………………………… 23 
1.5.4.1. Funcionalización del PP………………………………………. 23 
CAPÍTULO 2 DESARROLLO EXPERIMENTAL………………………………….. 25 
2.1. FUNCIONALIZACIÓN DEL PP CON ANHÍDRIDO MALEICO…………... 25 
2.1.1. Procedimiento de tratamiento de la muestra Pre-experimental….. 28 
2.1.2. Procedimiento del Desarrollo Experimental para la Reacción……. 30 
2.1.3. Procedimiento para el análisis en el FT-IR…………………………. 33 
2.2. MEZCLA POLIMÉRICA PET-PPam………………………………………... 34 
2.2.1. Procedimiento para la mezcla polimérica…………………………… 38 
2.3. MORFOLOGÍA DE LAS MUESTRAS SELECCIONADAS………………. 40 
2.3.1. Microscopia Electrónica de Barrido………………………………….. 40 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
iii 
2.3.2. Microscopio Electrónico de barrido………………………………….. 41 
2.3.2.1. Construcción de un Microscopio Electrónico de Barrido….. 43 
2.3.2.2. Técnica de preparación de la muestra………………………. 44 
2.3.2.3. Montaje………………………………………………………….. 45 
2.3.2.4. Cubrimiento con metal………………………………………… 47 
2.3.2.5. Observación……………………………………………………. 47 
CAPÍTULO 3 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS……………………. 50 
3.1. CUANTIFICACIÓN DEL ÍNDICE DE INSERCIÓN DE AM EN EL PP….. 50 
3.1.1. Interpretación Teórica de Espectros del FT-IR…………………….. 50 
3.1.2. Interpretación de los Espectros del FT-IR experimentales……….. 52 
3.1.2.1. PP sin funcionalizar……………………………………………. 52 
3.1.2.2. PP Funcionalizado…………………………………………….. 54 
3.1.3. Índice de Inserción del Carbonilo……………………………………. 56 
3.1.3.1. Deducción Gráfica……………………………………………... 56 
3.1.3.2. Análisis Matemático del grado de Inserción………………… 61 
3.2. ANÁLISIS MORFOLÓGICO DE LAS PRUEBAS FUNCIONALIZADAS.. 62 
3.2.1. Análisis de las Micrografías…………………………………………... 63 
3.2.2. Micrografías PP-PET………………………………………………….. 63 
CAPÍTULO 4 PROYECCIÓN INDUSTRIAL Y TRATAMIENTO DE RESIDUOS 66 
4.1. PLANTA DE RECICLAJE DE PET…………………………………………. 66 
4.1.1. Tratamiento Pre-reciclado…………………………………………….. 67 
4.1.2. Planta de reciclaje……………………………………………………... 70 
4.1.3. Planta de reciclaje incluyendo la Funcionalización de PP………… 73 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
iv 
4.1.3.1. Equipos implementados………………………………………. 74 
4.2. CUANTIFICACIÓN DE ENERGÍA AL PRODUCIR PLÁSTICOS……….. 76 
4.3. TRATAMIENTO DE RESIDUOS……………………………………………. 77 
4.3.1. Valoración energética…………………………………………………. 78 
CONCLUSIONES……………………………………………………………………... 81 
REFERENCIAS……………………………………………………………………….. 82 
ANEXOS……………………………………………………………………………….. 87 
GLOSARIO…………………………………………………………………………….. 109 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
v 
ÍNDICE DE TABLAS PAG. 
Tabla 1.1. Características de PET para envasado………………………………... 10 
Tabla 1.2. Propiedades Mecánicas del Polipropileno……………………………... 22 
Tabla 1.3. Propiedades Térmicas del Polipropileno……………………………….. 22 
Tabla 2.1. Diseño experimental para optimizar las variables de reacción……… 30 
Tabla 2.2 Comparativa del grado de inserción del carbonilo (%IC)……………... 35 
Tabla 2.3. Muestra con mayor grado de Inserción………………………………… 35 
Tabla 2.4. Distribución del porcentaje en la mezcla polimérica………………….. 36 
Tabla 2.5. Composición de las muestra No. 01 y 05……………………………… 40 
Tabla 3.1 Correlación para las bandas de Absorción PPam…………………...... 51 
Tabla 3.2 Interpretación de las vibraciones espectrales………………………….. 52 
Tabla 3.3 Picos Representativospara el PP funcionalizado…………………....... 54 
Tabla 3.4 Distribución de las muestras en los espectrogramas………………….. 56 
Tabla 3.5 Espectros con mayor grado de Inserción del Carbonilo (% IC)………. 60 
Tabla 3.6 Comparativa del grado de inserción del carbonilo (% IC)……............. 61 
Tabla 3.7. Composición de las muestras seleccionadas 01 y 05………………... 63 
Tabla 4.1. Consumo de energía en la elaboración de plásticos…………………. 76 
Tabla 4.2. Consumo de energía anual al fabricar plásticos en México…………. 77 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
vi 
ÍNDICE DE FIGURAS PAG. 
Figura 1.1. Estructura del Polietileno, mostrando la unidad repetitiva…………... 3 
Figura 1.2. Descripción gráfica de la diferencia existente entre polímero y 
oligómero…………………………………………………………………. 4 
Figura 1.3. Diagrama de flujo para la producción de envases de PET………….. 5 
Figura 1.4. Obtención del Ácido Tereftálico………………………………………… 5 
Figura 1.5. Obtención del Etilenglicol……………………………………………….. 6 
Figura 1.6. Unidad repetitiva del PET……………………………………………….. 6 
Figura 1.7. Síntesis del PET………………………………………………………..... 7 
Figura 1.8. Síntesis a nivel industrial del PET……………………………………… 8 
Figura 1.9. Producción de envases de PET por Inyección-Soplo……………….. 9 
Figura 1.10. Crecimiento en la demanda de PET y promedio por mexicano…… 12 
Figura 1.11. El PET y sus productos en México…………………………………… 13 
Figura 1.12. El PET dispuesto en los causes como tiraderos clandestinos…….. 14 
Figura 1.13. Principales fuentes de Residuos Plásticos………………………….. 15 
Figura 1.14. Triangulo de Reciclaje de los plásticos………………………………. 16 
Figura 1.15. Ciclo del plástico………………………………………………………... 17 
Figura 1.16. Reciclaje Mecánico y Reciclaje Químico…………………………… 18 
Figura 1.17. Comparación entre reciclaje de PET y aluminio en México……….. 19 
Figura 1.18 Materia prima para la experimentación (PP y PET)…………………. 24 
Figura 2.1. Material de Laboratorio a utilizar para funcionalizar al PP………….. 26 
Figura 2.2. Material de Laboratorio a utilizar para funcionalizar al PP 
(Complemento)………………………………………………………...... 27 
Figura 2.3. ESIQIE, lugar de muestreo y recolección de tapas de PP………….. 28 
Figura 2.4. Diagrama descriptivo del procedimiento pre-experimental………….. 29 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
vii 
Figura 2.5. Diagrama descriptivo del procedimiento experimental. 
Funcionalización……………………………………………………….... 32 
Figura 2.6. Diagrama descriptivo del análisis IR…………………………………… 33 
Figura 2.7. Diferencia visual de las muestras funcionalizadas…………………… 34 
Figura 2.8. Material de Laboratorio a utilizar para la copolimerización………….. 37 
Figura 2.9. Material de Laboratorio a utilizar para la copolimerización 
(Complemento)………………………………………………………….. 
37 
Figura 2.10. Diagrama descriptivo del procedimiento experimental. Mezcla 
polimérica………………………………………………………………… 39 
Figura 2.11. Ejemplo de sólido laminar obtenido por un SEM…………………… 42 
Figura 2.12. SEM ubicado en la ESIQIE-IPN………………………………………. 43 
Figura 2.13. Esquema básico de un SEM………………………………………….. 44 
Figura 2.14. Tratamiento dado a las muestras para el SEM……………………... 45 
Figura 2.15. Hormiga después del proceso “Sputter Coating”; Equipo “Sputter 
Coater”……………………………………………………………………. 47 
Figura 2.16. Diferencias gráficas de microscopios………………………………… 49 
Figura 3.1 Comparación de los espectros de PP en el rango de 1850 y 1100 
cm-1………………………………………………………………………. 51 
Figura 3.2 Espectrograma del Polipropileno sin Funcionalizar…………………... 53 
Figura 3.3 Espectrograma del Polipropileno Funcionalizado, Muestra 03……… 55 
Figura 3.4 Espectrograma 1. Muestras 01, 05, 17, 23……………………………. 57 
Figura 3.5 Espectrograma 2. Muestras 02, 09, 14, 21……………………………. 57 
Figura 3.6 Espectrograma 3. Muestras 03, 15, 27………………………………… 58 
Figura 3.7 Espectrograma 4. Muestras 04, 10, 19, 25……………………………. 58 
Figura 3.8 Espectrograma 5. Muestras 06, 12, 18, 24……………………………. 59 
Figura 3.9 Espectrograma 6. Muestras 07, 13, 16, 22……………………………. 59 
Figura 3.10 Espectrograma 7. Muestras 08, 11, 20, 26…………………………... 60 
Figura 3.11 Gráfica del % Inserción del Carbonilo (%IC)…………………………. 62 
 
