Plásticos: PETG

Te resultaría difícil caminar por cualquier pasillo de una tienda de comestibles moderna sin encontrar algo de plástico. Desde frascos de mantequilla de maní hasta botellas de refrescos, junto con las bandejas que sujetan las galletas firmemente para evitar que se rompan o que los alimentos se vayan directamente del congelador al microondas, los alimentos suelen estar muy cerca del plástico creado específicamente para el trabajo: tereftalato de polietileno o PET.

Para los productores de PET no alimentario y, lo que es más importante, su derivado, PETG, también tiene excelentes propiedades que los convierten en la mejor opción para el filamento de impresión 3D para algunas aplicaciones. A continuación, se muestra la química de las resinas de poliéster y cómo un pequeño cambio puede convertir la fibra sintética en un filamento de impresión 3D bastante útil.

No solo para ropa

Como muchos plásticos con aplicaciones prácticas, PETG es un copolímero. El homopolímero sobre el que se construye es PET o tereftalato de polietileno. De la familia de polímeros de poliéster, el PET 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 surgió mucho cuando fue introducido por DuPont hace unos años.

Whinfield y Dickson encontraron una reacción de condensado 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 en largas cadenas, produciendo una sustancia que podía convertirse en fibras finas y transformarse en un hilo. Las leyes de secreto militar mantuvieron su invento, llamado Terylene, hasta 1946.

Hoy en día, el PET se produce mediante otros procesos. El método DMT utiliza ácido dimetil tereftálico, que es solo 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, que une las cadenas largas de DMT junto con un pequeño fragmento del etilenglicol. Esta reacción genera metanol, que debe eliminarse para que continúe la reacción de polimerización.

El método DMT para producir PET. En la fila superior, DMT a la izquierda y etilenglicol a la derecha se someten a transesterificación, produciendo metanol al hacer crecer la cadena de PET. Fuente: Jü [CC BY-SA 4.0], de Wikimedia Commons

Tan versátil como es el PET, no está exento de debilidades. Aunque es muy adecuado para la fabricación de fibras sintéticas, no rinde bien en aplicaciones donde destacan otros termoplásticos, como la extrusión o la inyección. Esto es 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 por otro monómero, lo que da como resultado un copolímero con propiedades diferentes a las del homopolímero.

Ciclohexano dimetanol (CHDM)

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

Lo mejor de ambos mundos

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 un filamento de impresión 3D, y básicamente combina las mejores características de ABS y 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 capa y dirección tenaz del lecho lo hacen menos propenso a desalineación o contaminación durante la impresión. Una característica interesante en comparación con el PLA y el ABS es que el PETG no huele mucho durante la impresión. Entonces, si está harto de los vapores que huelen a su tienda como un laboratorio de química orgánica, podría valer la pena probar PETG.

PETG también gana contra PLA cuando se trata de factores ambientales. El PETG es resistente a muchos disolventes y resiste mucho mejor al viento, la lluvia y la exposición a los rayos UV que el PLA, 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 dar una estética a las impresiones que otros filamentos no pueden. Y el PETG se considera un plástico apto para alimentos, pero debe considerar otros factores antes de usarlo en contacto con alimentos.

PETG no es perfecto, por supuesto. Es más flexible que ABS o PLA, lo que puede ser un problema para algunas aplicaciones. También tiende a colapsar repentinamente cuando se estresa más allá de sus límites, en lugar de ceder gradualmente. Y como es de esperar de un polímero que proviene de textiles, el PETG está sujeto a cuerdas durante la impresión. Esto se remedia fácilmente con la explosión de una pistola caliente, pero aún es algo para recordar si está buscando una forma sobre la función.

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

• s0rce dice:

  También he tenido un éxito razonable cortando láminas de PETG con una cortadora láser de CO2 barata, aunque no tan agradable como los cortes acrílicos, el material es más duro.

  • Jon Nordby dice:

    ¿Qué tan gruesas has probado con las sábanas? Quiero probar con hojas de 2 a 4 mm, pero todavía no las he rodeado. Odio el acrílico como material de construcción, tan frágil.

• PWalsh dice:

  El efecto Faraday ocurre cuando una sustancia en un campo eléctrico cambia la polarización de un rayo de luz que pasa.

  Si la memoria es útil, el PET es probablemente el único material común disponible y barato para el experimentador con un valor alto de la constante de Verdad, que es la constante fundamental para el efecto Faraday.

  (Una aplicación: medir campos eléctricos extremadamente altos a distancia, pasando un rayo de luz polarizada a través de un bloque de plástico cerca del campo y hacia atrás).

  A menudo pensé que el efecto podría usarse para algo ... pero ¿qué? ¿Interruptor óptico de alta velocidad (construido en casa), tal vez?

  • AMA dice:

    "El efecto Faraday se produce cuando una sustancia en un campo eléctrico cambia la polarización de un rayo de luz que pasa".
    Campo magnético.

    cf efecto Kerr y efecto Pockels pero estos no son rotación.

