Industrias plásticas

[trabajo PRÔCTICO de procesos y operacioNEs quÃ−micas.]
[ Grupo: 1.]
[Sobre: Industrias.]
[Tema: Plásticas.]
Se nos encargo realizar un trabajo practico anual en el cual debemos buscar información relacionada a la
industria elegida, en la cual deberemos profundizar en las aplicaciones y caracterÃ−sticas quÃ−micas que se
requiere para llevar a cabo el proceso, o para que exista la industria.
*Punto1:
*Historia del Plástico.
El primer plástico se origino como resultado de un concurso realizado en 1860 en los Estados unidos,
cuando se ofrecieron U$10.000 a quién produjera un sustituto del marfil (cuyas reservas se estaban
agotando) para la fabricación de las bolas de billar. Uno de los competidores fue John Hyatt, quien desarrollo
un método de procedimiento a presión de la piroxilina, un nitrito de celulosa de baja nitración tratado
previamente con alcanfor y una cantidad mÃ−nima de disolvente de alcohol. Si bien Hyatt no gano el premio,
su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizo para fabricar diferentes objetos. 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 el se empezaron a fabricar distintos como mango de cuchillo, armazones de lentes y
pelÃ−cula cinematográfica. Sin el celuloide no hubiera podido iniciar la industria cinematográfica, a fines
del siglo XIX.
El celuloide puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante el calor, por lo que recibe el
calificativo de termoplástico.
En 1909 el quÃ−mico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland (1863-1944) sintetizó un
polÃ−mero de interés comercial, a partir de moléculas de fenol y formaldehido. Este producto podÃ−a
moldearse a medida que se formaba y resultaba duro al solidificar. No conducÃ−a la electricidad, era
resistente al agua y los disolventes, pero fácilmente manejable. 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 habÃ−a sintetizado era lo que hoy conocemos con el nombre
de CopolÃ−meros. A diferencia de los HomopolÃ−meros, que están formados por unidades monoméricas
idénticas (por ejemplo, el polietileno), los CopolÃ−meros están constituidos, al menos, por dos
monómeros diferentes.
Otra cosa que Baekeland desconocÃ−a 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 enfrÃ−a la baquelita no puede volver a
ablandarse. Esto la diferencia de los polÃ−meros 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 polÃ−meros naturales alterados, como el rayón,
fabricado a partir de productos de celulosa.
1
Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los quÃ−micos y a la industria a buscar
otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polÃ−meros. En la década del 30,
quÃ−micos 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 cañerÃ−as 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 rÃ−gida, 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 quÃ−mico
Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubrió que dos sustancias quÃ−micas como el
hexametilendiamina y ácido adÃ−pico, formaban polÃ−meros que bombeados a través de agujeros y
estirados formaban hilos que podÃ−an tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaÃ−das 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 quÃ−mico
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 cientÃ−ficos
compartieron el Premio Nobel de QuÃ−mica por sus estudios acerca de los polÃ−meros.
Tabla 1: Fecha de descubrimiento y/o introducción de los primeros plásticos.
2
Plástico Año introducción
NITRATO DE CELULOSA 1868
ACETATO DE CELULOSA 1894
FENOL-FORMALDEHIDO 1909
ETERES DE CELULOSA 1912
VINILOS 1927
UREA-FORMALDEHIDO 1929
ACRILATOS 1931
FURANOS 1934
POLIESTIRENO 1937
POLIAMIDAS 1938
POLIESTERES 1942
POLIETILENO 1943
POLIPROPILENO 1957
FENOXI 1962
Plásticos conductores
A principios de la década del 70, Hideki Shirikawa, del Instituto de TecnologÃ−a de Tokio, confundió las
cantidades requeridas en la fórmula para obtener poliacetileno y añadió mil veces más catalizador del
que correspondÃ−a. El producto que obtuvo fue una pelÃ−cula 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 polÃ−mero pensó que podÃ−a 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 aquÃ− se conocÃ−an las propiedades aislantes de estos polÃ−meros 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
3
ambos casos la cadena del polÃ−mero se torna eléctricamente inestable y, al aplicar una diferencia de
potencial, los electrones se desplazan por el polÃ−mero.