ÍNDICE 
Izquierdo Romero Alberto 
 
viii 
Figura 3.12 Micrografía SEM de la mezcla PP-PET 60/40……………………….. 63 
Figura 3.13 Micrografía SEM de la mezcla PP-PET 60/40……………………….. 64 
Figura 3.14 Micrografía SEM de la mezcla PPam-PET 20/80…………………… 64 
Figura 3.15 Micrografía SEM de la mezcla PPam-PET 20/80…………………… 65 
Figura 3.16 Micrografía SEM de la mezcla PPam-PET 20/80, 50 μm…………... 65 
Figura 4.1. Vida del PET……………………………………………………………... 67 
Figura 4.2. Diagrama descriptivo del tratamiento pre-reciclado. General……..... 68 
Figura 4.3. Diagrama descriptivo del tratamiento pre-reciclado. PET…………… 69 
Figura 4.4. Planta recicladora de tercera generación……………………………... 71 
Figura 4.5. Maquinaria de la planta de tercera generación………………………. 72 
Figura 4.6. Propuesta de la implementación del proceso a la planta……………. 73 
Figura 4.7. Dispensadores de polvo automáticos Apd……………………………. 74 
Figura 4.8. PCI de diversos materiales……………………………………………... 80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.interempresas.net/Alimentaria/Productos/Dosificadores%20de%20s%C3%B3lidos.html#!Producto-Dispensadores-de-polvo-automaticos-Apd-86973
 
ABREVIATURAS 
Izquierdo Romero Alberto 
 
ix 
 
 
%A Porciento de absorbancia 
%T Porciento de transmitancia 
µm Micrómetro (x10
-6 m) 
AM Anhídrido maleico 
BTU Unidad térmica británica (British Thermic Unit) 
DT Distancia de trabajo 
EDS Espectrómetro de dispersión de energía (Energy Dispersion Spectrometer) 
FTIR Infrarrojo por transformadas de Fourier 
IC Índice de inserción 
KPa Kilo Pascal 
Kv Kilo voltios 
nm Nanómetro (x10
-9) 
PB Peróxido de benzoilo 
PCI Poder calorífico inferior 
PCS Poder calorífico superior 
PEAD Polietileno de alta densidad 
PEBD Polietileno de baja densidad 
PET Polietiléntereftalato 
PETE Polietiléntereftalato 
PP Polipropileno 
PPam Polipropileno funcionalizado con anhídrido maleico 
PPsf Polipropileno sin funcionalizar 
PS Poliestireno 
PVC Policloruro de vinilo 
RX Rayos X 
SEM Microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscopy) 
SS Tamaño del diámetro del haz de electrones (Spot Size) 
TEM Microscopio electrónico de transmisión (Transmission Electron Microscopy) 
Tg Temperatura de transición vítrea 
Tm Temperatura de fusión cristalina 
Tr Tiempo de reacción 
V Policloruro de vinilo 
 
RESUMEN 
 
Izquierdo Romero Alberto 
 
x 
RESUMEN 
En el presente trabajo se busca reducir el problema de la compatibilidad 
existente entre el Polietiléntereftalato (PET) y el Polipropileno (PP) al ser mezclados, 
para ello se pretende encontrar la formulación óptima para funcionalizar al 
polipropileno con anhídrido maleico, considerando tiempo de reacción, 
concentración de Anhídrido Maleico (AM) y asimismo la concentración del iniciador 
contemplado, en este caso Peróxido de Benzoilo (PB). 
 
Para la funcionalización del PP se plantearon 27 muestras únicas, de entre las 
cuales se seleccionó a la muestra que presentó mejores resultados; esto después de 
analizar todas las muestras por espectroscopía infrarroja (FTIR), realizando una 
comparación entre ellas en un mismo espectrograma, las resultantes fueron 
sometidas a un tratamiento matemático para seleccionar a la que presentó el mayor 
porcentaje de inserción del grupo carbonilo, el cual nos indica el grado de 
funcionalización del PP. 
 
Para realizar la mezcla se prepararon diferentes muestras variando el 
porcentaje de composición (PET/PPam) para poder obtener la combinación óptima 
que disminuya el problema de compatibilidad. 
 
La mezcla de las muestras PP funcionalizado con PET se llevó a cabo en un 
viscosímetro, las muestras son ya mezclas de distinta composición porcentual, a 
estas muestras se les sometió al análisis morfológico en el microscopio electrónico 
de barrido y así poder comprobar la mejora dela compatibilidad entre ambos 
materiales plásticos. 
 
Es necesario plantear, de forma por lo menos burda, lo que representaría la 
implementación de una planta recicladora de tercera generación que integre el 
proceso de copolimerización, así como el tratamiento que se le pueden dar a los 
residuos que ya no son reciclables, para el aprovechamiento energético que más nos 
conviene; por ello se realizó un análisis grosso modo de la implementación de dicha 
planta y de las formas de tratar a los residuos plásticos no aplicables al reciclaje. 
 
Al realizar al estudio comparativo de los resultados tanto de la funcionalización 
como de la morfología, podemos plantear las condiciones óptimas para reducir al 
máximo los problemas de compatibilidad entre estos dos polímeros, esto con la 
finalidad de mejorar las propiedades del PET y así ampliar la gama de productos 
elaborados con PET en donde este material sin mezclar no cumple con ciertas 
características. 
 
RESUMEN 
 
Izquierdo Romero Alberto 
 
xi 
ABSTRACT 
In this work, we propose to reduce the problem of compatibility between the 
Polyethylene-terephthalate (PET) and Polypropylene (PP) when they are mixed, for 
that, we pretend to find the optimal formulation for mixing the polypropylene 
functionalized with Maleic Anhydride (AM), considering time reaction, concentration of 
maleic anhydride and initiator concentration provided also, in this case Benzoyl 
Peroxide (PB). 
To functionalization of PP were raised 27 single samples, from which the sample 
was selected that gave better results, that after analyzing every samples by infrared 
spectroscopy (FTIR), making a comparison between them in one same spectrogram, 
the resulting were subjected to mathematical treatment to select the sample with the 
greatest percentage of insertion of the carbonyl group, which indicates the degree of 
functionalization of the PP. 
 To conduct copolymerization were prepared different samples varying the 
percentage composition (PET/PPam) to obtain the optimum combination decrease 
the compatibility issue. 
Mixture of the functionalized PP with PET samples was performed on a 
viscometer; the samples are mixtures with different percentage composition and of 
these samples were subjected to morphological analysis at the Scanning Electronic 
Microscope (SEM) to check improving compatibility between the two plastics. 
It is necessary to propose, so at least crude , representing the implementation of 
a third generation recycling plant that integrates mixture process and the treatment 
can be given to waste and not recyclable, for energy use is best for us , so she 
roughly analyzed the implementation of the plan and ways of treating waste plastics 
recycling not applicable . 
When the comparative study of the results of both functionalization and 
morphology, we can raise the optimal conditions to minimize the problems of 
compatibility between the two polymers, this in order to improve the properties of PET 
and thus expand the range of products made from PET where this material without 
mixed not meet certain characteristics. 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
Izquierdo Romero Alberto 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
A la misma velocidad con que los plásticos se demandan, también se 
desechan. Alrededor de 100 millones de toneladas de plástico se producen cada 
año, de los cuales 40 millones son producidos únicamente por los Estados Unidos 
[18]. En México, la demanda de polietiléntereftalato es de 800 mil toneladas [14]. Del 
total de esta gran cantidad de plásticos, alrededor del 30 % se usa en material de 
empaque, es decir, en material de rápido desecho que tiene una corta vida útil y va a 
parar a los rellenos sanitarios a permanecer allí por más de 100 años. Pero, a pesar 
de ser innegable que son un material de gran utilidad y han generado innumerables 
soluciones a necesidades del hombre, presentan problemas en todo su ciclo de vida 
y no sólo a la hora de su eliminación. 
Así, debido a la creciente demanda de plásticos, en específico del PET, ha 
crecido la demanda de la sociedad para la fabricación de nuevos productos que 
sustituyan los plásticos derivados del petróleo, ya que los plásticos suplen gran 
cantidad de necesidades a la población, pero dejan a su paso impactos ambientales 
que perduran por decenios, lo que ha generado un incremento incalculable de los 
efectos desfavorables al medio ambiente, por lo que es necesario generar opciones 
que reduzcan dichos efectos, uno de ellos es el reciclaje. 
 