    Tal vez aún sea genial y no es algo que yo supiera.

• Jake dice:

  Siempre que leo uno de estos artículos químicos:
  http://giant.gfycat.com/UnitedImpureAlaskajingle.gif

  • Andrew Y. dice:

    Tú y yo los dos, amigo.

• Sam Switzer dice:

  He oído hablar de problemas con la formación de polvo fino en las superficies cercanas a donde se imprime el PETG, esto me hizo evitar su uso hasta que pudiera crear un recinto y ventilar mejor mi impresora.

  ¿Son falsas estas conchas?

  • DKE dice:

    Pasé al menos 20kG de PETG a través de mi impresora en el último año, no hay más polvo al lado de la impresora que en el resto de la casa.

  • ajo listo dice:

    No veo que sea polvo porque generalmente es más lúgubre / frágil
    así que si pudieras obtener hilos muy delgados cuando lo saques de la boquilla

  • lacmacfactac dice:

    Me encontré con lo mismo, no estoy seguro de qué es. Sin embargo, es fácil de borrar.

• Vinalon dice:

  ¿Cuál es la mejor forma de reciclarlo?

  Ya sabes, además de ponerlo en una papelera con tres flechas.

  • Sheldon dice:

    También quiero saber la respuesta a eso.

• mate k dice:

  Hombre, compré un carrete de filamento PETG hace unos 2 meses y no pude sacar UNA impresión decente. No importa lo que intenté, terminé con la boquilla en lugar de pegarme a la cama. Intenté un millón de veces diferentes, velocidades INCREÍBLEMENTE lentas, sobreimpuestas, subimpuestas, miles de millones de primeras capas diferentes, nada funcionó. Incluso si conseguía que comenzara a imprimir bien, tan pronto como la impresora llegara a su primer tramo de recorrido, comenzaría a soplar y no se pegaría. Regresé al PLA, tal vez algún día me vuelva lo suficientemente masoquista como para intentarlo de nuevo: |

  • Ostraco dice:

    ¿Probaste el azúcar?

    https://la-tecnologia.com/2019/01/05/sugar-as-a-bed-adhesive-for-3d-printing/#comments

  • Stu dice:

    Lo juro por PETG, me encanta. Supongo que tus cosas podrían ser malas o una basura barata.
    Realmente, aunque tiene varias propiedades de adhesión al lecho, tiempos de lecho> 50c, utilizo una cinta de captura.

    Pido una creencia cuando las personas todavía se imprimen en ABS, que está * diseñado * para encogerse de los moldes de inyección, un rizo inevitable.

    He visto una gran cantidad de impresiones de PETG, pero siento que no tiene que hacerlo, intente romper una botella de agua. Siempre he asumido que se pueden moderar las impresiones de PETG para liberar tensiones internas, creo que es una gran propiedad flexionar en lugar de romperse.

    grandes cosas pero caras.

    • Stu dice:

      Ah, y puedo imprimir felizmente a 60 mm / s, se producen manchas pero son mínimas, probablemente en relación con variantes menores de filamentos. Una cuerda, no tanto. Una cama calentada durante una temperatura alta es * esencial *. Tal como está, la ventana de la temperatura de la extrusora debe estar en 10 ° C del ideal.

  • ajo listo dice:

    Asegúrese de utilizar muy poco o ningún ventilador, ya que es muy inalámbrico incluso sin ventilador
    tiempos de boca más altos para 3DFilaprint rojo transparente que uso alrededor de 230
    para la cama utilizo alrededor de 75 (en pei)
    Se pega mucho más a la cama que plana, comencé a usar una altura de capa inicial alrededor de 0.3 para no dañar la cama
    lo ideal es que quieras uno de esos calcetines de silicona para cigarrillos, porque durante la impresión larga puedes rajarse un poco, que de repente explota en el medio de la impresión si no te importa

    • Elliot Williams dice:

      Esto también se trata de mi receta, pero en lugar de una primera capa más alta, estoy reduciendo la hora de dormir.

      225 C en la boquilla, sin ventilador, con PEI a 55 C en la cama. Sigue siendo demasiado duro, pero es mejor que en tiempos más altos. Casi sospecho que podría ser operado sin hogar si todo estuviera configurado correctamente. (Nunca me molesté).

      Dicho todo esto: PETG no es PETG. La fórmula parece muy sensible. Imprimí en rojo y azul, que se comportaron más o menos igual. Luego probé el verde y el amarillo del mismo fabricante (Devil's Design, en Polonia, probablemente solo tenga sentido si estás en la UE) y eran mucho más brillantes, necesitaban diferentes tiempos de impresión, etc. Hasta el punto de que simplemente no imprimo por esos colores.

      Estoy acostumbrado a cierta variabilidad en PLA entre fabricantes buenos / malos y entre colores, pero esto fue extremo. ¿Es solo la naturaleza de PETG?