Además del poliacetileno, se han descubierto otros polÃ−meros capaces de conducir la corriente eléctrica
cuando son dopados: polipirrol, politiofeno y polianilina.
Aunque no se conozcan aún con precisión los mecanismos fÃ−sicos que convierten los polÃ−meros en
conductores, la pureza y la organización de las cadenas poliméricas parecen tener mucha importancia.
AsÃ−, cuando se modifica la organización estructural del polÃ−mero, se puede mejorar la conductividad.
La polianilina es uno de los polÃ−meros preferidos para muchas aplicaciones, ya que se conocen muy bien
sus propiedades: es de fácil fabricación, muy estable en el aire y es el polÃ−mero 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.
Fuente, BibliografÃ−a:
• QUÃ MICA I, Sistemas materiales. Estructura de la materia. Transformaciones quÃ−micas, 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.
*Punto 2:
Industria Plástica.
Este año fue malo para la industria Argentina. Según datos de sector, la capacidad ociosa del sector
productor de plásticos se ubica en un rango del 40% al 60% según el subsector del que se trate y el destino
final de la producción.
El plástico es una “Industria de Industrias”, con lo cual su rendimiento se ve afectado por el comportamiento
de las ramas de actividad a las q provee el material. AsÃ−, lo suerte de la Industria plástica está atada a la
de otros sectores Industriales (alimentación, automotor, laboratorios, construcción) que este año han visto
su demanda enorme deprimida.
Según datos de la CAIP (Cámara Argentina de la Industria Plástica), dependiendo de cada subsector, el
consumo de materias primas plásticos en los primeros nueve meses del año ha disminuido entre un 30% y
un 50% contra el mismo periodo del año pasado. A su vez, las materias primas plásticos de origen
petroquÃ−mico aumentaron al ritmo de la de previsión del peso, con lo que su valor se incrementó entre un
200 y 250% durante este año.
Por su parte, las importaciones de productos plásticos han caÃ−do alrededor de un 60%. La alternativa de
sustitución de importaciones implica una inversión para la cual hace falta financiación.
Principales Productores:
El principal productor es Estados Unidos, que produce y consume tres veces más plásticos que sus
4
inmediatos seguidores, Japón y Alemania. La producción de Estados Unidos es el orden del 35 MT
mientras que el de Japón es de 14 MT y el de Alemania de 11 Mt.
El nivel de producción de los tres principales paÃ−ses es parecido al del consumo.
A continuación enumeramos a los principales productores de plásticos TOP10
• E.E.U.U.
• Japón.
• Alemania.
• Francia.
• Bélgica.
• Italia.
• Canadá.
• España.
• Gran Bretaña.
• Australia.
Principales paÃ−ses consumidores y productores de plásticos.
Producción. Consumo. Consumo per Cápita.
PaÃ−ses:
E.E.U.U.
Japón.
Alemania.
Francia.
Bélgica.
Italia.
Canadá.
España.
G. Bretaña.
Australia.
1994
34.142
13.034
11.130
5.200
3.900
3.485
2.938
2.487
2.185
1.018
1995
35.701
14.027
11.100
5.100
3.480
3.177
2.594
2.665
1.011
%
4,6
7,6
-0,3
-1,9
-0,1
8,1
4,3
2,2
-0,7
1994
29.317
10.840
10.000
4.084
1.217
5.015
2.480
2.510
3.958
1.200
1995
33.916
11.308
9.780
4.040
5.140
2.505
2.724
3.987
1.270
%
15,7
4,3
-2,2
-1,1
2,5
1,0
8,5
0,7
5,8
1994
103
87
125
71
122
89
86
63
69
68
1995
128
90
122
70
91
87
68
68
70
%
7,9
3,8
-2,2
-1,4
2,2
1,1
7,9
-0,5
2,9
Fuente: BoletÃ−n de ANAIP. Producción y consumo en miles de toneladas. Consumo per cápita en kilos
por habitante.