El reciclaje puede ser considerado como la opción más viable al reducir 
desechos plásticos, ya que de ser adecuada su aplicación, puede reducir 
exponencialmente los residuos sólidos urbanos generados por los plásticos; esto 
además de mencionar que puede generar ingresos, lo cual lo vuelve mucho más 
atractivo. Tomando en cuenta que la mayoría de los plásticos poseen varias 
propiedades que no les favorece mucho, el cual limita los productos que se pueden 
generar con material reciclado, por lo que se puede generar la principal premisa que 
sustenta al presente trabajo, es posible mejorar las propiedades de un plástico (PET 
en nuestro caso), para así poder ampliar la gama de productos generados con 
plástico reciclado. 
Ahora bien, los polímeros reciclables se degradan en cada proceso de 
reciclado, por lo que no es posible fabricar el mismo producto que en material virgen, 
lo cual limita la gama de productos con material reciclado. Si se plantea la posibilidad 
de mejorar las propiedades de los plásticos al ser reciclados, esto mediante la 
mezcla polimérica, es posible ampliar la gama de productos, y así impulsar de forma 
importante a la industria recicladora, la cual está muy rezagada en México. 
 
INTRODUCCIÓN 
Izquierdo Romero Alberto 
 
2 
 
Es importante aclarar la diferencia existente entre copolimerizacón y mezcla 
polimérica; la copolimerización es la polimerización de dos monómeros de distinto 
plástico, por ejemplo PP-PE, ABS; por otro lado, la mezcla polimérica es llevar a 
cabo la mezcla de los polímeros y no de monómeros. En ambos casos, el principal 
objetivo de hacerlo es la de generar un efecto sinérgico de sus propiedades 
aplicados al producto final. 
Tomando en cuenta que uno de los plásticos más usados y a la vez 
desechados es el PET, es posible mejorar las propiedades de éste mediante la 
mezcla con algún polímero que prometa mejorarlas. Gracias a experimentaciones 
anteriores, el plástico que fue seleccionado es el polipropileno, pero existe un 
pequeño problema entre estos dos polímeros al mezclarse, presentan dificultades en 
la interface debido a la pobre compatibilidad que presentan. 
Lo anterior es la premisa principal del presente trabajo, mejorar la 
compatibilidad que presentan, y para ello es necesarios funcionalizar al polipropileno, 
lo cual demanda un análisis exhaustivo para obtener al reactivo idóneo para la 
funcionalización, mismo análisis que fue realizado previamente y forma parte de 
nuestras referencias [21], y el reactivo que cumple con lo requerido es el Anhídrido 
Maleico (AM), por lo que es necesario funcionalizar al PP con AM. 
De igual manera, debido a lo rezagada que se encuentra la industria recicladora 
en México, resulta interesante la implementación de una planta recicladora de alta 
tecnología, misma que es llamada planta de “tercera generación”, la cual puede 
incluir la funcionalización del PP dentro de su proceso, de ésta manera sacar del 
rezago a la industria en el campo, de esta manera se puede reducir el problema de la 
contaminación producida por plásticos, aumentaría el valor agregado del PET y por 
tanto al proceso de reciclaje. 
Finalmente, la disposición de los residuos que no son reciclables, debido a su 
naturaleza o a lo degradado que resulta al ser sometido a varios procesos de 
reciclaje, es también un problema; tristemente México no cuenta con tratamiento de 
residuosadecuados. Resulta atractivo saber que es posible aprovechar el valor 
energético que los plásticos poseen, esto siempre y cuando el tratamiento sea el 
adecuado, lo cual arrastraría consigo la posibilidad inminente de disminuir costos de 
manera inmediata. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
 
GENERALIDADES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
3 
CH2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
CH2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2
CH2 CH2
n 
 
CAPÍTULO 1 
 
GENERALIDADES 
 
En este capítulo se definen conceptos básicos que permitirán y mejorarán el 
entendimiento del presente trabajo; así como observar la importancia de los 
polímeros en la vida cotidiana y del impacto ambiental que éstos poseen, haciendo 
énfasis en específico del Polietilén Tereftalato (PET); realizando un análisis de la 
importancia del reciclaje para reducir el impacto ambiental en la contaminación de 
suelo que sus desechos producen, principalmente en su presentación grado botella; 
lo cual es de suma importancia. 
 
 
1.1. POLÍMEROS 
 
La ciencia macromolecular involucra un campo fascinante de la investigación, 
enfocada en la creación, entendimiento y adaptación de materiales constituidos por 
moléculas de alto peso molecular. Estas moléculas son llamadas polímeros.[1] 
 
 
1.1.1. Definición de polímero 
 
La palabra polímero se deriva del griego poly y meros, que significan mucho y 
partes respectivamente. Algunos científicos prefieren usar el término macromolécula; 
se designa a una molécula constituida de miles a millones de unidades repetitivas 
más simples llamadas meros o partes.[2] Estas unidades repetitivas están 
conectadas entre sí por enlaces covalentes, como se muestra en la figura 1.1. 
 
 
 
 
 Figura 1.1. Estructura del Polietileno, mostrando la unidad repetitiva. 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
4 
 
Existen especies moleculares de peso molecular intermedio entre el polímero y 
el monómero. Éstos son llamados Oligómeros, a pesar de ser macromoléculas 
carecen de un peso molecular alto, tal que no llegan a igualar a los polímeros. 
No es posible establecer un criterio para considerar de manera general si una 
macromolécula es oligomérica o polimérica pues ésta depende directamente del 
material del que es constituido, del monómero. Por ejemplo, para los poliésteres con 
masa molar de 20,000 g/gmol es considerado polímero; sin embargo, un poliestireno 
con éstos valores de masa molar se considera oligómero ya que la masa molar para 
un poliestireno de uso industrial oscila entre 300,000 y 1, 000,000 g/gmol [3,4], en la 
figura 1.2 se muestra de una forma gráfica de la diferencia entre polímeros y 
oligómeros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.2. Descripción gráfica de la diferencia existente entre polímero y oligómero. [5] 
 
1.2. POLIETILÉNTEREFTALATO (PET) 
 
Siendo el Polietilén tereftalato parte principal del presente trabajo, es necesario 
explorar qué es y qué nos ofrece, además de adentrarnos al aspecto ecológico que 
lo envuelve. 
 
El PET es un polímero sintético, orgánico, homopolímero y termoplástico, la 
estructura y estereoisomería se ven definidas por las condiciones de síntesis y 
transformación. 
 
Polímero Oligómero 
Masa Molar 
Te
m
p
er
at
u
ra
 d
e 
fu
si
ó
n
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
5 
p-Xileno Ácido Tereftálico 
 CH3
CH3
O OH
OHO
O2
-H2O
 
1.2.1. Obtención 
 
La obtención del PET puede describirse de manera simplificada en la figura 1.3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.3. Diagrama de flujo para la producción de envases de PET. [9] 
 
1.2.2. Monómeros 
 
 Ácido Tereftálico: Es un ácido dicarboxílico aromático, materia prima para la 
obtención de PET, no puede ser nombrado como monómero pues éste no es 
la unidad repetitiva, necesita del etilenglicol. El ácido tereftálico es uno de los 
isómeros del Ácido Ftálico, su obtención se lleva a cabo por medio de la 
oxidación del p-Xileno, figura 1.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.4. Obtención del Ácido Tereftálico. 
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
6 
Óxido de Etileno Etilenglicol 
CH3
O
O CH3
O
O
n
 
 Etilenglicol: El etilenglicol es un líquido transparente, incoloro, ligeramente 
espeso como el almíbar y leve sabor dulce. Por estas características 
organolépticas se suele utilizar distintos colorantes para reconocerlo y así 
disminuir las intoxicaciones por accidente. A temperatura ambiente es poco 
volátil, pero puede existir en el aire en forma de vapor. Se fabrica a partir de la 
hidratación del óxido de etileno (epóxido cancerígeno), figura 1.5. 
 
O
+ OH2
OHOH 
 
 
Figura 1.5. Obtención del Etilenglicol. 
 
 
En conjunto con el ácido tereftálico forman la unidad repetitiva del PET, que es el 
resultado de la polimerización, figura 1.6. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.6. Unidad repetitiva del PET. 
 
