Moldeo plastico: su evolucion e importancia hoy

Moldeo plastico: su evolucion e importancia hoy
Moldeo por inyección de plástico es una industria que ha evolucionado en el mundo
como nunca antes. Comenzando con la fabricación de productos tales como collar
permanece, botones y hoy en día, peinetas productos plásticos se requieren casi en todas
partes.
Debemos retroceder en la historia y conocer los inicios de la industria plástica por
inyeccción. Así, el primer producto de plástico se desarrolló en el año de 1851 en Gran
Bretaña. Desde entonces, han desarrollado diversos productos plásticos en menor
cantidad. Sin embargo, se desarrolló la primera máquina de moldeo por inyección de
plásticos en 1872 por el inventor estadounidense John Wesley Hyatt.
La fabricación de pleno derecho de plástico tuvo lugar durante la Segunda Guerra
Mundial, como exigió la producción de productos plásticos en grandes cantidades.
Gradualmente la industria plástica por inyeccción comenzó a crecer más rápidamente
con la invención de máquinas avanzadas. Hoy ha llegado a la cúspide. A partir de la
producción de peines y botones, puede obtener productos de plástico que se utilizan en
muchos sectores de la industria vital que incluyen el sector automotriz y aeroespacial, el
segmento de médico, productos de consumo, juguetes, fontanería y construcción no se
olvide de la industria de embalaje importante. La demanda de productos de plástico
aumentó hoy con el pesado costo de productos metálicos.
El plástico inyeccción de industria ha crecido aún más con la llegada de la World Wide
Web. Hoy, los pequeños empresarios pueden disponer moldeo por máquinas de la
fuente en línea a los precios más bajos posibles. Si usted es un aspirante, de hecho
puede registrar en línea y obtener estas máquinas (incluso puede obtener maquinaria
usada) en las mejores ofertas. Todo lo que tiene que hacer es ir un poco de investigación
y usted puede obtenerlos entregado a su puerta en el momento deseado.
Incluso si usted es un consumidor con productos de plástico, puede encontrar los
mejores en línea. Hay un montón de distribuidores y fabricantes que tienen su presencia
en línea en forma de sitios Web. Todo lo que tienes que hacer es encontrar los productos
de su elección y, a continuación, pida usando su tarjeta de tarjeta de crédito/débito, su
otro producto mecanizado plástico y les entregó a su ritmo.
Mecanizado de plástico de CNC ha revolucionado el modo plástico es fabricado. No es
nada pero el uso de numeración computarizada controlado plástico máquina para
obtener diferentes productos plásticos. Por lo tanto, se pueden modificar los parámetros
de funcionamiento de esta tolerancia estricto proceso de mecanizado con la ayuda de un
programa de carga de software. Este tipo de mecanizado CNC también es popular por
su alta productividad y rentabilidad. Como factores de variación de temperatura y
humedad no tiene que controlarse manualmente, esta inyección de plástico moldeado
por método también produce resultados en el menor tiempo posible.
http://guidewhois.com/2011/04/inyeccion-plastico-su-evolucion-e-importancia-hoy/
Inyección plastico. El rapido crecimiento de industria hoy
Moldeo por inyección de plástico es el proceso de producción de productos plásticos
con determinados métodos de alta fidelidad. La gran demanda de productos de plástico
también ha llevado al aumento del plástico moldeado por industria. Hoy, se encontraría
el uso de plástico de productos de uso diario para los que se utilizan en sectores vitales
como la industria de la aviación y el sector de la construcción etc..
¿Por lo tanto, cómo exactamente el producto deseado de plástico viene de una máquina
de moldeo por inyección de plástico? Así, estas máquinas son equipos de fabricación
enormes que pueden funcionar tanto manualmente, así como de forma informatizada.
Mientras que el primero se denomina mecanizado plástico, este último se conoce como
mecanizado plástico de CNC.
Hablando de la inyección de plástico moldeado por proceso, bien el primer paso implica
la resina de alimentación a la unidad con la ayuda de una tolva. Esto es seguido por los
colorantes insertar en la máquina. La resina entra en el cañón, que se calienta a la
temperatura adecuada para los mejores resultados.
La resina fundida, a continuación, se inyecta en el molde según los requisitos de
fabricación. Para objetos más pequeños, se inyecta un porcentaje menor de resina en el
molde. Por lo tanto, la inyección de plástico nombre! La resina fundida obtiene enfriada
en el molde, con el suministro de cierta temperatura que solidificar. Y, a continuación,
obtiene el producto deseado de plástico.
He descrito el proceso por inyeccción plástico de una manera muy fácil de comprender.
Sin embargo, no es tan simple como parece. Hay muchas complicaciones involucradas
en el proceso de plástico por inyeccción. Es muy importante mantener una temperatura
constante a lo largo de la plástica toda proceso de moldeo por. O bien, puede resultar en
partes quemadas o scorched, como la resina puede recalentarse a veces. También, puede
obtener productos plásticos que no cuenten con la necesaria uniformidad en el espesor
de la pared. Esto es probable que ocurra debido a la temperatura de la superficie
irregular de molde.
Otro posible problema que puede ocurrir si no se tiene cuidado de correctamente en
moldeo por inyección de plástico es la probabilidad de las imperfecciones de la
superficies. Esto puede deberse debido a la descomposición de resina y evolución de las
burbujas de alta temperatura. Además, velar por que el trazo de inyección es adecuada,
o puede dar lugar a operaciones de baja velocidad y hacer la resina congelar incluso
antes de que se llena.
Mecanizado de plástico de CNC ha logrado resolver algunos de los problemas
relacionados con convencional plástico procesos inyeccción. Si desea obtener los
mejores productos de plásticos, es esencial que obtendrá de alta precisión y tolerancia
estrecha mecanizado de incluso los productos plásticos más complicados.
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Los plásticos:
Índice
1. Nota del Autor
2. Etimología, Origen e Historia Evolutiva del Plástico
3. Origen
5. Características Generales de los Plásticos
6. Tipos De Polímeros
7. Concepto de Tacticidad
8. Homopolímeros y Copolímeros
9. Copolímeros y Terpolímeros
10. Copolímeros estireno-butadieno
11. Lubricantes
12. Polímeros de Bloque e Injertos
13. Procesos de polimerización
14. Polimerización en Suspensión, Emulsión y Masa
15. Forma y acabado
16. ¿Los Alimentos Envasados En Plásticos Cambian Su
Gusto?
17. Reciclaje y Reuso del Plástico
18. Plásticos conductores
19. Bibliografía y Fuentes de Información Consultadas
1. Nota del Autor
En el siguiente trabajo he tratado de exponer la mayor cantidad de
información referente a los plásticos, pero con una profundidad
moderada lo más cercana posible al nivel de instrucción al que el
trabajo corresponde. Hubo varias especificidades que fueron
omitidas debido a su naturaleza avanzada, ajena a la isotopía
estilística del trabajo, cuya finalidad es más bien explicativa, e
intenta afrontar el tema abordándolo de la manera más sencilla y
abarcativa posible. Así, gran número de especificaciones técnicas y
detalles de procesos industriales han sido pasados por alto, con el
afán de conseguir un desarrollo más sencillo desde el punto de vista
interpretativo, y un enfoque conceptual y práctico del tema.
Con respecto a la organización de este estudio, consideré apropiado
incluir un índice para hacer más fácil el acceso a un tópico
determinado.
2. Etimología, Origen e Historia Evolutiva del Plástico
El término Plástico, en su significación mas general, se aplica a las
sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un
punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo de
temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten
moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin
embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales
sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o
multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas
cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del
petróleo y otras sustancias naturales.

La definición enciclopédica de plásticos reza lo siguiente:
Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas
orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden
deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de
extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen
natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o
sintéticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados
en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo o en
disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos
terminados.
Etimología
El vocablo plástico deriva del griego plastikos, que se traduce como
moldeable. Los polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se
hallan presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y
animales como el caucho, la madera y el cuero, si bien en el ámbito
de la moderna tecnología de los materiales tales compuestos no
suelen encuadrarse en el grupo de los plásticos, que se reduce
preferentemente a preparados sintéticos.