[*] PRODUCTOS SEMIELABORADOS PLASTICOS:
(*)De donde importamos:
PaÃ−s de Origen
Brasil
China
Chile
E.E.U.U
Bélgica
2009
28.478
10.744
10.550
5.859
4.635
Toneladas
30,5 %
11,5%
11,3%
6,3%
5,0%
%
5
3.069
2.973
2.925
2.453
1.477
1.387
1.214
1.146
16.516
93.426
Colombia
Taiwán
Alemania
Uruguay
India
Perú
Francia
Italita
Otros
Total
3,3%
3,2%
3,1%
2,6%
1,6%
1,5%
1,3%
1,2%
17,7%
100%
(*)Destino de las Exportaciones:
PaÃ−s de Destino
Brasil
Chile
Uruguay
E.E.U.U
Paraguay
Venezuela
Bolivia
Australia
Sudáfrica
Hong Kong
Rep.- Dominicana
Colombia
México
Perú
Otros PaÃ−ses
Total
2009
Toneladas
33,5%
16,7%
10,6%
4,3%
3,5%
2,8%
2,2%
1,9%
1,9%
1,8%
1,7%
1,7%
1,6%
1,6%
14,5%
100,0%
32.037
16.000
10.117
4.083
3.315
2.652
2.096
1.792
1.778
1.703
1.657
1.618
1.507
1.496
13.854
95.705
%
[*]Productos Terminados Plásticos:
(*)Detalles de las importaciones:
Rubros
2005
2006
Toneladas %
Envases y sus
29.799 36,3
partes
MarroquinerÃ−a
8.882 10,8
de plástico
ArtÃ−culos de
economÃ−a
4.285 5,2
domestica
2007
Toneladas %
2008
Toneladas %
2009
Toneladas %
Toneladas %
32.598 34,6
36.157 34,7
34.069 30,8
26.575 30,8
9.554 10,1
10.031 9,6
12.445 11,3
8.603 10,0
5.654 6,0
5.353
5.925
5.644 6,5
5,1
5,4
6
Arts. Sanitarios
y
2.478 3,0
3.002 3,2
3.898 3,7
3.738 3,4
3.384 3,9
p/construcción
Telas vinilicas y
3.044 3,7
2.902 3,1
3.294 3,2
3.913 3,5
3.247 3,8
poliuretanica
Muebles y sillas
5.865 7,1
7.193 7,6
7.838 7,5
8.767 7,9
3.152 3,6
plásticas
Objetos
p/adornos de
1.308 1,6
1.406 1,5
1.816 1,7
2.140 1,9
2.175 2,5
interiores
Arts. De oficina
y Arts.
1.641 2,0
1.763 1,9
1.747 1,7
2.049 1,9
1.956 2,3
Escolares
Sacos y talegas
2.319 2,8
2.267 2,8
1.908 1,8
2.526 2,3
1.879 2,2
p/envasar
Arts. P/higiene,
lab, farmacia y 1.268 1,5
1.336 1,4
1.143 1,1
1.199 1,1
1.400 1,6
medicina
Los demás
12.127 14,8
15.962 16,9
19.348 18,6
21.063 19,1
17.139 19,8
artÃ−culos(1)
Otros
9.108 11,1
10.182 10,8
11.670 11,2
12.711 11,5
11.260 13,0
artÃ−culos (2)
Total
82.124 100,0
94.179 100,0
104.203 100,0
110.545 100,0
86.414 100,0
(1) Comprende Los Demás Productos Terminados Plásticos del CapÃ−tulo 39 del Nomenclador Común
del Mercosur (NCM) (2) Comprende Otros Productos Terminados Plásticos ubicados en otros CapÃ−tulos distintos del
CapÃ−tulo 39 del Nomenclador Común del Mercosur (NCM) *Grafico de toneladas.