 
1.2.3. Síntesis 
 
Los poliésteres se sintetizan a través de lo que se denomina polimerización de 
condensación, esta implica una reacción de aglomeración en la cual los dos grupos 
funcionales reaccionan uno con otro para eliminar una molécula neutra pequeña, 
normalmente el agua. En esta polimerización se puede controlar la longitud de la 
cadena dando lugar a polímeros de bajo peso molecular. 
 
El polietiléntereftalato (PET) es un polímero poliéster. Los poliésteres pueden 
sintetizarse de dos formas. El primer método es una reacción directa de un diácido 
con un diol. La otra síntesis del PET implica un intercambio éster de un diéster y un 
diol; ésta sería la primera opción. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Alm%C3%ADbar
http://es.wikipedia.org/wiki/Etileno
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1ncer
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
7 
Ácido Tereftálico Etilenglicol 
PolietilenTereftalato (Polímero) 
OHOH
O
OHOH
O
OHOH
O
OHOH
O
 
 Polimerización: esterificación directa 
 
 En este proceso se aprovecha que el ácido tereftálico reacciona fácilmente 
con etilenglicol a temperatura elevada si existen oligómeros de etilen-tereftalato, 
figura 1.7. 
 
 
 
 + 
 
 
Figura 1.7. Síntesis del PET. 
 
 
1.2.3.1. Síntesis a nivel Industrial 
 
 
El proceso se inicia con una masa de ácido tereftálico de un determinado 
tamaño de partícula tal que sea lo suficiente para fluir. Se adiciona en la mezcladora 
junto con etilenglicol (en proporción molar diácido: glicol 1:1.6) y una pequeña 
cantidad de agua. Esta mezcla se hace pasar por presión al esterificador primario 
que trabaja a 250º C y 276 kPa. 
El agua producida en la esterificación se va retirando hasta que se consiguen 
conversiones del 85%-95% (unas 3 horas). El siguiente paso se verifica en el 
esterificador secundario que opera a 245º C a presión atmosférica hasta que al cabo 
de 2 horas se alcanza una conversión del 98%. En este punto, la composición de la 
mezcla de reacción no contiene ni diácido ni glicol libre. 
Este material junto con trióxido de antimonio como catalizador pasa a un primer 
polimerizador donde la temperatura asciende desde 255º C hasta 275º C y la presión 
baja hasta 1,3-3,3 kPa con ello se consigue un poliéster que ha multiplicado por diez 
su grado de polimerización. 
El último paso consiste en llevarlo a otro reactor de polimerización donde con 
298º C y 0,1 kPa se consigue que el PET obtenido tenga un grado de polimerización 
de 200, unas cien veces superior al de entrada en esta etapa. Adicionalmente en 
este proceso en continuo, se obtienen PET con bajos contenidos en grupos 
carboxilos en extremo de cadena y enlaces diglicólicos frente a los obtenidos por la 
otra ruta. 
CH3
O
O CH3
O
O
n
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
8 
 
Figura 1.8. Síntesis a nivel industrial del PET.[10] 
Una vez que la longitud de la cadena es suficientemente larga, el PET se 
extruye a través de un dado de orificios múltiples para obtener un espagueti que se 
enfría en agua y una vez semisólido es cortado en peletizador obteniendo así el 
granulado. En la figura 1.8 se muestra el diagrama de proceso para la producción de 
PET. 
El granulado producido por la extrusora presenta las siguientes características: 
 Es amorfo 
 Posee un alto contenido en acetaldehído 
 Presenta un bajo peso molecular 
 
Estas características limitan el uso del PET en la fabricación de botellas, por lo 
que se hace necesario pasar el granulado por otros dos procesos: primero una 
cristalización y después una polimerización en fase sólida. 
Si se funde el PET entre 250 y 280º C y se enfría rápidamente, se obtiene el 
sólido amorfo. Este tiene una Tg de 80º C y se empieza a reblandecer por encima de 
Aire+Catalizador 
p-Xileno 
Ácido 
Tereftálico Metanol 
Reactor 
Autoclave Reactor de 
Esterificación 
Torre de 
Purificación 
Reactor de 
Transesterificación 
Cristalizador 
Productor de 
alto Vacío 
Fundidor 
Secador 
Sistema de 
trituración 
Reactor de baja 
Polimerización 
Reactor de alta 
Polimerización 
Sistema giro 
directo 
Fibra para 
alfombras 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
9 
esta temperatura; si se enfría lentamente el material fundido, se forman grandes 
cristales que generan una sustancia dura y opaca con un punto de fusión cristalino, 
Tm, de 265º C. [10] 
 
1.2.4. Transformación 
 
El PET habitualmente se transforma mediante procesos de inyección-soplado 
(figura 1.9) con el objeto de producir "cuerpos huecos" o bien mediante procesos de 
termo-formado si lo que se trata de producir es lámina y por lo tanto envases 
"planos". 
 
Durante los procesos más comunes, las moléculas del polímero se orientan en 
dos direcciones distintas. En el caso de los envases la orientación tiene lugar según 
una dirección longitudinal, paralela al eje del envase, y según una dirección 
transversal al mismo. Es precisamente esta propiedad, conocida como biorientación, 
la que confiere el PET una elevada resistencia mecánica, lo que unido a su 
transparencia, hace que resulte un material idóneo para el envasado de productos 
líquidos. [12] 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.9. Producción de envases de PET por Inyección-Soplo. [12] 
 
1.2.5. Propiedades del PET 
 
1.2.5.1. Propiedades Físicas y Químicas del PET virgen [30] 
 
 Gránulos cilíndricos pequeños. 
 Inodoro. 
 Gravedad y densidad específica: Aprox. 1.35 – 1.40. 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
10 
 Punto de fusión: Máx. 260 °C – Max. 500 °F. 
 Temperatura de auto ignición: 450 °C - 842 °F. 
 Solubilidad en agua: Insoluble. 
 Cristalinidad y transparencia, aunque admite cargas de colorantes. 
 Buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes. 
 Alta resistencia al desgaste. 
 Muy buen coeficiente de deslizamiento. 
 Buena resistencia química. 
 Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad. 
 Totalmente reciclable 
 Aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto 
con productos alimentarios. 
 Alta rigidez y dureza. 
 
 
1.2.5.2. Características del PET usado para envasado 
 
En la siguiente tabla 1.1 se muestran las características más representativas que 
debe cumplir el envase de PET. 
 
Tabla 1.1. Características de PET para envasado. [30] 
 
Características 
Envase de 
alimentos 
Envase de 
bebidas 
Envase de productos personales, 
para la salud y para el hogar 
Durable, fuerte • • • 
Resistente al agrietamiento • • • 
Alta relación fuerza/peso • • • 
Versatilidad de colores • • • 
Cristal • • • 
Ámbar, verde claro • • • 
Amplia variedad de colores • • • 
Alto brillo y claridad • • • 
No imparte gusto ni olor • • • 
Barrera a los gases • • • 
Resistencia química • • • 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
11 
 
1.2.6. Aspectos positivos del PET [11] 
 
Como algunos de los aspectos positivos que encontramos para el uso de este 
material, principalmente empleado en envases de productos destinados a la venta, 
podemos destacar: 
 Que actúa como barrera para los gases, como el CO2, humedad y el O2. 
 Es transparente y cristalino, aunque admite algunos colorantes. 
 Liviano. 
 Impermeable. 
 No tóxico a cierto grado, cualidad necesaria para este tipo de productos 
que están al alcance del público en general (Aprobado para su uso en 
productos que deban estar en contacto con productos alimentarios). 
 Inerte (al contenido). 
 Resistencia a esfuerzos permanentes y al desgaste, ya que presenta 
alta rigidez y dureza. 
 Alta resistencia química y buenas propiedades térmicas, posee una 
gran resistencia a la deformación por el calor. 
 Totalmente reciclable. 
 Estabilidad a la intemperie. 
 Alta resistencia al plegado que lo hace muy adecuado para la 
fabricación de fibras. 
 
Para la fabricación del PET, se han implementado algunas estrategias para 
minimizar los impactos adversos al ambiente durante la producción, como la 
utilización del gas natural como fuente de energía, así como el control de emisiones 
a la atmósfera a través de oxidantes térmicos y el tratamiento de aguas residuales. 
 