3. Origen
El primer plástico se origina como resultado de un concurso
realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de
billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de 10.000
dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural,
destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que
compitieron fue el inventor norteamericano Wesley Hyatt, quien
desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina,
un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con
alcanfor y una cantidad mínima de disolvente de alcohol. Si bien
Hyatt no ganó el premio, su producto, patentado con el nombre de
celuloide, se utilizó para fabricar diferentes objetos detallados a
continuación. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de
ser inflamable y de su deterioro al exponerlo a la luz.
El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato de carbono
obtenido de las plantas, en una solución de alcanfor y etanol. Con él
se empezaron a fabricar distintos objetos como mangos de cuchillo,
armazones de lentes y película cinematográfica. Sin éste, no hubiera
podido iniciarse la industria cinematográfica a fines del siglo XIX.
Puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante
calor, por lo que recibe el calificativo de termoplástico.
En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik
Baekeland (1863-1944) sintetizó un polímero de interés comercial, a
partir de moléculas de fenol y formaldehído. Este producto podía
moldearse a medida que se formaba y resultaba duro al solidificar.
No conducía la electricidad, era resistente al agua y los disolventes,
pero fácilmente mecanizable. Se lo bautizó con el nombre de
baquelita (o bakelita), el primer plástico totalmente sintético de la
historia.
Baekeland nunca supo que, en realidad, lo que había sintetizado era
lo que hoy conocemos con el nombre de copolímero. A diferencia de
los homopolímeros, que están formados por unidades monoméricas
idénticas (por ejemplo, el polietileno), los copolímeros están
constituidos, al menos, por dos monómeros diferentes.
Otra cosa que Baekeland desconocía es que el alto grado de
entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le
confiere la propiedad de ser un plástico termoestable, es decir que
puede moldearse apenas concluida su preparación. En otras
palabras, una vez que se enfría la baquelita no puede volver a
ablandarse. Esto la diferencia de los polímeros termoplásticos, que
pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas
pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan
entrecruzamiento.
Entre los productos desarrollados durante este periodo están los
polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de
productos de celulosa.
4. Evolución
Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a
los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que
pudieran enlazarse para crear polímeros. En la década del 30,
químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo
la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que
llamaron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno
(PP).
Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de
cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y
resistente al fuego, especialmente adecuado para cañerías de todo
tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando,
sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable,
manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el
politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y
usado para rodillos y sartenes antiadherentes.
Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el
poliestireno (PS), un material muy transparente comúnmente
utilizado para vasos, potes y hueveras. El poliestireno expandido
(EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para
embalaje y aislante térmico.
También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon.
Su descubridor fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para
la empresa Dupont. Descubrió que dos sustancias químicas como el
hexametilendiamina y ácido adípico, formaban polímeros que
bombeados a través de agujeros y estirados formaban hilos que
podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaídas para
las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra
Mundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en la
fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o
lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el
orlón y el acrilán.
En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el
envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente
el uso del tereftalato de polietileno (PET), material que viene
desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.
La Segunda Guerra Mundial
Durante la Segunda Guerra Mundial, tanto los aliados como las
fuerzas del Eje sufrieron reducciones en sus suministros de materias
primas. La industria de los plásticos demostró ser una fuente
inagotable de sustitutos aceptables. Alemania, por ejemplo, que
perdió sus fuentes naturales de látex, inició un gran programa que
llevó al desarrollo de un caucho sintético utilizable. La entrada de
Japón en el conflicto mundial cortó los suministros de caucho
natural, seda y muchos metales asiáticos a Estados Unidos. La
respuesta estadounidense fue la intensificación del desarrollo y la
producción de plásticos. El nylon se convirtió en una de las fuentes
principales de fibras textiles, los poliésteres se utilizaron en la
fabricación de blindajes y otros materiales bélicos, y se produjeron
en grandes cantidades varios tipos de caucho sintético.
El auge de la posguerra
Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los
descubrimientos y desarrollos de la industria de los plásticos.
Tuvieron especial interés los avances en plásticos técnicos, como los
policarbonatos, los acetatos y las poliamidas. Se utilizaron otros
materiales sintéticos en lugar de los metales en componentes para
maquinaria, cascos de seguridad, aparatos sometidos a altas
temperaturas y muchos otros productos empleados en lugares con
condiciones ambientales extremas. En 1953, el químico alemán Karl
Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta
desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados
en la actualidad. En 1963, estos dos científicos compartieron el
Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los polímeros.
5. Características Generales de los Plásticos
Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad
alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y
eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes.
Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser
lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de
plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas (se
ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son
termoendurecibles (se endurecen con el calor).
Conceptos
¿Qué son los polímeros?
La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño
normal o moléculas gigantes llamadas polímeros.
Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de
moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes
cadenas de las formas más diferentes. Algunas parecen fideos, otras
tienen ramificaciones, otras, globos, etc. Algunas se asemejan a las
escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.
La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria
son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polímeros de los materiales constituidos por
moléculas de tamaño normal son sus propiedades mecánicas. En
general, los polímeros tienen una muy buena resistencia mecánica
debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas
de atracción intermoleculares dependen de la composición química
del polímero y pueden ser de varias clases. Las más comunes,
denominadas Fuerzas de Van der Waals, se detallan a continuación:
Fuerzas de Van der Waals
También llamadas fuerzas de dispersión, están en las moléculas de
muy baja polaridad, generalmente en los hidrocarburos. Estas
fuerzas provienen de dipolos transitorios: como resultado de los
movimientos de electrones, en cierto instante una porción de la
molécula se vuelve ligeramente negativa, mientras que en otra
región aparece una carga positiva equivalente. Así se forman dipolos
no-permanentes. Estos dipolos producen atracciones electrostáticas
muy débiles en las moléculas de tamaño normal, pero en los
polímeros, formados por miles de estas pequeñas moléculas, las
fuerzas de atracción se multiplican y llegan a ser enormes.
Fuerzas de Atracción dipolo-dipolo.
Debidas a dipolos permanentes, como en el caso de los poliésteres.
Estas atracciones son mucho más potentes y a ellas se debe la gran
resistencia tensil de las fibras de los poliésteres.
Enlaces de Hidrógeno
Como en las poliamidas (nylon), estas interacciones son tan fuertes,
que una fibra obtenida con estas poliamidas tiene resistencia tensil
mayor que la de una fibra de acero de igual masa.
Otros polímeros
Hay atracciones de tipo iónico que son las más intensas.
Se llaman ionómeros y se usan, por ejemplo, para hacer películas
transparentes de alta resistencia.
Tipo de enlace
Van der Waals en CH4
Dipolos permanentes
Kcal / mol
2,4
3a5
Enlaces hidrógeno
Iónicos
5 a 12
mayores a 100
Energía Requerida Para Romper Cada Enlace
La fuerza total de atracción entre las moléculas del polímero,
dependería del número de las interacciones. Como máximo, sería
igual a la energía de enlace según la tabla, multiplicada por el
número de átomos de carbono en el caso del polietileno o por el
número de carbonílicos C = O en los poliésteres, etc. Rara vez se
alcanza este valor máximo, porque las cadenas de los polímeros no
pueden, por lo general, acomodarse con la perfección que sería
requerida.
6. Tipos De Polímeros
Concepto y clasificación
Un polímero (del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es
una sustancia cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente,
múltiplos de unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo
peso molecular es el monómero. Si el polímero es rigurosamente
uniforme en peso molecular y estructura molecular, su grado de
polimerización es indicado por un numeral griego, según el número
de unidades de monómero que contiene; así, hablamos de dímeros,
trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El término polímero
designa una combinación de un número no especificado de
unidades. De este modo, el trióximetileno, es el trímero del
formaldehído, por ejemplo.
