5 Reactores a presión para pruebas de polimerización

La mayoría de las reacciones de polimerización se llevan a cabo a una velocidad más rápida bajo alta presión, pues se obtienen pesos moleculares más altos a presiones más altas. Las polimerizaciones de alta presión se utilizan en una amplia variedad de monómeros de tipo vinilo y copolimerizaciones de dos o más monómeros con radicales libres derivados de oxígeno y peróxidos orgánicos, fotoiniciación y radiación de alta energía. También se han utilizado iniciadores aniónicos y catiónicos y catalizadores de metales de transición.

Se han realizado polimerizaciones a alta presión de monómeros a granel en estado fluido supercrítico (etileno), estado líquido (estireno, acetato de vinilo, metacrilato de metilo) e incluso en estado vítreo (metacrilato de glicidilo) y en estado sólido (perfluoroestireno). Los monómeros también se han polimerizado a alta presión en solución y en suspensión o emulsión. Tales polimerizaciones se han llevado a cabo reactores de pequeña escala en el laboratorio y también en reactores comerciales continuos muy grandes.

Aunque muchos monómeros se han polimerizado a alta presión en el laboratorio, solo los radicales libres de etileno y copolímeros de etileno han tenido suficiente utilidad para ser utilizados comercialmente a gran escala. Varios procesos comerciales operan a presiones de unas pocas atmósferas, pero se requieren altas presiones (1000 – 3000 atm) y temperaturas elevadas (150 – 300°C) para obtener tasas de conversión y pesos moleculares comercialmente útiles con etileno e iniciadores de radicales libres.

Fabricantes de reactores a presión para pruebas de polimerización

En la actualidad existen varios fabricantes de sistemas de reactores, plantas piloto y servicios en el área de polimerización a alta presión y que cumplen con los exigentes requisitos de proceso en términos de resistencia a la corrosión, resistencia a la presión, control de operaciones, estándares, entre otros. Estas empresas suelen ser aliados de las industrias química y farmacéutica, así como también de organizaciones de investigación. Además, ofrecen soluciones desde el rango de laboratorio hasta volúmenes de producción.

Cuando se trata de producción, los fabricantes con mayor experiencia en el área apoyan a sus clientes durante todo el ciclo de vida de su proyecto, desde el diseño básico y la ingeniería hasta la fabricación, instalación y optimización de la planta.

Autoclaves y reactores de laboratorio

Los autoclaves de laboratorio y los sistemas de reactores a presión suelen ser utilizados para evaluar reacciones de polimerización bajo presión y para la producción a pequeña escala. Estos equipos se fabrican de acuerdo con las pautas, regulaciones y medidas de seguridad internacionales para el funcionamiento de reactores bajo presión.

Los autoclaves pueden funcionar con varios reactores de vidrio de borosilicato intercambiables o reactores de metal de alta presión y temperatura; se utilizan metales resistentes a la corrosión como el acero inoxidable, Hastelloy®, tántalo, titanio, circonio, entre otros. Los recipientes intercambiables facilitan el reajuste del sistema para la realización de otras tareas como, por ejemplo, el procesamiento de otros productos químicos, volúmenes más grandes y diferentes clasificaciones de presión.

Los cinco tipos de autoclaves más utilizados se presentan en la siguiente tabla:

• Büchi AG (20 de Enero de 2020). Büchiglas Uster – Pilot Plant and Reactor Systems. Obtenido de Büchiglas Uster: https://www.buchiglas.com/en.html
• Berghof Products + Instruments GmbH (20 de Enero de 2020). Berghof Reactor Systems. Obtenido de Berghof Products + Instruments GmbH: https://www.berghof-instruments.com/en/products/reactor-technology/
• Beasley, J. K. (1996). Polymerization at High Pressure. Comprehensive Polymer Science and Supplements, Vol. 3 (pp. 273-282). Pergamon.