1.2.7. El PET en México 
 
El consumo global del PET se calcula en 12 millones de toneladas con un 
crecimiento anual de 6%. “El problema ambiental del PET radica en que tan sólo 
20% del PET que se consume en el mundo se recicla, el resto se dispone en rellenos 
sanitarios y tiraderos a cielo abierto”. [13] 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
12 
Las botellas de PET llegaron a México a mediados de la década de 1980 con 
gran aceptación entre los consumidores. En la actualidad, nuestro país es el principal 
consumidor de bebidas embotelladas. Se estima que en México se consumen 
alrededor de 800 mil toneladas de PET al año, con un crecimiento anual de 13% 
(figura 1.10). [14] 
 
 
Figura 1.10. Crecimiento en la demanda de PET y promedio por mexicano. [11] 
 
En México, el principal uso de los envases de PET lo llevan las botellas de 
refresco, con más del 50%, seguido del agua embotellada (17%), figura 1.11.[11,14] 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
13 
 
Figura 1.11. El PET y sus productos en México. [11] 
 
Para abastecer la demanda de botellas de PET en México, existen 5 plantas 
productivas y alrededor de 190 plantas embotelladoras, que atienden a casi un millón 
de puntos de venta. 
 
1.2.7.1. Impacto ambiental del PET en México 
 
Una vez que son usados, la mayoría de los envases de PET son dispuestos en 
rellenos sanitarios, cauces, calles o tiraderos clandestinos, lo anterior debido a la 
falta de cultura ecológica en nuestro país, lo cual es uno de los problemas 
principales. Los residuos de PET representan entre el 2-5% del peso y 7-10% del 
volumen en los rellenos sanitarios, y entre 25 y 30% de los residuos sólidos 
municipales generados en el país. 
 
El principal problema ambiental del PET es su disposición, ya que una vez que 
se convierte en residuo, es notoria su presencia en los cauces de corrientes 
superficiales y en el drenaje provocando taponamiento y dificultades en los procesos 
de desazolve, facilitando inundaciones, así como en las calles bosques y selvas y el 
océano generando “basura” (figura 1.12). [11,14] 
 
A pesar de que las características físicas y químicas aseguran que este material 
es inerte en el medio ambiente, el impacto visual que produce su inadecuada 
disposición es alto y perceptible para la población. 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
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14 
 
Figura 1.12. El PET dispuesto en los causes como tiraderos clandestinos. [11] 
 
Se sabe que cada año se producen alrededor de 9 mil millones de botellas 
de PET, que representan casi una terceraparte de la basura doméstica generada en 
México. Anualmente 90 millones de botellas de refrescos y agua purificada son 
lanzadas a las vías públicas, bosques y playas. Una botella de PET tarda hasta 500 
años en degradarse. 
 
El 54% del PET en México se encuentra en almacenes para su distribución 
(pre-uso) y en cauces, calles o tiraderos clandestinos (post-uso); el resto está en 
centro de acopio para su reciclaje o en rellenos sanitarios (post-uso). [14,15] 
 
1.3. FUENTE DE RESIDUOS PLÁSTICOS 
 
La creciente generación de envases y empaques plásticos, no solo del PET, 
afortunadamente han sido tema de interés al consumidor, pues éste empieza a tomar 
conciencia de la amenaza que los residuos representan para el medio ambiente, que 
además del eterno tiempo necesario para su descomposición, también se percata 
que el envase al estar vacío, ocupa gran volumen y la rapidez con la que se llenan 
los depósitos sanitarios, asimismo la contaminación visual que generan. [17] 
 
Los plásticos generan desperdicios a lo largo de todo el proceso de fabricación 
y uso de un producto, lo que es de interés para la sociedad es el destino post-uso del 
plástico, ya que se plantea la posibilidad de tratar el material como reciclaje; las 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
15 
Doméstica 
60% 
Comercio 
10% 
Inustrias 
usuarias 
10% 
Transformadoras 
15% 
Otros 
5% 
Fuentes de Residuos Plásticos 
fuentes generadoras de estos residuos se aprecian en la figura 1.13, donde el dato 
que llama la atención es la fuente que genera la mayor parte de los residuos. [32] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.13. Principales fuentes de Residuos Plásticos. [32] 
 
 Hogar. 
 
Los desperdicios plásticos en general producidos por una familia se constituyen 
principalmente de bolsas, películas de empaque y envases. 
 
 Comercio. 
 
El concepto de comercio envuelve una gran gama de posibles fuentes, los más 
representativos. 
 
o Supermercados. Películas termo-encogibles usadas para embalaje; 
empaques de poliestireno expandible usado como protección de 
aparatos electrónicos, y almacenamiento de frutas y verduras. 
 
o Cines. Envases de bebidas, vasos, bolsas, así como envoltura de 
botanas y dulces. 
 
 Industria usuaria. 
 
Estas industrias, principalmente alimenticia, cosmética y de limpieza, producen 
residuos básicamente en el área de envasado y embalaje, así como empaques de 
sus materias primas. 
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
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16 
 Transformadores. 
 
Básicamente los residuos que ésta fuente produce es debido al desperdicio que 
generan las máquinas transformadores. 
 
Cuando estos productos van directo a la basura, se contaminan y es necesario 
separarlos y lavarlos para poder reciclarlos; lo ideal sería que los usuarios finales 
sean capaces de identificar el plástico por medio del triángulo reciclaje (figura 1.14) 
para separarlos, lavarlos y llevarlos a un centro de acopio 32. Pero se reitera, es un 
caso ideal; a pesar de que la industria del reciclaje de plásticos está creciendo de 
una forma rezagada, los residuos plásticos (principalmente el PET) tiene un valor 
agregado como desecho, lo que hace que las personas empiecen a separar el 
plástico (PET principalmente), sino por la cultura ambiental, por lo menos para 
aprovechar el valor agregado que éste posee por muy bajo que éste sea, 
aproximadamente de $2 o $3 m.n. por kg. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1.14. Triangulo de Reciclaje de los plásticos. [19] 
 
1.4. RECICLAJE DE PLÁSTICOS 
 
El problema del tratamiento de los residuos sólidos urbanos debe ser encarado 
considerando todas las etapas del ciclo de vida del producto-residuo, desde la 
producción (elección de materiales y procesos) hasta su reinserción en un nuevo 
ciclo de vida a través de la reutilización y reciclaje. 
 
El primer paso para el reciclado es hacer la recolección selectiva de los 
plásticos, en origen por los todos los consumidores, para ello debemos separa los 
PET PETE PEAD V PVC 
PEBD PP PS OTROS 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
17 
residuos plásticos del resto de la basura y depositarlos en el contenedor amarillo o 
contenedor de envases. Posteriormente se clasifican según los colores y se procede 
a su lavado y compactado. [16] 
 
Una vez recogido y almacenado el plástico se procede a clasificarlo según su 
composición, este proceso se lleva a cabo en la planta de reciclaje según las 
diferentes características físicas de los plásticos. 
 
El mejor sistema para la recolección de plásticos y posterior reciclado se basa 
en recoger aquellos que sean fáciles de identificar, de acuerdo a la clasificación 
mostrada por el triángulo de reciclaje [17] y así poder llevar cavo el mejor camino del 
ciclo del plástico, figura 1.15. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.15. Ciclo del plástico. [19] 
 
El reciclaje se puede realizar de dos maneras: reciclaje mecánico o químico. 
 
1.4.1. Reciclado mecánico 
 
El plástico recuperado, convenientemente prensado y embalado, llega a la 
planta de reciclado donde comienza la etapa de reciclado del material (figura 1.16): 
 
Industria Petroquímica 
Polimerización 
Transformación (Moldeo) 
Consumidor Residuos Plásticos Vertedero 
Incineración 
Reciclaje Químico 
Reciclaje Mecánico 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
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18 
 Triturado 
 Lavado purificación 
 Extrusión 
 Peletizado (aditivación conveniente) 
 
Todos los termoplásticos se pueden reciclar mecánicamente. [18,19] 
 
1.4.2. Reciclado químico 
 
Los envases se descomponen por procesos químicos en componentes sencillos 
que pueden ser utilizados como materias primas para obtener otros productos: 
aceite, grasas, monómeros, etc. 
 
El reciclado químico puede efectuarse por medio de diversas técnicas: pirolisis, 
hidrogenación, gasificación y tratamiento con disolventes (figura 1.16). [18,19] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.16. Reciclaje Mecánico y Reciclaje Químico.[19] 
 
1.4.3. Reciclaje de PET en México 
 
En México se recicla alrededor de 15% del PET que se utiliza. Este fenómeno 
se asocia con el precio al que se compra un kilogramo de PET que es de tan solo $2 
pesos, mientras que el kilogramo de aluminio se compra en $9 pesos. El reciclaje del 
aluminio oscila en 50% (figura 1.17). [11,14] 
 
 
Reciclado Mecánico 
Reciclado Químico 
Materias Básicas Polímeros Envases Residuos 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.17. Comparación entre reciclaje de PET y aluminio en México. [11] 
 
El sistema de reciclaje de residuos en México se desarrolló desde la década de 
1960, gracias al sector informal, es decir los llamados “pepenadores”. [11] 
 
El mercado natural para el reciclaje de PET tiene un gran potencial, ya que de 
los que se recolecta, sólo entre 20 y 30% se queda, el resto se exporta a China y 
otros países a un precio de $3 pesos el kilo. China es el principal mercado de 
reciclado, este país importa 250 mil toneladas de Estados Unidos, 150 mil de la 
Unión Europea y 25 mil de México. 
 