Si el número de unidades es muy grande, se usa también la
expresión gran polímero. Un polímero no tiene la necesidad de
constar de moléculas individuales todas del mismo peso molecular, y
no es necesario que tengan todas la misma composición química y la
misma estructura molecular. Hay polímeros naturales como ciertas
proteínas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas
individuales tienen todas el mismo peso molecular y la misma
estructura molecular; pero la gran mayoría de los polímeros
sintéticos y naturales importantes son mezclas de componentes
poliméricos homólogos. La pequeña variabilidad en la composición
química y en la estructura molecular es el resultado de la presencia
de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación
de unidades monómeras y la irregularidad en el orden en el que se
suceden los diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros.
Estas variedades en general no suelen afectar a las propiedades del
producto final, sin embargo, se ha descubierto que en ciertos casos
hubo variaciones en copolímeros y ciertos polímeros cristalinos.
Polímeros isómeros
Los polímeros isómeros son polímeros que tienen esencialmente la
misma composición de porcentaje, pero difieren en la colocación de
los átomos o grupos de átomos en las moléculas. Los polímeros
isómeros del tipo vinilo pueden diferenciarse en las orientaciones
relativas (cabeza a cola, cabeza a cabeza, cola a cola, o mezclas al
azar de las dos) de los segmentos consecutivos (unidades
monómeras):
Cabeza a cola
 CHX CH2 CHX CH2 CHX CH2 CHX CH2
Cabeza a cabeza
 CH2 CHX CHX CH2 CH2 CHX CHX CH2
CH2
y cola a cola o en la orientación de sustituyentes o cadenas laterales
con respecto al plano de la cadena axial hipotéticamente extendida.
La isomería cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para
cualquier polímero que tenga ligaduras dobles distintas a las que
existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena
principal).
7. Concepto de Tacticidad
El término tacticidad se refiere al ordenamiento espacial de las
unidades estructurales.
El mejor ejemplo es el polipropileno, que antes de 1955 no tenía
ninguna utilidad. En ese año, Giulio Natta en Milán, utilizó para
hacer polipropileno, los catalizadores que Karl Ziegler había
desarrollado para el polietileno. Esos catalizadores, hechos a base de
cloruro de titanio y tri-alquil-aluminio, acomodan a los monómeros
de tal manera que todos los grupos metilos quedan colocados del
mismo lado en la cadena.
En esta forma, Natta creó el polipropileno isotáctico, que tiene
excelentes propiedades mecánicas. Hasta ese momento, con los
procedimientos convencionales, sólo se había podido hacer
polímeros atácticos, sin regularidad estructural.
El polipropileno atáctico es un material ceroso, con pésimas
propiedades mecánicas.
Otros catalizadores permiten colocar los grupos alternadamente,
formando polímeros que se llaman sindiotácticos, los cuales, como
los isotácticos, tienen muy buenas propiedades.
8. Homopolímeros y Copolímeros
Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros
que contienen una sola unidad estructural, se llaman
homopolímeros. Los homopolímeros, además, contienen cantidades
menores de irregularidades en los extremos de la cadena o en
ramificaciones.
Por otro lado los copolímeros contienen varias unidades
estructurales, como es el caso de algunos muy importantes en los
que participa el estireno.
Estas combinaciones de monómeros se realizan para modificar las
propiedades de los polímeros y lograr nuevas aplicaciones. Lo que se
busca es que cada monómero imparta una de sus propiedades al
material final; así, por ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su
resistencia química, el butadieno su flexibilidad y el estireno imparte
al material la rigidez que requiera la aplicación particular.
Evidentemente al variar las proporciones de los monómeros, las
propiedades de los copolímeros van variando también, de manera
que el proceso de copolimerización permite hasta cierto punto
fabricar polímeros a la medida.
No solo cambian las propiedades al variar las proporciones de los
monómeros, sino también al variar su posición dentro de las
cadenas.
Las mezclas físicas de polímeros, que no llevan uniones permanentes
entre ellos, también constituyen a la enorme versatilidad de los
materiales poliméricos. Son el equivalente a las aleaciones metálicas.
En ocasiones se mezclan para mejorar alguna propiedad, aunque
generalmente a expensas de otra. Por ejemplo, el óxido de polifenilo
tiene excelente resistencia térmica pero es muy difícil procesarlo. El
poliestireno tiene justamente las propiedades contrarias, de manera
que al mezclarlos se gana en facilidad de procedimiento, aunque
resulte un material que no resistirá temperaturas muy altas. Sin
embargo en este caso hay un efecto sinergístico, en el sentido en que
la resistencia mecánica es mejor en algunos aspectos que a la de
cualquiera de los dos polímeros. Esto no es frecuente, porque puede
ocurrir únicamente cuando existe perfecta compatibilidad ente los
dos polímeros y por regla general no la hay, así que en la mayoría de
los casos debe agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la
mezcla. Lo que se emplea casi siempre es un copolímero injertado, o
uno de bloque que contenga unidades estructurales de los dos
polímeros. Otras veces, se mezcla simplemente para reducir el costo
de material.
En otros casos, pequeñas cantidades de un polímero de alta calidad
puede mejorar la del otro, al grado de permitir una nueva aplicación.
9. Copolímeros y Terpolímeros
A continuación se citarán los copolímeros y terpolímeros
de mayor aplicación en la industria:
SAN
Copolímero de estireno-acrilonitrilo en los que el contenido de
estireno varía entre un 65 y 80%. Estos materiales tienen buena
resistencia a los aceites lubricantes, a las grasas y a las gasolinas.
Asimismo, tiene mejores propiedades de impacto, tensión y flexión,
que los homopolímeros del estireno. Los copolímeros son
transparentes, pero con un ligero color amarillo que se vuelve más
oscuro a medida que aumenta el contenido en acrilonitrilo. Al
mismo tiempo mejora la resistencia química, la resistencia al
agrietamiento ambiental y la resistencia térmica al aumentar el
porcentaje en acrilonitrilo.
El SAN se usa cuando se requieren partes rígidas, con buena
estabilidad dimensional y buena resistencia térmica, por ejemplo, en
partes de las máquinas lavaplatos y en piezas para radios o
televisores.
Se lo emplea en grandes cantidades en la industria alimenticia. los
copolímeros con 30% estireno y 70% acrilonitrilo, son excelentes
barreras contra el oxígeno, el CO2 y la humedad.
ABS
Terpolímero acrilonitrilo-butadieno-estireno. Son materiales
heterogéneos formados por una fase homogénea rígida y una
elastomérica.
Originalmente se mezclaban emulsiones de los dos polímeros de
SAN y polibutadieno. La mezcla era coagulada para obtener ABS.
Hoy en día se prefiere polimerizar estireno y acrilonitrilo en
presencia de polibutadieno. De esa manera, una parte del estireno y
del acrilonitrilo se copolimerizan formando SAN y otra porción se
injerta sobre las moléculas de polibutadieno.
El ABS se originó por la necesidad de mejorar algunas propiedades
del poliestireno de alto impacto. Este material tiene tres desventajas
importantes:
1.
2. Baja temperatura de ablandamiento.
3. Baja resistencia ambiental.
4. Baja resistencia a los agentes químicos.
La incorporación del acrilonitrilo en la fase continua, imparte mayor
temperatura de ablandamiento y mejora considerablemente la
resistencia química. Sin embargo, la resistencia ambiental se vuelve
todavía menor, pero este problema se resuelve empleando aditivos.
Las propiedades del ABS son suficientemente buenas para varias
aplicaciones:


Artículos moldeados
Artículos extruidos, etc.
10. Copolímeros estireno-butadieno
Éstos son los hules sintéticos que han sustituido prácticamente en su
totalidad al natural, en algunas aplicaciones como las llantas para
automóviles.
Los hules sintéticos contienen un 25% de estireno y un 75% de
butadieno; sus aplicaciones incluyen en orden de importancia:






Llantas
Espumas
Empaques
Suelas para zapatos
Aislamiento de alambres y cables eléctricos
Mangueras
Los copolímeros de estireno-butadieno con mayor contenido de
butadieno, hasta de 60%, se usan para hacer pinturas y
recubrimientos ahulados. Para mejorar la adhesividad, en ocasiones
se incorpora el ácido acrílico o los ésteres acrílicos, que elevan la
polaridad de los copolímeros.