      • mate k dice:

        Intentaré imprimir con una captura, imprimiré con una cinta azul. Mi filamento era un Amazon Hatchbox, por lo que no esperaría que fuera basura nada más sacarlo de la caja.

• acosador dice:

  En cuanto a lo devastador, ¿qué pasa con el estrés? Soy completamente nuevo en la impresión 3D, pero he estado trabajando en termoformado industrial durante algunos años. Operamos PET virgen y reciclado (y algo de PETG) de .012-.040 ″ todo el día todos los días. . .

  Cualquier cosa .028 o más gruesa tiende a agrietarse y romperse si un corte no es perfecto, y si ha estado sentado en el frío el tiempo suficiente para caer a cero o por debajo de él casi siempre, de forma independiente.

  Ahora, en el moldeo por inyección y el termoformado, tiene al menos un tiempo en el que su resina / lámina se calienta gradualmente, se forma, se enfría a la temperatura más alta posible para mantener su forma y luego se enfría mientras trabaja hacia abajo. la línea. Básicamente calcinación pasiva como subproducto del proceso.

  Cambie a la impresión 3D: su filamento está a temperatura ambiente hasta que alcanza el hotend, para todos los efectos, se calienta inmediatamente para derretirse, se enfría de inmediato y se enfría de inmediato. Su cama con calefacción puede ayudar a que se enfríe gradualmente, pero considerando la rapidez con que se llevaron a cabo las dos etapas anteriores, ¿cuánto contribuye realmente?

• otoño dice:

  "Para el jugador doméstico, PETG es una opción común para el filamento de impresión 3D"

  espera, jugador?

  • jugador de casa dice:

    sí, ya sabes, para los que jugamos en casa.

• quackaday dice:

  PETG absorberá la humedad del aire y luego no imprimirá tan bien. La humedad no solo causa problemas de impresión, sino que reacciona con el plástico en momentos altos para hacerlo más quebradizo. Con todo, PETG es uno de mis filamentos favoritos. No sé por qué la gente se siente obligada a decir "El material X es mejor que Y". Elijo entre varios materiales diferentes, dependiendo de lo que quiero de una impresión en particular. Es como el jarabe de arce versus la salsa: ambos son buenos, pero definitivamente diferentes.

• BrilaBluJim dice:

  Entonces, las mentes inquisitivas quieren saber: ¿se puede hacer algo para reciclar las botellas de PET para transformarlas en PETG?

  • tim dice:

    Si encuentra una manera de romper químicamente el PET de forma económica, el mundo llamará a su puerta. Cuanto menos empiece a introducir sus propios productos químicos nuevos y a volver a unir las cadenas.

• steve dice:

  ¿Qué temperatura pueden soportar las impresiones terminadas? ¿Sobrevivirán a un lavavajillas a 80 ° C?

  • jugador de casa dice:

    No es probable. En su lugar, pruebe con ASA.

  • Mark Topham dice:

    Sé que esto es antiguo, pero recientemente he visto que las empresas que venden PETG específicamente para aplicaciones aptas para alimentos indican que debe ser seguro en el lavavajillas típico. En cuanto a las temperaturas del lavavajillas, suelen ser de 65 a 70 C, que está por debajo del umbral de 80 C que es probable que se ablanden.

    Haga sus propias pruebas / investigaciones, pero esos son números prometedores.

    Acabo de comprar una impresora 3D e imprimir Benchy con éxito con PETG, estoy muy contento con los resultados, aunque son imperfectos.

• onebiozz dice:

  He estado imprimiendo en 3D con PETG durante un año ... es un material bastante fuerte, pero a veces puede ser un dolor temperamental, no ABS temperamental pero no es PLA.

• tim dice:

  Mucha información excelente y precisa en este artículo. El autor claramente trabaja en la industria o ha estudiado muy bien las fuentes. Algunos puntos de explicación o refuerzo del artículo. PETG es una clase de producto que tiene entre 0 y 50% de CHDM. Más del 50%, debido a que CHDM es el glicol dominante, la nomenclatura se convierte en PCTG y PCT al 100% de CHDM. Tenga en cuenta que el grado de sustitución variará las características.

  Por lo tanto, algunos de los diversos resultados de la impresión 3D podrían deberse a diferentes grados de modificación / reemplazo de glicol.

  También existe la modificación ácida, donde el TPA puede ser reemplazado por IPA (una versión ramificada del TPA lineal).

  Finalmente, los copolímeros son un superconjunto de solo estas sustituciones de CHDM e IPA, donde se introducen todo tipo de diversos glicoles y ácidos en busca de diversas propiedades.

  No tengo una impresora 3D, así que no sé qué hay disponible, pero sobre todo quería señalar que algunas propuestas que simplemente lo llaman PETG o copoliéster / copolímero no necesariamente significan que es una "cosa" específica y el rendimiento puede no coincide entre varios proveedores.