Se calcula que el valor potencial del mercado de reciclaje de PET asciende a 
700 millones de dólares anuales; sin embargo, hasta el momento sólo se aprovecha 
alrededor de 15% de lo que se produce en el país. El valor actual de la incipiente 
industria de reciclaje de PET en México se calcula en $44 millones de pesos. 
 
Esto representa un problema de disposición de residuos, considerando el 
potencial de reutilización que tiene el PET. Además, en México del total de residuos 
que se reciclan, el plástico representa tan solo el 0.5%. 
 
Impulsar el reciclaje nacional del PET es una medida urgente, primero por lo 
que respecta a la limpieza pública y el manejo eficaz de la gestión integral de los 
residuos para evitar su acumulaciónen los rellenos sanitarios, sino también porque 
es preciso transitar hacia una economía sustentable que ahorre materia prima y 
recursos energéticos.[9,13] 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
20 
1.5. MEZCLA POLIMÉRICA DEL PET CON POLI-PROPILENO (PP) 
Las mezclas de polímeros permiten la obtención rápida y económica de nuevos 
materiales con mejores características que los materiales individuales. El mayor 
problema de las mezclas poliméricas es la inmiscibilidad intrínseca debida a su poca 
compatibilidad termodinámica. [20] Se busca entonces mejorar la compatibilidad, 
intensificando las interacciones entre los polímero para lograr el reforzamiento de las 
propiedades. 
 
1.5.1. Polipropileno 
El polipropileno (PP) es el polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que 
se obtiene de la polimerización del propileno (o propeno). Pertenece al grupo de 
las poliolefinas (orgánico) y es utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que 
incluyen empaques para alimentos, tejidos, equipo de laboratorio, componentes 
automotrices y películas transparentes. Tiene gran resistencia contra diversos 
solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos.[22,23] 
 
1.5.2. Tipología 
El polipropileno puede clasificarse por las materias primas que se utilizan en su 
elaboración y por su estructura química. 
 
Clasificación: 
 
 Por materias primas empleadas en la producción de 
polipropileno. Se tienen dos tipos de polipropileno diferentes, 
dependiendo de las materias primas que utilicemos. 
 
o Homopolímero: es un polímero que contiene sólo monómeros 
de propileno a lo largo de su cadena polimérica. Tiene una 
cristalinidad alta en su estructura, por lo que aporta rigidez y 
dureza a la pieza elaborada. Tiene resistencia alta al impacto y 
las temperaturas bajas. Algunas de sus aplicaciones son: 
producción de rafias, instrumentos de laboratorio. 
 
o Copolímero: es un polímero termoplástico que tiene un 
contenido mayor de etileno (entre 10 y 25%). En el proceso de 
fabricación del copolímero de alto impacto se forma una fase 
bipolimérica de etileno y propileno con características gomosas. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero
http://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1stico
http://es.wikipedia.org/wiki/Cristal
http://es.wikipedia.org/wiki/Propileno
http://es.wikipedia.org/wiki/Polioleofina
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcali
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidos
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
21 
Se produce con una serie de reactores en cascada, en el primer 
reactor se produce un homopolímero con más tiempo de 
proceso, que es transferido a otro reactor en fase gas, donde se 
adicionan etileno y propileno. El copolímero random se emplea 
para la fabricación de envases soplados de alta transparencia 
para agua, aceite. Apto para la extrusión de láminas para termo-
formado. 
 
 Por la estructura química. Existen tres tipos de polipropileno 
diferentes, dependiendo de la estructura química, la clasificación es 
básicamente la realizada por Estereoisomería, también llamado 
tacticidad ya que depende de la posición de los grupos -CH3.
 [24,25] 
 
1.5.3. Propiedades 
Para poder realizar un estudio comparativo es necesario conocer las 
propiedades con las que cuenta el Polipropileno, esto para visualizar y extrapolar qué 
propiedades del PET son las factibles a mejorar, ya que debemos recordar que 
existen varias propiedades del PP que son mejores que las del PET y otras no, 
recordando también que el objetivo principal de este trabajo es mejorar las 
condiciones del PET. 
 
 
1.5.3.1. Propiedades Físicas [26,27] 
 
 Baja densidad: 
o Amorfo: 0,85 g/cm3 
o Semi-cristalino: 0,95 g/cm3 
 Excelente resistencia a la intemperie. 
 Excelente versatilidad. 
 Material fácil de reciclar. 
 Gran resistencia al agrietamiento. 
 Tendencia a ser oxidado (problema normalmente resuelto mediante la 
adición de antioxidantes. 
 Grado de cristalinidad intermedio entre el polietileno de alta y el de 
baja densidad. 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
22 
1.5.3.2. Propiedades Mecánicas [27,28,29] 
 
 Material más rígido que la mayoría de los termoplásticos. Una carga 
de 25.5 kg/cm2, aplicada durante 24 horas no produce deformación 
apreciable a temperatura ambiente y resiste hasta los 70° C. 
 Gran capacidad de recuperación elástica. 
 Alta resistencia al impacto. 
 Buena resistencia a la fatiga y la abrasión. 
 
En la tabla 1.2 se muestran las propiedades mecánicas complementarias 
 
Tabla 1.2. Propiedades Mecánicas del Polipropileno. [28] 
 
 
PP 
Homopolímero 
PP 
Copolímero 
Comentarios 
Módulo elástico en 
tracción(GPa) 
1,1 a 1,6 0,7 a 1,4 
Alargamiento de rotura en 
tracción (%) 
100 a 600 450 a 900 
Junto al polietileno, una de las más 
altas de todos los termoplásticos 
Carga de rotura en 
tracción (MPa) 
31 a 42 28 a 38 
Módulo de 
flexión (GPa) 
1,19 a 1,75 0,42 a 1,40 
Resistencia al 
impacto (kJ/m²) 
4 a 20 9 a 40 
El PP copolímero posee la mayor 
resistencia al impacto de todos los 
termoplásticos 
Dureza 72 a 74 67 a 73 
Más duro que el polietileno pero 
menos que el poliestireno o el PET 
 
1.5.3.3. Propiedades Térmicas (tabla 1.3) [27,28,29] 
 
 Temperatura de reblandecimiento alta 
 
Tabla 1.3. Propiedades Térmicas del Polipropileno. [28] 
 
 
PP 
homopolímero 
PP 
Copolímero 
Comentarios 
Temperatura de fusión (°C) 160 a 170 130 a168 Superior a la del polietileno 
Temperatura 
máxima de uso 
continuo (°C) 
 
100 100 
Superior al poliestireno, al LDPE 
y al PVC pero inferior al HDPE, 
al PET y a los "plásticos de 
ingeniería" 
Temperatura de transición 
vítrea (°C) 
-10 -20 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
23 
1.5.3.4. Propiedades eléctricas [27,29] 
 Resistencia transversal es superior a 1016 Ohm/cm. 
 Presenta buena polaridad, por lo que su factor de perdidas es bajo. 
 Tiene muy buena rigidez dieléctrica. 
 
1.5.3.5. Propiedades químicas [27,28,29] 
 Presenta naturaleza apolar, por lo que posee gran resistencia a 
agentes químicos. 
 Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha 
humedad. 
 Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales. 
 Como los polietilenos tiene una buena resistencia química pero una 
resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o protección 
previa). 
 