Otros Copolímeros del Estireno.
MBS: Se obtienen injertando metacrilato de metilo o mezclas de
metacrilato y estireno, en las cadenas de un hule de estirenobutadieno.
Acrílicos: Copolímeros de metacrilato-butilacrilato-estireno o de
metacrilato-hexilacrilato-estireno.
Otros copolímeros importantes del estireno, se realizan
polimerizando en suspensión, estireno en presencia de divinilbenceno, para obtener materiales entrecruzados, que por
sulfonación y otras reacciones químicas se convierten en las
conocidas resinas de intercambio iónico.
Poliestireno de Alto Impacto
Para hacer este material, se dispersa un elastómero en una matriz
que puede ser de poliestireno o de algunos de sus copolímeros.
Las variables importantes de la fase continua son:
Distribución de pesos moleculares.
Composición, cuando se trata de un copolímero.


Las variables importantes de la fase elastomérica son:



Número, tamaño, distribución de tamaños y formas de las
partículas dispersadas.
Composición, si es un copolímero.
Grado de entrecruzamiento en el elastómero.
Existen dos procedimientos para obtener poliestireno de alto
impacto:


Mezclar poliestireno directamente con el elastómero.
Mezclar estireno, el elastómero, el catalizante y el acelerante y
se produce la polimerización.
CPE
Los polietilenos clorados se obtienen clorando polietileno de alta
densidad con 30% a 40% de cloro. Tienen baja cristalinidad y baja
temperatura de transición vítrea. Un nivel de cloro del 36% resultó
experimentalmente para un buen balance al impactodispersabilidad-procesabilidad.
EVA
Copolímero del etileno y acetato de vinilo con 30% a 50% del
acetato, posee propiedades elastoméricas.
11. Lubricantes
Los lubricantes mejoran la procesabilidad de los polímeros,
realizando varias importantes funciones.

Reducen la fricción entre las partículas del material,
minimizando el calentamiento friccional y retrasando la fusión
hasta el punto óptimo.


Reducen la viscosidad del fundido promoviendo el buen flujo
del material.
Evitan que el polímero caliente se pegue a las superficies del
equipo de procesamiento.
A los lubricantes se los clasifica en:




Lubricantes externos, que son los que reducen la fricción entre
las moléculas del polímero y disminuyen la adherencia polímero
metal.
Ceras parafínicas, con pesos moleculares entre 300 y 1500, y
temperaturas de fusión entre 65 y 75 °C. Las lineales son más
rígidas, por su mayor cristalinidad. En las ramificadas, la
cristalinidad es menor y los cristales más pequeños.
Ceras de polietileno, son polietilenos de muy bajo peso
molecular, ligeramente ramificadas, con temperaturas de fusión
de 100 a 130 °C. Son más efectivas que las parafinas.
Ceras tipo éster, se trata de glicéridos obtenidos de cebos y
contienen ácidos grasos con 16 a 18 átomos de carbono. El más
importante es el triesterato.
Los lubricantes internos y las amidas de los ácidos también se
emplean con este fin.
12. Polímeros de Bloque e Injertos
Se han desarrollado nuevos métodos interesantes para la síntesis de
copolímeros de bloque e injertos. Estos métodos han encontrado
aplicación practica en la preparación de poliestireno de alta
resistencia al impacto, de los cauchos de elevada resistencia a la
abrasión y de fibras acrílicas.
Un principio de la copolimerización por injertos consiste en
polimerizar un monómero, el monómero-B, en presencia de un
polímero, el poli-A, de manera tal que los centros iniciadores de las
reacciones de la segunda polimerización estén situados todos en el
polímero original. Una forma particularmente efectiva de conseguir
este resultado es someter el poli-A a la degradación mecánica en
presencia del mono-B. Si las cadenas del polímero se rompen por la
acción mecánica, se forman dos radicales libres en el punto de
ruptura de la cadena. Estos dos radicales pueden utilizarse si se evita
que se recombinen o desproporcionen uno con el otro o que sean
consumidos por alguna otra impureza reactiva, como el oxígeno y en
presencia de un monómero vinílico. Muchos tipos de agitación
mecánica, particularmente el prensado en calandria, la molienda, la
compresión en estado plástico y la agitación y sacudimiento en
solución, conducen a la unión química del segundo monómero y el
primer polímero. Para que la degradación mecánica sea efectiva,
conviene que el poli-A tenga un peso molecular relativamente alto.
Se han hecho grandes progresos en la injertación del estireno,
ésteres acrílicos y acrilonitrilo al caucho y a muchos elastómeros
sintéticos; los monómeros vinílicos también se ha injertado a la
celulosa y derivados de esta, poliésteres, poliamidas, poliéteres y
proteínas. Los productos resultantes combinan en forma muy
interesante las propiedades de los dos compuestos.
Los trabajos sobre la radiación de injertos han progresado
considerablemente, sobre todo mediante el empleo de mejores
fuentes de radiación penetrante (aparato de Van der Graff,
acelerador lineal, Co60 y Cs137) y por el descubrimiento de que la
luz ultravioleta es capaz también de producir enlaces transversales e
injertos en presencia de sensibilizadores. En muchos casos se ha
reducido substancialmente la degradación indeseable del poli-A
producida por la acción de la radiación y penetrante, mediante la
aplicación de estabilizadores del tipo amina aromática disulfuro
aromático.
Pueden obtenerse injertos muy efectivos de todos los tipos de
polímeros vinílicos si la cadena del poli-A lleva un grupo amino
aromático primario. Este grupo es aislado primero,
después es nitrosilado.
La nitrosamina puede isomerizarse al diazoester, este a su vez, se
disocia con desprendimiento de hidrógeno y produce un radical libre
que se fija químicamente a la cadena:
El radical acilo se transfiere rápidamente con los átomos de
hidrógeno disponibles y no inicia la polimerización del mono-B. Por
este método se ha efectuado un injerto de monómeros vinílicos
sobre el poliestireno parcialmente aminado.
Una nueva forma de preparar los copolímeros de bloque se basa en
la protección de la cadena que crece por propagación aniónica contra
la terminación por solvatacion del extremo de la cadena por el
disolvente. Si el sodio se hace reaccionar a baja temperatura en
tetrahidrofurano con naftaleno, se transfiere un electrón del sodio al
sistema aromático:
La solución resultante es verde y muy sensible al oxígeno. Si se le
agrega estireno, el color cambia a rojo debido a que el electrón
solitario se transfiere al monómero estireno, que se dimeriza
inmediatamente para formar un bis-anión conforme a la siguiente
reacción:
Las cargas negativas están compensadas por dos iones de sodio, pero
permanecen disociadas porque están fuertemente solvatadas por el
tetrahidrofurano. Las cargas negativas del bis-ión son capaces de
iniciar la polimerización del estireno, y a cada lado del centro
iniciador crece una cadena hasta que es consumido todo el
monómero, puesto que la solvatacion por el disolvente evita la
terminación (polímeros vivientes). Después de consumido el
monoestireno puede agregarse otro monómero, y como la
polimerización continua, se forman copolímeros de bloque cuya
composición y peso molecular pueden regularse fácilmente por la
adición de los componentes y por la terminación del crecimiento
posterior de la cadena con oxígeno u otro interruptor de la etapa.
13. Procesos de polimerización
Existen diversos procesos para unir moléculas pequeñas con otras
para formar moléculas grandes. Su clasificación se basa en el
mecanismo por el cual se unen estructuras monómeras o en las
condiciones experimentales de reacción.
La mayor parte de los polímeros orgánicos se obtiene por reacciones
de condensación o de adición. En la reacción de condensación, los
monómeros se combinan con la formación y pérdida de moléculas
pequeñas, como agua, alcohol, etc. Por ejemplo, en la formación de
una poliamida.
En las reacciones de adición, varias unidades monoméricas se unen,
en presencia de un catalizador, como resultado de la reorganización
de los enlaces C=C de cada una de ellas. Por ejemplo, en la
formación del polietileno.