*Grafico de porcentajes:
(*)Detalle de las exportaciones:
Rubros
Envases y sus
partes
Arts. Sanitarios
y
p/construcción
ArtÃ−culos de
economÃ−a
domestica
Muebles y sillas
plásticas
Sacos y talegas
p/envasar
2005
2006
Toneladas %
2007
Toneladas %
2008
Toneladas %
2009
Toneladas %
Toneladas %
43.033 76,7
50.769 78,1
51.728 76,8
51.768 76,8
45.415 77,2
2.976 5,3
3.770 5,8
4.044 6,1
4.922 7,3
4.324 7,3
2.861 5,1
3.049 4,7
2.770 4,2
2.453 3,6
2.026 3,4
982
1,8
1.049 1,6
1.063 1,6
858
1,3
860
1,5
760
1,4
517
460
312
0,5
511
0,9
0,8
0,7
7
Telas vinilicas y
626
1,1
617
0,9
706
1,1
816
1,2
444
0,8
poliuretanicas
Papeles vinilicos 299
0,5
365
0,6
449
0,7
378
0,6
300
0,5
Los demás
3.523 6,3
3.376 5,2
3.485 5,2
3.918 5,8
3.666 6,2
artÃ−culos (1)
Otros productos
1.043 1,9
1.481 2,3
1.718 2,6
1.974 2,9
1.301 2,2
(2)
Total
56.103 100,0
64.993 100,0
66.423 100,0
67.399 100,0
58.847 100,0
(1) Comprende Los Demás Productos Terminados Plásticos del CapÃ−tulo 39 del Nomenclador Común
del Mercosur (NCM) (2) Comprende Otros Productos Terminados Plásticos ubicados en otros CapÃ−tulos distintos del
CapÃ−tulo 39 del Nomenclador Común del Mercosur (NCM) *Punto3:
Propiedades de los plásticos: A pesar de la gran variedad en la composición y estructura que pueden
presentar los distintos plásticos, hay una serie de propiedades comunes que poseen los plásticos y que los
distinguen de otros materiales.
El rango de densidades de los plásticos es relativamente bajo y se extiende desde 0.9 hasta 2.3 g/cm 3 (tabla
3). Entre los plásticos de mayor consumo se encuentran el PE y el PP, ambos materiales con densidad
inferior a la del agua. La densidad de otros materiales es varias veces mayor, como el aluminio con densidad
2.7 g/cm3 o el acero con 7.8 g/cm3. Esta densidad tan baja se debe fundamentalmente a dos motivos; por un
lado los átomos que componen los plásticos como C, H, O y N son ligeros, y por otro, las distancias
medias de los átomos dentro de los plásticos son relativamente grandes.
Material
Densidad(g/cm3)
Cond. Térmica
(w/mk)
Cond. Eléctrica (s)
Plásticos
0.9-2.3
P.E
0.9-1.0
P.C
1.0-1.2
P.V.C
1.2-1.4
0.15-0.5
0.32-0.4
---
---
---
…
---
1.0-1.5
El valor de la conductividad térmica de los plásticos es sumamente pequeño. Los metales, por ejemplo,
presentan conductividades térmicas 2000 veces mayores que los plásticos, esto se debe a la ausencia de
electrones libres en el material. Un inconveniente de la baja conductividad aparece durante la transformación
de los plásticos. El calor necesario para transformar los plásticos se absorbe de manera muy lenta y, por
otra parte la eliminación del calor resulta igualmente costosa. Durante el uso de los plásticos, la baja
conductividad térmica aparece como una ventaja, pues permite el empleo de estos materiales como
aislantes.