1.5.4. El PP como injerto funcionalizado 
De acuerdo a la información dada anteriormente, el polipropileno (PP) presenta 
la mayor resistencia al impacto a bajas temperaturas y es muy sensible a la 
degradación térmica. Del otro lado, el PET es un polímero muy higroscópico. Uno de 
los caminos para superar estos inconvenientes consiste en mezclar ambos polímeros 
logrando su compatibilidad mediante la inserción de grupos funcionales polares en el 
PP. [21] 
 
El PP es uno de los termoplásticos de mayor demanda; es común mezclarlo 
con otros polímeros con el fin de mejorar sus propiedades finales, especialmente la 
resistencia al impacto a bajas temperaturas. Para lograr un material mezclado que 
posea buenas características, usualmente se insertan grupos funcionales sobre el 
PP en forma de copolímero de injerto, que permiten mayor interacción con otros 
polímeros y disminución de la tensión superficial entre las fases de los componentes 
de una mezcla. [20,21] 
 
1.5.4.1. Funcionalización del PP 
Hasta el momento se han realizado muchas investigaciones en cuanto a la 
inserción de grupos polares sobre el PP y se han utilizado compuestos como metil 
CAPÍTULO 1 
Generalidades 
Izquierdo Romero Alberto 
 
24 
éster del ácido itacónico, isocianatos, AM, entre otros. Todas estas reacciones de 
injerto se llevan a cabo por el mecanismo de radicales libres y pueden ocurrir en 
solución o en fase fundida. 
 
La modificación del PP con monómeros polaresbusca la compatibilización de 
una mezcla con un polímero polar como la Poli-Amida (PA) o poliéster como el PET. 
Las mezclas más investigadas en las dos décadas anteriores fueron las de PP-PA. 
 
Las investigaciones sobre las mezclas PP-PET han mostrado que se presentan 
problemas entre las interfaces; por éste motivo se han discutido profusamente sobre 
los efectos de la compatibilización en las características morfológicas y mecánicas de 
las mezclas incompatibles. [20] 
 
Es importante mencionar que en éste trabajo el material que se usa es 
polipropileno reciclado, tomando como fuente de materia las tapas de envases 
desechables de la refresquera Coca-Cola®; considerando que en esta refresquera 
se manejan diversos tipos de tapas, hemos seleccionado en específico las tapas 
blancas del refresco de cola. Para el caso del PET, éste se obtuvo de envases de 
agua Bonafont®, siendo así, es necesario aclarar el siguiente punto; debido a que 
se trata de PET grado botella, grado alimenticio, podemos considerar el material 
usado por la empresa Bonafont® como igual al usado por Coca-Cola®, asimismo 
con el material usado para embotellar líquidos comestibles, siempre y cuando no 
estén sometidas a pigmentación, ver figura 1.18. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.18. Materia prima para la experimentación (PP y PET). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
25 
 
CAPÍTULO 2 
 
DESARROLLO EXPERIMENTAL 
 
En el presente capítulo se describirá de manera detallada la experimentación, 
se lleva a cabo tomando en cuenta desde los materiales y equipos hasta las 
condiciones de operación (para aclaraciones referentes a las condiciones de 
operación, revisar el Anexo 1), esto basados en artículos y referencias bibliográficas 
afines al tema ya que son de suma importancia para la desarrollo experimental; cabe 
aclarar que tomando en cuenta que, las condiciones de operación así como los 
materiales usados no son exactamente los mencionados en la bibliografía, por lo que 
fue necesario realizar pruebas preliminares para determinar la factibilidad de los 
materiales usados realmente. 
 
Es importante mencionar que existe una íntima relación entre el presente 
capítulo y el siguiente (Capítulo 3, Análisis y Discusión de Resultados); ya que los 
resultados aquí obtenidos se analizan en el siguiente para así poder continuar con la 
experimentación. 
 
 
 
2.1. FUNCIONALIZACIÓN DEL PP CON ANHÍDRIDO MALEICO 
 
Retomando la información del capítulo anterior referente a la incompatibilidad 
presente entre PET y PP, para reducir esto, se ha considerado la funcionalización del 
PP con diversos materiales; lo cual, nos dicta como opción la funcionalización de 
éste material con Anhídrido Maleico. [21] 
 
El material usado se menciona a continuación, éstos no tienen una base 
bibliográfica, pero son del conocimiento básico del ingeniero químico el poder definir 
el material adecuado para cada procedimiento. 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
26 
 
Material y Equipo (figura 2.1 y 2.2): 
 
A. Polipropileno de desecho como materia prima. (Tapas de refresco 
Coca-Cola®). Polipropileno sin funcionalizar (PPsf). 
B. Vaso de precipitados de 250 ml. 
C. Vaso de precipitados de 100 ml. 
D. Agitador de vidrio. 
E. Espátula. 
F. Vidrio de Reloj. 
G. Navaja de precisión (Cúter). 
H. Balanza Granataria. 
I. Portaobjetos. 
J. Termómetro de vidrio (-10:260) °C. 
K. Contenedor plástico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.1. Material de Laboratorio para funcionalizar al PP. 
A 
B C 
D 
E 
F 
G 
H 
 I 
 J 
K 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
27 
 
L. Escobillón. 
M. Plancha de Calentamiento. 
N. Balanza Analítica. 
O. Pinzas para Crisol. 
P. Espectrofotómetro Infrarrojo Transformadas de Fourier (FT-IR), ATR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.2. Material de Laboratorio para funcionalizar al PP (Complemento). 
 
Reactivos y sustancias: 
 
 Anhídrido Maleico, QP. 
 Peróxido de Benzoílo, QP. 
 Tolueno. 
 Acetona. 
 Alcohol Etílico 96° G.L. 
 Hipoclorito de Sodio. 
 
Equipo de Seguridad. 
 Guantes. 
 Lentes de Seguridad. 
 Mascarilla. 
 Bata. 
 
 
L 
M 
N 
O 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
28 
2.1.1. Procedimiento de tratamiento de la muestra Pre-experimental 
 
Tomando en cuenta que la materia prima debe llevar un procedimiento antes de 
llegar a la experimentación como tal, además de considerar que se trata de 
materiales reciclados, se ve la necesidad de llevar a cabo y reportar los pasos 
convenientes a seguir para el tratamiento pre-experimenta (figura 2.4)l. 
 
i. Definir el Área de recolección de las tapas de PP, misma que servirá para 
delimitar el estudio en cuanto al impacto ambiental que esto representa. 
En éste caso, se trata de la Unidad Profesional “Adolfo López Mateos” del 
Instituto Politécnico Nacional, en específico, la Escuela Superior de Ingeniería 
Química e Industrias Extractivas (figura 2.3); la recolección se hizo en los 
contenedores de basura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.3. ESIQIE, lugar de muestreo y recolección de tapas de PP. 
 
 
ii. Remojar en agua y jabón con una pequeña cantidad de hipoclorito de sodio en 
un intervalo de tiempo de 2 a 3 horas. 
iii. Lavar las tapas con el escobillón hasta lograr quitar la suciedad (tierra) de su 
superficie. 
iv. Enjuagar y dejar secar. 
v. Con ayuda de la Navaja de precisión (Cúter), partirlas a la mitad. 
vi. Separar una pequeña parte la superficie interna entre el interior de la tapa y la 
película plástica adherida a ella, igualmente con la navaja. 
i 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
29 
 
vii. Agregar de 2 a 3 ml de Tolueno en el espacio generado en el paso anterior, 
esto ayudará a retirar la película plástica con mayor facilidad. 
viii. Retirar la película plástica del interior de la tapa, ya que por tratarse de otro 
polímero, puede afectar los resultados de la experimentación. 
ix. Triturarlas, partir las mitades en cuatro; esto es, partir una tapa en ocho 
partes, lo cual genera partes más pequeñas que facilita el pesar y fundir la 
muestra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.4. Diagrama descriptivo del procedimiento pre-experimental. 
 
 
ii-iii 
iv v 
vii vi 
viii 
ix 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
30 
2.1.2. Procedimiento del Desarrollo Experimental para la Reacción 
Uno de los procedimientos más importantes a considerar es la reacción de 
funcionalización llevada a cabo entre el polipropileno (PP) y el anhídrido maleico 
(AM), ya que es esto lo que nos permitirá aumentar la compatibilidad entre ambos 
polímeros (figura 2.5). 
 
i. De acuerdo al artículo del cual base [21], generar una tabla de la relación entre 
el Peróxido de Benzoílo (PB) y el Anhídrido Maleico (AM), variando éstas 
variables así como el tiempo de reacción (tr), tabla 2.1. 
 
Tabla 2.1. Diseño experimental para optimizar las variables de reacción. 
 