El caucho natural, constituido por cadenas de poli-cis-isopreno, es
un ejemplo de polímero de adición formado por unidades de cisisopreno o metil-1,3 butadieno. Otro polímero natural del isopreno
es el poli-trans-isopreno o gutapercha, el cual se utiliza para recubrir
cables submarinos, pelotas de golf, etcétera.
La polimerización puede efectuarse por distintos métodos o
Mecanismos:
Polimerización por adición





Adición de moléculas pequeñas de un mismo tipo unas a otras
por apertura del doble enlace sin eliminación de ninguna parte de
la molécula (polimerización de tipo vinilo).
Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras
por apertura de un anillo sin eliminación de ninguna parte de la
molécula (polimerización tipo epóxido).
Adición de pequeñas moléculas de un mismo tipo unas a otras
por apertura de un doble enlace con eliminación de una parte de
la molécula (polimerización alifática del tipo diazo).
Adición de pequeñas moléculas unas a otras por ruptura del
anillo con eliminación de una parte de la molécula
(polimerización del tipo -aminocarboxianhidro).
Adición de birradicales formados por deshidrogenación
(polimerización tipo p-xileno).
Polimerización por Condensación


Formación de poliésteres, poliamidas, poliéteres, polianhidros,
etc., por eliminación de agua o alcoholes, con moléculas
bifuncionales, como ácidos o glicoles, diaminas, diésteres entre
otros (polimerización del tipo poliésteres y poliamidas).
Formación de polihidrocarburos, por eliminación de
halógenos o haluros de hidrógeno, con ayuda de catalizadores

metálicos o de haluros metálicos (poli tópico del tipo de FriedelCraffts y Ullmann).
Formación de polisulfuros o poli-polisulfuros, por eliminación
de cloruro de sodio, con haluros bifuncionales de alquilo o arilo y
sulfuros alcalinos o polisulfuros alcalinos o por oxidación de
dimercaptanos (policondensación del tipo Thiokol).
14. Polimerización en Suspensión, Emulsión y Masa
a. polimerización en suspensión. En este caso el
peróxido es soluble en el monómero. La
polimerización se realiza en agua, y como el
monómero y polímero que se obtiene de él son
insolubles en agua, se obtiene una suspensión. Para
evitar que el polímero se aglomere en el reactor, se
disuelve en el agua una pequeña cantidad de alcohol
polivinílico, el cual cubre la superficie de las gotitas
del polímero y evita que se peguen.
En esas condiciones el monómero se emulsifica, es
decir, forma gotitas de un tamaño tan pequeño que ni
con un microscopio pueden ser vistas. Estas micro
gotitas quedan estabilizadas por el jabón durante todo
el proceso de la polimerización, y acaban formando
un látex de aspecto lechoso, del cual se hace
precipitar el polímero rompiendo la emulsión.
posteriormente se lava, quedando siempre restos de
jabón, lo que le imprime características especiales de
adsorción de aditivos.
b. Polimerización en emulsión. La reacción se realiza
también en agua, con peróxidos solubles en agua pero
en lugar de agregarle un agente de suspensión como
el alcohol polivinílico, se añade un emulsificante, que
puede ser un detergente o un jabón.
c. Polimerización en masa. En este tipo de reacción, los
únicos ingredientes son el monómero y el peróxido.
El polímero que se obtiene es muy semejante al de
suspensión, pero es más puro que éste y tiene algunas
ventajas en la adsorción de aditivos porque no esta
contaminado con alcohol polivinílico. Sin embargo, debido
al gran tamaño de sus partículas no se dispersa en los
plastificantes y no se usa para plastisoles.
TAMAÑO DE
PARTICULA
(MICRAS)
PESO MOLECULAR
APLICACIONES
Suspensión
45 - 400
24.000 a 80.000
calandreo extrusión moldeo
Masa
70 - 170
28.000 a 80.000
calandreo extrusión moldeo
Emulsión
1 - 20
38.000 a 85.000
plastisoles
RESINA
Técnicas de Moldeo de los Plásticos
El moldeo de los plásticos consiste en dar las formas y medidas
deseadas a un plástico por medio de un molde. El molde es una pieza
hueca en la que se vierte el plástico fundido para que adquiera su
forma. Para ello los plásticos se introducen a presión en los moldes.
En función del tipo de presión, tenemos estos dos tipos:
Moldeo a Alta Presión
Se realiza mediante máquinas hidráulicas que ejercen la presión
suficiente para el moldeado de las piezas. Básicamente existen tres
tipos: compresión, inyección y extrusión.
Compresión: en este proceso, el plástico en polvo es calentado y
comprimido entre las dos partes de un molde mediante la acción de
una prensa hidráulica, ya que la presión requerida en este proceso es
muy grande.
Este proceso se usa para obtener pequeñas piezas de baquelita, como
los mangos aislantes del calor de los recipientes y utensilios de
cocina.
Inyección: consiste en introducir el plástico granulado dentro de un
cilindro, donde se calienta. En el interior del cilindro hay un tornillo
sinfín que actúa de igual manera que el émbolo de una jeringuilla.
Cuando el plástico se reblandece lo suficiente, el tornillo sinfín lo
inyecta a alta presión en el interior de un molde de acero para darle
forma. El molde y el plástico inyectado se enfrían mediante unos
canales interiores por los que circula agua. Por su economía y
rapidez, el moldeo por inyección resulta muy indicado para la
producción de grandes series de piezas. Por este procedimiento se
fabrican palanganas, cubos, carcasas, componentes del automóvil,
etc.
Extrusión: consiste en moldear productos de manera continua, ya
que el material es empujado por un tornillo sinfín a través de un
cilindro que acaba en una boquilla, lo que produce una tira de
longitud indefinida. Cambiando la forma de la boquilla se pueden
obtener barras de distintos perfiles. También se emplea este
procedimiento para la fabricación de tuberías, inyectando aire a
presión a través de un orificio en la punta del cabezal. Regulando la
presión del aire se pueden conseguir tubos de distintos espesores.
Moldeo a Baja Presión
Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la
aplicación de calor y presión hasta adaptarlas a un molde. Se
emplean, básicamente, dos procedimientos: El primero consiste en
efectuar el vacío absorbiendo el aire que hay entre la lámina y el
molde, de manera que ésta se adapte a la forma del molde. Este tipo
de moldeado se emplea para la obtención de envases de productos
alimenticios en moldes que reproducen la forma de los objetos que
han de contener.
El segundo procedimiento consiste en aplicar aire a presión contra la
lámina de plástico hasta adaptarla al molde. Este procedimiento se
denomina moldeo por soplado, como el caso de la extrusión, aunque
se trata de dos técnicas totalmente diferentes. Se emplea para la
fabricación de cúpulas, piezas huecas, etc.
Colada: La colada consiste en el vertido del material plástico en
estado líquido dentro de un molde, donde fragua y se solidifica. La
colada es útil para fabricar pocas piezas o cuando emplean moldes
de materiales baratos de poca duración, como escayola o madera.
Debido a su lentitud, este procedimiento no resulta útil para la
fabricación de grandes series de piezas.
Espumado: Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la
masa de plástico de manera que se formen burbujas permanentes.
Por este procedimiento se obtiene la espuma de poliestireno, la
espuma de poliuretano (PUR), etc. Con estos materiales se fabrican
colchones, aislantes termo-acústicos, esponjas, embalajes, cascos de
ciclismo y patinaje, plafones ligeros y otros.
Calandrado: Consiste en hacer pasar el material plástico a través de
unos rodillos que producen, mediante presión, láminas de plástico
flexibles de diferente espesor. Estas láminas se utilizan para fabricar
hules, impermeables o planchas de plástico de poco grosor.
Fabricación
La fabricación de los plásticos y sus manufacturas implica cuatro
pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del
polímero básico, composición del polímero como un producto
utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico a su
forma definitiva.
Materias primas
En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban con resinas
de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la
cáscara de la avena), aceites (de semillas), derivados del almidón o el
carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales
utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba
originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se
fabrique todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se
elaboran hoy con derivados del petróleo. Las materias primas
derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No
obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un
límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como
la gasificación del carbón.