Igualmente los plásticos conducen muy mal la corriente eléctrica. Presentan resistencias muy elevadas, y
por tanto, bajas conductividades. La resistencia eléctrica es función de la temperatura, y a elevadas
temperaturas conducen mejor. Gracias a su elevada resistencia eléctrica los plásticos se utilizan
frecuentemente como aislantes eléctricos de aparatos y conducciones que funcionan con corriente o la
transportan.
Por otra parte, los termoplásticos amorfos como el PC, PMMA, PVC, resinas de UP presentan transparencia
que no difieren mucho del propio vidrio. Su transparencia es aprox. del 90% (relación entre la intensidad de
la luz transmitida sin desviación y la luz incidente). La transparencia de los plásticos se puede perder, al
8
menos parcialmente, por exposición a la intemperie o a cambios bruscos de temperatura.
Clasificación de los materiales plásticos.
Como se ha podido apreciar, existe una gran cantidad de materiales para fabricar engranajes plásticos, sin
embargo se pueden agrupar en dos grandes grupos, esencialmente en dependencia de las cadenas de
polÃ−meros:
Termoplásticos: Si la cadena de polÃ−meros permanece linear y separada después del moldeo.
Termoestables: Si la cadena se convierte en una cadena tridimensional reticulada.
Para seleccionar el material, en el caso particular de los engranajes plásticos, hay que basarse en factores
tales como: Absorción de humedad, resistencia al impacto, resistencia a la tracción y costos.
Materiales termoplásticos. CaracterÃ−sticas y propiedades mecánicas.
Los materiales termoplásticos son polÃ−meros lineales, que pueden ser ramificados o no y puesto que no se
encuentran entrecruzados son polÃ−meros solubles en algunos disolventes orgánicos, son capaces de fundir
y son reciclables. Los termoplásticos más frecuentes como PE, PP, PS y PVC se fabrican y emplean en
cantidades muy grandes, si los comparamos con los plásticos restantes. Más de la mitad de la cifra total
procesada corresponde a los cuatro plásticos citados.
Para que un polÃ−mero tenga aplicación como termoplástico debe tener una temperatura de transición
vÃ−trea Tg (si se trata de un material amorfo), o una temperatura de fusión Tm (si se trata de un material
cristalino), superior a la temperatura ambiente. Por lo general los materiales termoplásticos presentan un
buen conjunto de propiedades mecánicas, son fáciles de procesar, reciclables y bastante económicos. La
principal desventaja deriva del hecho de que son materiales que funden, de modo que no tienen aplicaciones a
elevadas temperaturas puesto que comienzan a reblandecer por encima de la Tg, con la consiguiente
pérdida de propiedades mecánicas. Dentro de los materiales termoplásticos los más comúnmente
usados son:
ABE (acrilonitrilo-butadieno-estireno): Muy tenaz, pero duro y rÃ−gido; resistencia quÃ−mica aceptable;
baja absorción de agua, por lo tanto buena estabilidad dimensional; alta resistencia a la abrasión; se recubre
con una capa metálica con facilidad.
Acetal: Muy fuerte, plástico rÃ−gido usado en ingenierÃ−a con estabilidad dimensional excepcional, alta
resistencia a la deformación plástica y a la fatiga por vibración; bajo coeficiente de fricción; alta
resistencia a la abrasión y a los productos quÃ−micos; conserva la mayorÃ−a de sus propiedades cuando se
sumerge en agua caliente; baja tendencia a agrietarse por esfuerzo.
AcrÃ−lico: Alta claridad óptica; excelente resistencia a la intemperie en exteriores; duro, superficie brillante;
excelentes propiedades eléctricas, resistencia quÃ−mica aceptable; disponible en colores brillantes
transparentes.
Celulósicos: Familia de materiales tenaces y duros; acetato, propionato, butirato de celulosa y etil celulosa.