No. Muestra % AM % PB tr (seg) 
01 4.0 0.5 480 
02 4.0 0.5 780 
03 4.0 0.5 1200 
04 6.4 0.5 480 
05 6.4 0.5 780 
06 6.4 0.5 1200 
07 8.8 0.5 480 
08 8.8 0.5 780 
09 8.8 0.5 1200 
10 4.0 1.0 480 
11 4.0 1.0 780 
12 4.0 1.0 1200 
13 6.4 1.0 480 
14 6.4 1.0 780 
15 6.4 1.0 1200 
16 8.8 1.0 480 
17 8.8 1.0 780 
18 8.8 1.0 1200 
19 4.0 1.5 480 
20 4.0 1.5 780 
21 4.0 1.5 1200 
22 6.4 1.5 480 
23 6.4 1.5 780 
24 6.4 1.5 1200 
25 8.8 1.5 480 
26 8.8 1.5 780 
27 8.8 1.5 1200 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
31 
 
 
 
 
ii. En un vaso deprecipitados de 250 ml. (que servirá como reactor) pesar 10 
gramos del Polipropileno triturado. 
iii. Llevar el reactor a la plancha de calentamiento previamente encendida y 
ajustada a 265° C. 
iv. Agitar regularmente hasta lograr la fusión del plástico. 
v. Pesar en la balanza analítica el porcentaje necesario para cada muestra de 
AM y PB, ajustando el peso a una masa de PP muestra de 10 gramos. 
vi. Cuando la consistencia del fundido sea semilíquida, esto a aproximadamente 
una hora de haberlo puesto en la plancha de calentamiento, agregar el AM y 
agitar hasta lograr una mezcla homogénea, mantenerlo así por 10 minutos. 
vii. Pasados los 10 minutos, agregar cuidadosamente el iniciador peróxido de 
benzoilo (PB); en éste punto empezar a cronometrar el tiempo de reacción sin 
olvidar la agitación constante y homogénea por todo el reactor (Vaso de 
precipitados 250 ml). 
viii. Al término del tiempo estipulado para cada evento, tomar una muestra y 
colocarla en un portaobjetos, y aprovechando su estado semilíquido prensarlo 
con otro portaobjetos. Esto para generar una película uniforme con la muestra 
que servirá para el análisis posterior (FT-IR). 
ix. Enfriar la película de muestra, retirarla del portaobjetos y almacenarla en un 
contenedor plástico previamente marcado con el número de muestra. Ésta 
será nuestra muestra de PP funcionalizado con Anhídrido Maleico, llamado en 
adelante como PPam. 
x. Colocar la muestra en el Recipiente contenedor para el futuro análisis en el 
FT-IR. 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.5. Diagrama descriptivo del procedimiento experimental. Funcionalización. 
ii iii 
iv 
v 
vi 
vi 
vii viii ix 
x 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
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33 
Es importante aclarar que además de las muestras funcionalizadas con AM, es 
necesario obtener el espectro infrarrojo a una muestra de PP sin funcionalizar, dicha 
muestra se obtiene tomándola del reactor (vaso de precipitados) momento antes de 
agregar los reactivos, cuando está en estado semilíquido. Dándole el mismo 
tratamiento con los portaobjetos para obtener una película que nos servirá para 
realizar el análisis Infrarrojo. 
2.1.3. Procedimiento para el análisis en el FT-IR 
 
Para el análisis en el espectro Infrarrojo, se debe considerar la forma de 
muestreo para las lecturas en el equipo, condiciones del lugar donde se encuentra el 
equipo, como humedad, temperatura y los pasos a seguir para el análisis, los cuales 
se describen a continuación (figura 2.6). 
 
i. Triturar la película en partes que sean posible ser analizados por el FT-IR. 
ii. Por la técnica cuarteo, tomar una pequeña parte y realizar el análisis por FT-
IR con accesorio ATR. 
iii. Realizar el análisis por triplicado para comprobar homogeneidad en la 
muestra. 
iv. Al espectro seleccionado del triplicado, darle el tratamiento necesario para 
agudizar y mostrar la frecuencia los picos, eliminar el ruido e imprimir el 
espectrograma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.6. Diagrama descriptivo del análisis IR. 
i ii 
iv iii 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
34 
Para acelerar el proceso de selección de muestras, recordando que la muestra 
que presenta mayor grado de Inserción del Carbonilo (>C=O)será quien incremente 
la miscibilidad entre el PET y PP, se separan en siente grupos, de los cuales seis 
grupos presentan cuatro espectros en el mismo espectrograma y uno sólo tres; esto 
para seleccionar un espectro por cada espectrograma, reduciendo la lista a solo 7 
muestras, éstas serán sometidas a un tratamiento matemático (detalles en Anexo 2) 
para obtener la muestra ideal, la que presente mayor grado de inserción. 
 
Es fácilmente apreciable a la vista la diferencia de tonalidades de cada muestra, 
esto debido a las diferentes cantidades de reactivos adicionados aunado al tiempo de 
reacción, lo cual asegura de forma notoria lo heterogéneo de las muestras obtenidas. 
Ver figura 2.7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.7. Diferencia visual de las muestras funcionalizadas. De izquierda a derecha, 
Muestra 08, 09, 20. 
 
Es sumamente importante mencionar que, después de haber concluido con la 
experimentación antes descrita, es necesario lavar el material utilizado, de ser 
necesario utilizar disolventes como Tolueno y Acetona, además de agua y jabón. 
 
2.2. MEZCLA POLIMÉRICA PET-PPam 
 
Recordando lo citado al inicio del presente capítulo, sobre la relación existente 
entre el capítulo 2 y 3, los resultados de los análisis referidos en el siguiente capítulo 
sobre el grado de inserción del grupo carbonilo se muestran en la tabla 2.2. 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
35 
Tabla 2.2 Comparativa del grado de inserción del carbonilo (% IC). Ver 
detalles en Anexo 2 
 
# Muestra % T1784 % T 1710 % T 1460 % IC 
07 103.4408 101.7571 84.4714 2.0876 
10 103.4077 102.1154 82.5154 2.0994 
14 105.2928 103.9054 83.2207 2.1034 
17 103.7692 102.4154 82.6000 2.1004 
24 105.6784 103.5753 81.1835 2.1154 
26 104.3628 102.8512 83.3163 2.0986 
27 106.3463 104.3951 82.9317 2.1084 
 
 
 De acuerdo a los resultados de la tabla anterior, la muestra que superó a todas 
fue la número 24, donde sus parámetros se muestran en la tabla 2.3. 
 
Tabla 2.3. Muestra con mayor grado de Inserción. 
 
No. 
Muestra 
% AM % PB 
tr 
(segundos) 
% T1784 % T 1710 % T 1460 % IC 
24 6.4 1.5 1200 105.6784 103.5753 81.1835 2.1154 
 
 
Con este resultado, se procede a sintetizar más cantidad de PP funcionalizado 
con AM, considerando los criterios de la Tabla 2.3, ya que en ésta se muestran las 
cantidades y criterios necesarios para obtener como resultado la mayor inserción del 
grupo Carbonilo. 
 
Para la síntesis, se sigue exactamente el procedimiento descrito en el diagrama 
de la figura 2.5, ya que hasta éste punto no ha existido variación de parámetros. El 
material usado hasta este punto es el mismo que se usó en la síntesis de las 
muestras funcionalizadas. 
 
Se realizarán cinco muestras, de las cuales cuatro serán con PPam (PP 
funcionalizado con AM) y una con PP sin funcionalizar. De las muestras con PPam, 
existirá una variación en porcentaje con el PET, y así poder realizar la comparación 
de resultados de manera más amplia. Los porcentajes se deben ajustar a una masa 
total de 20 gramos por cada muestra (tabla 2.4). 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
36 
Tabla 2.4. Distribución del porcentaje en la mezcla polimérica. 
 
No. Muestra PPam (%) PET (%) 
01 20 80 
02 40 60 
03 60 40 
04 80 20 
Mezcla sin funcionalizar. 
05 60 40 
 
 
Para realizar la mezcla polimérica es necesario establecer el equipo, material y 
parámetros para dicho procedimiento, mismo que es realmente relevante, ya que 
servirá para determinar la distribución porcentual óptima de la mezcla de los 
polímeros. 
 
 
Material y Equipo (figura 2.8 y 2.9): 
 
 
A. Polipropileno funcionalizado (PPam) 
B. Polipropileno sin funcionalizar (PPsf). 
C. Polietilen Tereftalato (PET) 
D. Vaso de precipitados de 100 ml. 
E. Agitador de vidrio. 
F. Termómetro de vidrio (-10:260) ° C. 
G. Tijeras. 
H. Navaja de Precisión (Cúter). 
I. Contenedor plástico. 
J. Viscosímetro marca Brookfield, modelo RVF-100, con número de serie 
81024, para realizar la mezcla. 
K. Agujas, accesorio del viscosímetro. 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 
Desarrollo Experimental 
Izquierdo Romero Alberto 
 
37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.8. Material de Laboratorio para la copolimerización. 
 
L. Parrilla de calentamiento. 
M. Balanza granataria. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.9. Material de Laboratorio para la copolimerización (Complemento) 
 
 
A B 
C 
D 
E F 
G 
H 
I