Aditivos
Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una
propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el
polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el
ozono. De una forma parecida, los estabilizadores ultravioleta lo
protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero
más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos
colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se
utilizan también como aditivos.
Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que
implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras
de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los
materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los
metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas,
un material compuesto de plástico y gas, proporcionan una masa de
gran tamaño pero muy ligera.
El color del plástico
El puesto de un mercado en la ciudad india de Bombay ofrece una
multicolor variedad de productos de plástico. Los plásticos son
resinas sintéticas cuyas moléculas son polímeros, grandes cadenas
orgánicas. Los plásticos son duraderos y ligeros. El petróleo se refina
para formar moléculas orgánicas pequeñas, llamadas monómeros,
que luego se combinan para formar polímeros resinosos, que se
moldean o extruyen para fabricar productos de plástico.
15. Forma y acabado
Gránulos de plástico y extrusión
Al principio del proceso de fabricación se remueven y funden
pequeños gránulos de nylon (una resina sintética). Una vez fundida,
la mezcla de plástico azul recibirá la forma deseada mediante un
proceso llamado extrusión.
Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de
los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y
fluencia (conocido como deformación). La naturaleza de muchos de
estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como
continuos o semicontinuos.
Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina
de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través
de un molde con la forma deseada. Los productos extrusionados,
como por ejemplo los tubos, tienen una sección con forma regular.
La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como
moldeo por soplado o moldeo por inyección.
Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la
presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo
por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a
presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que
se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los
que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren
procesos de fabricación especiales. Por ejemplo, el
politetrafluoretileno tiene una viscosidad de fundición tan alta que
debe ser prensado para conseguir la forma deseada, y sinterizado, es
decir, expuesto a temperaturas extremadamente altas que
convierten el plástico en una masa cohesionada sin necesidad de
fundirlo.
Aplicaciones
Los plásticos tienen cada vez más aplicaciones en los sectores
industriales y de consumo.
Empaquetado
Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado.
Se comercializa una buena cantidad de LDPE (polietileno de baja
densidad) en forma de rollos de plástico transparente para
envoltorios. El polietileno de alta densidad (HDPE) se usa para
películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas
de basura. Se utilizan también en el empaquetado: el polipropileno,
el poliestireno, el cloruro de polivinilo (PVC) y el cloruro de
polivinilideno. Este último se usa en aplicaciones que requieren
estanqueidad, ya que no permite el paso de gases (por ejemplo, el
oxígeno) hacia dentro o hacia fuera del paquete. De la misma forma,
el polipropileno es una buena barrera contra el vapor de agua; tiene
aplicaciones domésticas y se emplea en forma de fibra para fabricar
alfombras y sogas.
Construcción
Aislamiento térmico
El aislante de poliestireno instalado en este edificio está lleno de
pequeñas burbujas de aire que dificultan el flujo de calor. La capa
exterior refleja la luz, lo que aísla aún más el interior del edificio.
La construcción es otro de los sectores que más utilizan todo tipo de
plásticos, incluidos los de empaquetado descritos anteriormente. El
HDPE se usa en tuberías, del mismo modo que el PVC. Éste se
emplea también en forma de lámina como material de construcción.
Muchos plásticos se utilizan para aislar cables e hilos, y el
poliestireno aplicado en forma de espuma sirve para aislar paredes y
techos. También se hacen con plástico marcos para puertas,
ventanas y techos, molduras y otros artículos.
Otras aplicaciones
Otros sectores industriales, en especial la fabricación de motores,
dependen también de estas sustancias. Algunos plásticos muy
resistentes se utilizan para fabricar piezas de motores, como
colectores de toma de aire, tubos de combustible, botes de emisión,
bombas de combustible y aparatos electrónicos. Muchas carrocerías
de automóviles están hechas con plástico reforzado con fibra de
vidrio.
Los plásticos se emplean también para fabricar carcasas para
equipos de oficina, dispositivos electrónicos, accesorios pequeños y
herramientas. Entre las aplicaciones del plástico en productos de
consumo se encuentran los juguetes, las maletas y artículos
deportivos.
Salud y riesgos para el entorno
Dado que los plásticos son relativamente inertes, los productos
terminados no representan ningún peligro para el fabricante o el
usuario. Sin embargo, se ha demostrado que algunos monómeros
utilizados en la fabricación de plásticos producen cáncer. De igual
forma, el benceno, una materia prima en la fabricación del nylon, es
un carcinógeno. Los problemas de la industria del plástico son
similares a los de la industria química en general.
La mayoría de los plásticos sintéticos no pueden ser degradados por
el entorno. Al contrario que la madera, el papel, las fibras naturales
o incluso el metal y el vidrio, no se oxidan ni se descomponen con el
tiempo. Se han desarrollado algunos plásticos degradables, pero
ninguno ha demostrado ser válido para las condiciones requeridas
en la mayoría de los vertederos de basuras. En definitiva, la
eliminación de los plásticos representa un problema
medioambiental. El método más práctico para solucionar este
problema es el reciclaje, que se utiliza, por ejemplo, con las botellas
de bebidas gaseosas fabricadas con tereftalato de polietileno. En este
caso, el reciclaje es un proceso bastante sencillo. Se están
desarrollando soluciones más complejas para el tratamiento de los
plásticos mezclados de la basura, que constituyen una parte muy
visible, si bien relativamente pequeña, de los residuos sólidos.
El Plástico Como Problema
Muchas de las ventajas de los productos plásticos se convierten en
una desventaja en el momento que desechamos ya sea el envase
porque es descartable o bien cuando tiramos objetos de plástico
porque se nos han roto. Si bien los plásticos podrían ser reutilizados
o reciclados en su gran mayoría, lo cierto es que hoy estos desechos
son un problema de difícil solución, fundamentalmente en las
grandes ciudades. Es realmente una tarea costosa y compleja para
los municipios encargados de la recolección y disposición final de los
residuos ya que a la cantidad de envases se le debe sumar el volumen
que representan. Por sus características los plásticos generan
problemas en la recolección, traslado y disposición final. Algunos
datos nos alertan sobre esto. Por ejemplo, un camión con una
capacidad para transportar 12 toneladas de desechos comunes,
transportará apenas 6 ó 7 toneladas de plásticos compactado, y
apenas 2 de plástico sin compactar. Dentro del total de plásticos
descartables que hoy van a la basura se destaca en los últimos años
el aumento sostenido de los envases de PET, proveniente
fundamentalmente de botellas descartables de aguas de mesa,
aceites y bebidas alcohólicas y no alcohólicas. Las empresas,
buscando reducir costos y amparadas en la falta de legislación,
vienen sustituyendo los envases de vidrio por los de plástico
retornables en un comienzo, y no retornables posteriormente. Esta
decisión implica un permanente cambio en la composición de la
basura montevideana y bonaerense. En Uruguay este proceso se ha
acelerado desde mediados de 1996, agravándose durante 1997
cuando además, muchos envases retornables de vidrio se
transformaron en vidrio descartable.
16. ¿Los Alimentos Envasados En Plásticos Cambian Su
Gusto?
El Fenómeno Conocido Como "Migraciones"
Según el Ingeniero Químico y Master en Ciencia y Tecnología de
Alimentos, Alejandro Ariosti, en la revista argentina ENFASIS de
junio de 1998, "los materiales plásticos están constituidos por un
polímero o resina base (alto peso molecular e inerte respecto de los
productos en contacto) y los componentes no poliméricos (bajo peso
molecular y susceptibles de transferirse a dichos productos). Los
componentes no poliméricos comprenden los residuos de
polimerización (monómeros, oligómeros, catalizadores, solventes de
polimerización, entre otros) y los aditivos (estabilizantes,
antioxidantes, lubricantes, plastificantes, agentes antibloqueo,
deslizantes, pigmentos, cargas, etcétera)".Por razones sanitarias los
polímeros y aditivos utilizados en envases de alimentos deben ser los
taxativamente autorizados y que se detallan en las listas positivas del
MERCOSUR (Resoluciones Grupo Mercado Común 87/93, 95/94,
5/95, 52/97 y 53/97). Según la legislación MERCOSUR vigente
(Resolución Grupo Mercado Común 56/92), los fabricantes de
envases y equipamientos plásticos en contacto con alimentos están
obligados a aprobar sus productos ante las autoridades competentes,
siendo los límites de migración total los siguientes: 8 mg/dm2 y
50mg/kg o 50 partes por millón (ppm). La Unión Europea acepta
hasta 60 ppm. En los plásticos ocurre un fenómeno conocido como
"migraciones". O sea la transferencia de componentes no
poliméricos desde el material plástico hacia el alimento que
contiene. Los factores que influyen en la migración según Ariosti
son:





Naturaleza fisicoquímica y concentración de componentes no
poliméricos.