Los márgenes de las propiedades son amplios debido a las composiciones; disponible con diversos grados de
resistencia a la intemperie, humedad y productos quÃ−micos; estabilidad dimensional de aceptable a mala;
colores brillantes.
Fluoroplásticos: Gran familia (PTFE, FEP. PFA, CTFE, ECTFE, ETFE y PVDF) de materiales
caracterizados por excelente resistencia eléctrica y quÃ−mica, baja fricción y estabilidad sobresaliente a
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altas temperaturas; la resistencia es de baja a moderada; su costo es alto.
Nylon (poliamida): Familia de resinas usadas en ingenierÃ−a que tienen tenacidad y resistencia sobresalientes
al desgaste, bajo coeficiente de fricción y propiedades eléctricas y resistencia quÃ−mica excelentes. Las
resinas son higroscópicas; su estabilidad dimensional es peor que la de la mayorÃ−a de otros plásticos
usados en ingenierÃ−a.
à xido Fenileno: Excelente estabilidad dimensional (muy baja absorción de humedad); con propiedades
mecánicas y eléctricas superiores sobre un amplio margen de temperaturas. Resiste la mayorÃ−a de los
productos quÃ−micos, pero es atacado por algunos hidrocarburos.
Poli carbonato: Tiene la más alta resistencia al impacto de los materiales transparentes rÃ−gidos; estabilidad
en exteriores y resistencia a la deformación plástica bajo carga excelentes; resistencia a los productos
quÃ−micos aceptable; algunos solventes aromáticos pueden causar agrietamiento al esfuerzo.
Poliéster: Estabilidad dimensional, propiedades eléctricas, tenacidad y resistencia quÃ−mica excelentes,
excepto a los ácidos fuertes o bases; sensible al ranurado; no es adecuado para uso en exteriores o en
instalaciones para agua caliente; también disponible en los termo fraguantes.
Polietileno: Amplia variedad de grados: compuestos con densidad baja, mediana y alta. Los tipos BD son
flexibles y tenaces. Los tipos MD y AD son más fuertes, más duros y más rÃ−gidos; todos son materiales
de peso ligero, fáciles de procesar y de bajo costo; poca estabilidad dimensional y mala resistencia al calor;
resistencia quÃ−mica y propiedades eléctricas excelentes. También se encuentra en el mercado
polietileno de peso molecular ultra-alto.
Poliamida: Gran resistencia al calor (5OOºF continuos, 9OOºF intermitente) y al envejecimiento por el
calor. Resistencia al impacto y resistencia al desgaste altas; bajo coeficiente de expansión térmica;
excelentes propiedades eléctricas; difÃ−cil de procesar por los métodos convencionales; alto costo.
Sulfuro de polifenileno: Resistencia sobresaliente quÃ−mica y térmica (450ºF continuos); excelente
resistencia a baja temperatura; inerte a la mayorÃ−a de los compuestos quÃ−micos en un amplio rango de
temperaturas; inherentemente de lenta combustión. Requiere alta temperatura para su proceso.
Polipropileno: Resistencia sobresaliente a la flexión y al agrietamiento por esfuerzo; resistencia quÃ−mica y
propiedades eléctricas excelentes; buena resistencia al impacto arriba de 15ºF; buena estabilidad
térmica; peso ligero, bajo costo, puede aplicársele una capa galvanoplástica.
Poliestireno: Bajo costo, fácil de procesar, material rÃ−gido, claro, quebradizo como el cristal; baja
absorción de humedad, baja resistencia al calor, mala estabilidad en exteriores; con frecuencia se modifica
para mejorar la resistencia al calor o al impacto.
Polisulfona: La más alta temperatura para la deflexión por calor entre los termoplásticos que se procesan
por fusión; requiere alta temperatura de proceso; tenaz (pero sensible al ranurado), fuerte y rÃ−gido;
propiedades eléctricas y estabilidad dimensional excelentes, a una alta temperatura puede aplicársele una
capa galvanoplástica; alto costo.