Condiciones de tiempo y temperatura. A mayor temperatura
mayor migración.
Propiedades estructurales de los materiales plásticos
Tipo de producto
Espesor del material plástico
Otros materiales tampoco son absolutamente inertes, en todos se
verifican el pasaje de sustancias del envase al producto.
17. Reciclaje y Reuso del Plástico
Si bien existen más de cien tipos de plásticos, los más comunes son
sólo seis, y se los identifica con un número dentro de un triángulo a
los efectos de facilitar su clasificación para el reciclado, ya que las
características diferentes de los plásticos exigen generalmente un
reciclaje por separado.
TIPO / NOMBRE
PET
Polietileno
Tereftalato
CARACTERISTICAS
USOS / APLICACIONES
Envases para gaseosas,
aceites, agua mineral,
Se produce a partir del
cosmética, frascos varios
Ácido Tereftálico y
(mayonesa, salsas, etc.).
Etilenglicol, por poli
Películas transparentes,
condensación; existiendo
fibras textiles, laminados de
dos tipos: grado textil y
barrera (productos
grado botella. Para el grado alimenticios), envases al
botella se lo debe post
vacío, bolsas para horno,
condensar, existiendo
bandejas para microondas,
diversos colores para estos cintas de video y audio,
usos.
geotextiles (pavimentación
/caminos); películas
radiográficas.
Envases para: detergentes,
lavandina, aceites
El polietileno de alta
automotor, shampoo,
densidad es un
lácteos, bolsas para
termoplástico fabricado a
supermercados, bazar y
partir del etileno (elaborado
menaje, cajones para
a partir del etano, uno de
pescados, gaseosas y
los componentes del gas
cervezas, baldes para
natural). Es muy versátil y
PEAD
pintura, helados, aceites,
se lo puede transformar de
Polietileno de Alta diversas formas: Inyección, tambores, caños para gas,
telefonía, agua potable,
Densidad
Soplado, Extrusión, o
minería, drenaje y uso
Rotomoldeo.
sanitario, macetas, bolsas
tejidas.
Se produce a partir de dos
materias primas naturales:
gas 43% y sal común (*)
57%.
Para su procesado es
Envases para agua mineral,
aceites, jugos, mayonesa.
Perfiles para marcos de
ventanas, puertas, caños
para desagües domiciliarios
y de redes, mangueras,
PVC
Cloruro de
Polivinilo
necesario fabricar
compuestos con aditivos
especiales, que permiten
obtener productos de
variadas propiedades para
un gran número de
aplicaciones. Se obtienen
productos rígidos o
totalmente flexibles
(Inyección - Extrusión Soplado).
blister para medicamentos,
pilas, juguetes, envolturas
para golosinas, películas
flexibles para envasado
(carnes, fiambres, verduras),
film cobertura, cables,
cuerina, papel vinílico
(decoración), catéteres,
bolsas para sangre.
(*) Cloruro de Sodio (2
NaCl)
Bolsas de todo tipo:
supermercados, boutiques,
panificación, congelados,
industriales, etc. Películas
para: Agro (recubrimiento
de Acequias), envasamiento
automático de alimentos y
productos industriales
(leche, agua, plásticos, etc.).
Su transparencia,
Streech film, base para
PEBD
flexibilidad, tenacidad y
economía hacen que esté pañales descartables.
Polietileno de Baja
presente en una diversidad Bolsas para suero,
Densidad
contenedores herméticos
de envases, sólo o en
domésticos. Tubos y pomos
conjunto con otros
(cosméticos, medicamentos
materiales y en variadas
y alimentos), tuberías para
aplicaciones.
riego.
Se produce a partir del gas
natural. Al igual que el
PEAD es de gran
versatilidad y se procesa de
diversas formas: Inyección,
Soplado, Extrusión y
Rotomoldeo.
PP
Polipropileno
El PP es un termoplástico
que se obtiene por
polimerización del
propileno. Los copolímeros
se forman agregando
etileno durante el proceso.
El PP es un plástico rígido
de alta cristalinidad y
elevado punto de fusión,
Película/Film (para
alimentos, snacks,
cigarrillos, chicles,
golosinas, indumentaria).
Bolsas tejidas (para papas,
cereales). Envases
industriales (Big Bag). Hilos
cabos, cordelería. Caños
para agua caliente. Jeringas
excelente resistencia
química y de más baja
densidad. Al adicionarle
distintas cargas (talco,
caucho, fibra de vidrio,
etc.), se potencian sus
propiedades hasta
transformarlo en un
polímero de ingeniería. (El
PP es transformado en la
industria por los procesos
de inyección, soplado y
extrusión/termoformado)
PS Cristal: Es un polímero
de estireno monómero
(derivado del petróleo),
cristalino y de alto brillo.
PS
Poliestireno
PS Alto Impacto: Es un
polímero de estireno
monómero con oclusiones
de Polibutadieno que le
confiere alta resistencia al
impacto.
Ambos PS son fácilmente
moldeables a través de
procesos de: Inyección,
Extrusión/Termoformado,
Soplado.
descartables. Tapas en
general, envases. Bazar y
menaje. Cajones para
bebidas. Baldes para
pintura, helados. Potes para
margarina. Fibras para
tapicería, cubrecamas, etc.
Telas no tejidas (pañales
descartables). Alfombras.
Cajas de batería,
paragolpes y autopartes.
Potes para lácteos (yoghurt,
postres, etc.), helados,
dulces, etc. Envases varios,
vasos, bandejas de
supermercados y rotiserías.
Heladeras:
contrapuertas, anaqueles.
Cosmética: envases,
máquinas de afeitar
descartables. Bazar: platos,
cubiertos, bandejas, etc.
Juguetes, cassetes, blisters,
etc. Aislantes: planchas de
PS espumado.
La clasificación previa y la recolección diferenciada es el primer paso
en el camino hacia la recuperación de plásticos. A los efectos de
reducir significativamente los costos, la clasificación debe realizarse
en origen, es decir en los lugares en los que se genera el desecho,
como ser los hogares, centros educativos, centros de salud, oficinas,
etcétera. Existen distintos criterios para clasificar los plásticos. Si
consideramos su capacidad para volver a ser fundidos mediante el
uso de calor, entonces los plásticos pueden clasificarse en termofijos
y termoplásticos. Los termoplásticos son los de uso más común en la
vida diaria. Son muchas las experiencias de recuperación de
plásticos que hace años se desarrollan tanto en Uruguay como en
otros países del mundo. Mencionemos por ejemplo algunos: bolsas,
caños y mangueras, baldes, cerdas para cepillos y escobas, hilo para
la industria textil, láminas, útiles escolares, muebles, piezas de
máquinas y vehículos, relleno asfáltico y bancos. También los
plásticos pueden ser utilizados como fuente de energía, aunque la
quema de los mismos no es aconsejable ya que algunos de ellos —por
ejemplo el PVC— despide cloro, pudiendo generar la formación de
corrosivos como el ácido clorhídrico, así como sustancias tóxicas y
cancerígenas como las dioxinas y furanos. Actualmente en Uruguay
las empresas embotelladoras vienen sustituyendo los envases de
plástico retornables por los no retornables o descartables, generando
de esta forma un impacto ambiental negativo permanente en las
ciudades. La adopción del envase descartable le permite a las
empresas transferir costos a la comunidad y el ambiente. Al dejar de
ser retornables las botellas no vuelven al circuito de venta y a la
empresa embotelladora para su lavado y rellenado. De esta manera
las embotelladoras evitan la recepción de envases vacíos, el
almacenamiento y lavado de los mismos. Existen también distintas
posibilidades de reutilización de plásticos. Una de las más
interesantes es la recuperación de vasos descartables para ser usados
como macetines. El cultivo de distintas hortalizas en estos vasos
permite un desarrollo mayor de los plantines, tanto en tamaño como
en rapidez de crecimiento, logrando reducir hasta en 15 días la etapa
de almácigo. Incluso los plantines, al contar con tierra suficiente,
pueden mantenerse en el vaso más tiempo en caso de que no estén
dadas las condiciones para su trasplante a la tierra donde crecerá
hasta su cosecha.
18. Plásticos conductores
A principios de la década del 70, Hideki Shirikawa, del Instituto de
Tecnología de Tokio, confundió las cantidades requeridas en la
fórmula para obtener poliacetileno y añadió mil veces más
catalizador del que correspondía. El producto que obtuvo fue una
película lustrosa de color plateado similar al papel de aluminio, pero
que se estiraba como el filme que sirve para proteger los alimentos.
Cuando Alan G. Mc. Diarmid observó las propiedades de este
polímero pensó que podía utilizarse como "metal sintético", es decir
como una sustancia capaz de conducir la electricidad. Shirikawa, Mc.
Diarmid y Alan J. Heeger se unieron formando un grupo de
investigación que trabajó en los laboratorios de la Universidad de
Pennsylvania a partir de 1977.
Uno de los descubrimientos que hizo el grupo fue que la
conductividad del producto aumentaba varios millones de veces con
el agregado de yodo.
Hasta aquí se conocían las propiedades aislantes de estos polímeros
sintéticos, ya que sus moléculas no disponen de electrones libres
para transportar la corriente.
Para lograr que se conviertan en conductores se recurre a una
técnica denominada contaminación o dopado, muy conocida en la
industria de los semiconductores. Esta técnica consiste en el
agregado de átomos que tienen propiedades electrónicas. Estos
átomos pueden actuar cediendo electrones libres a los enlaces
poliméricos o sustrayendo electrones, lo que equivale a generar
cargas positivas o huecos. En ambos casos la cadena del polímero se
torna eléctricamente inestable y, al aplicar una diferencia de
potencial, los electrones se desplazan por el polímero.
Además del poliacetileno, se han descubierto otros polímeros
capaces de conducir la corriente eléctrica cuando son dopados:
polipirrol, politiofeno y polianilina.
Aunque no se conozcan aún con precisión los mecanismos físicos
que convierten los polímeros en conductores, la pureza y la
organización de las cadenas poliméricas parecen tener mucha
importancia. Así, cuando se modifica la organización estructural del
polímero, se puede mejorar la conductividad.
La polianilina es uno de los polímeros preferidos para muchas
aplicaciones, ya que se conocen muy bien sus propiedades: es de
fácil fabricación, muy estable en el aire y es el polímero conductor
más económico que existe. Sin embargo, presenta algunas
desventajas: su capacidad para conducir la corriente es cien mil
veces menor que la del cobre y cuesta el doble que este metal.
Se ha demostrado que estos polímeros pueden tener interesantes
aplicaciones. A continuación, se detallan las más prometedoras:
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La malla trenzada de los cables coaxiles -que se utilizan, por
ejemplo, en la televisión por cable- proporciona flexibilidad a los
mismos permitiendo su mejor maniobrabilidad. La materia
prima de estas mallas es el cobre, pero su trenzado es lento y
trabajoso. Por eso, se está intentando construir una malla en base
a un polímero conductor que se pueda extruir, al mismo tiempo
que se forra el cable con aislante, lo que haría bajar los costos de
producción.
Los LEDS o diodos luminiscentes se emplean como
indicadores de determinadas funciones en una gran cantidad de
equipos electrónicos (aparatos telefónicos, equipos de audio,
computadoras, monitores, impresoras, hornos de microondas,
relojes despertadores, etc.). En la actualidad se construyen con
materiales semiconductores inorgánicos, por lo común arseniuro
de_galio.
Se interconectan dos estratos dopados para que actúen como
electrodo positivo y negativo. Cuando la electricidad pasa a través
de ellos, uno de los electrodos cede electrones y el otro, huecos
con carga positiva. Las cargas positivas y negativas coinciden en
la zona de unión, donde se combinan emitiendo luz. El color de la
luz depende de las propiedades del semiconductor y del dopante;
por lo general, los colores más fáciles de obtener son el rojo y el
verde.
Los LEDS de base orgánica prometen abaratar los costos de su
fabricación debido a la materia prima más económica y a la
disminución del número de conexiones entre diodos, ya que las
películas orgánicas pueden colocarse en grandes extensiones, a
diferencia de los de arseniuro de galio, que dependen del tamaño
de las obleas del cristal.
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La polianilina, que es soluble en agua, podría reemplazar las
aleaciones de plomo que se utilizan actualmente para soldar y
que son tóxicas. Sólo falta multiplicar su conductividad por diez
mil.
La propiedad de disipar las cargas electrostáticas que poseen
los polímeros los hace útiles para el apantallamiento
electromagnético. Esto es, sirven como protección para evitar
interferencias entre las señales eléctricas que producen distintos
aparatos como, por ejemplo, el instrumental de un avión y los
equipos portátiles electrónicos que poseen los pasajeros (por eso,
durante el despegue y el aterrizaje, se les pide a los pasajeros que
apaguen sus equipos electrónicos).
Los transistores de película delgada, que son componentes
flexibles y transparentes, podrían servir como excitadores de las
actuales pantallas de las computadoras portátiles, que en un
futuro podrán ser hechas en su totalidad con plásticos
conductores.
Las ventanas "listas" o "inteligentes" que serán ventanas que
puedan cambiar de manera automática la transparencia y el
color. En la actualidad ya existen algunos modelos de
automóviles de lujo que las usan.
Las pilas y baterías recargables. Ya se realizaron varios
intentos para fabricar pilas de botón que no han tenido mucho
éxito, pero se espera la fabricación de nuevos modelos con mejor
eficiencia.
Los materiales antiestáticos que se emplean como pavimentos
y embalajes de microcircuitos podrán fabricarse con plásticos
conductores debido a que este material disipa la carga
electrostática.
Los sensores biológicos. Ya se fabrican etiquetas de polímeros
que se colocan en lugares estratégicos de determinada
mercadería y que se modifican con el tiempo de exposición y la
temperatura. Son capaces de detectar determinados aromas, la
presencia de pesticidas, de enzimas o de drogas.
Las pantallas flexibles serán uno de los logros más
importantes. ¡Leer en una pantalla de computación como si fuera
un diario! Estas pantallas podrían reemplazar a las pantallas de
cristales líquidos debido a que los plásticos conductores tienen
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propiedades de flexibilidad, conductividad y capacidad
fotoemisora inigualables.
Quizá la aplicación más ambiciosa sea la creación de músculos
artificiales que puedan emplearse como prótesis. Al respecto, ya
se han construido pinzas simples utilizando tiras de polímeros de
diferentes conductividades; para hacer un músculo completo el
requerimiento es que las tiras plásticas actúen de manera
coordinada.
19. Bibliografía y Fuentes de Información Consultadas
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QUÍMICA I, Sistemas materiales. Estructura de la materia.
Transformaciones químicas, Editorial Santillana, POLIMODAL,
varios autores, noviembre de 1999, Buenos Aires - Argentina
Normas del INTI para la producción de plásticos en la
República Argentina
Revista "Noticiero Plástico", Nº 431, junio de 1998, Buenos
Aires – Argentina
Investigación y Ciencia, N.° 228, septiembre de 1995.
Enciclopedia Encarta® 1998, Microsoft® Corporation
Diccionario Enciclopédico Salvat®.
Centro Uruguay Independiente, Informe de salubridad y
reciclaje, marzo de 1998, Montevideo - Uruguay
Trabajo enviado uy realizado por;
Facundo Peláez