Poliuretano: Material tenaz, de extrema resistencia a la abrasión y al impacto; propiedades eléctricas y
resistencia quÃ−mica buenas; puede obtenerse en pelÃ−culas, modelos sólidos o espumas flexibles; la
exposición a la radiación ultravioleta produce fragilidad, propiedades de menor calidad y color amarillo;
también hay poliuretanos termofraguantes.
Cloruro de polivinilo: Muchos tipos disponibles; los rÃ−gidos son duros, tenaces y tienen excelentes
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propiedades eléctricas, estabilidad en exteriores y resistencia a la humedad y a los productos quÃ−micos;
los flexibles son fáciles de procesar, pero tienen propiedades de menor calidad; la resistencia al calor va de
baja a moderada para la mayorÃ−a de los tipos de PVC; bajo costo.
Materiales termoestables. CaracterÃ−sticas y propiedades mecánicas
Los plásticos termoestables son materiales que adquieren un estado final reticulado (entrecruzado), que hace
que el material sea insoluble e incapaz de fundir otra vez. A partir de materias primas de bajo peso molecular
se forma, en una primera fase, un producto intermedio (prepolÃ−mero), de peso molecular intermedio, no
reticulado o muy poco y por tanto todavÃ−a capaz de fundir (y por tanto de rellenar un molde).
La reticulación espacial que da lugar a la formación de la macromolécula termoestable tiene lugar por
reacción quÃ−mica (curado) durante el moldeo de la pieza, es decir, durante el proceso de transformación.
Puesto que no funden y no reblandecen son materiales que presentan muy buenas propiedades a elevadas
temperaturas. Junto con su alta resistencia térmica presentan alta resistencia quÃ−mica, rigidez, dureza
superficial, buena estabilidad dimensional, etc.
Los termoestables requieren métodos de transformación lentos, puesto que la reacción de
polimerización tiene lugar durante la transformación. Los acabados son pobres comparados con los de la
mayorÃ−a de los termoplásticos; por lo general las resinas termoplásticas son bastantes opacas y en
muchos casos presentan cierta coloración amarillenta.
Los ejemplos más corrientes de estos materiales son los poliuretanos reticulados (PUR), las resinas de
fenol-formaldehido (fenoplastos) y las resinas de amina-formaldehido (aminoplastos)
A continuación se exponen algunos de estos materiales:
AlquÃ−dicos: Propiedades eléctricas y resistencia al calor excelentes; más fáciles y rápidos de moldear
que la mayorÃ−a de los termoestables; no son productos volátiles.
Alilos (dialilftalatos): Estabilidad dimensional y propiedades eléctricas sobresalientes; fáciles de moldear,
excelente resistencia a la humedad y a los productos quÃ−micos a temperaturas altas.
Amino (urea, melamina): Resistencia a la abrasión y a astillarse; buena resistencia a los disolventes; la urea
se moldea con mayor rapidez y cuesta menos que la melamina; la melamina tiene una superficie más dura y
más alta resistencia al calor y a los productos quÃ−micos.
Resinas epóxicas: Resistencia mecánica excepcional, sus propiedades eléctricas y de adhesión superan
a la mayorÃ−a de los materiales; baja contracción durante el moldeo; algunas fórmulas pueden curarse sin
calor o presión.
Fenólicas: Material de bajo costo con buen equilibrio de las propiedades mecánicas, eléctricas y
térmicas; limitadas a colores negro y café.
Poliéster: Excelente equilibrio de propiedades, colores ilimitados; transparentes u opacos; no libera
volátiles durante el curado, pero la contracción en el moldeo es alta; se pueden usar moldes de bajo costo
sin calor o presión; utilizado ampliamente con refuerzo de vidrio para producir componentes "de fibra de
vidrio"; también hay poliéster termoplástico.
Poliuretano: Puede ser flexible o rÃ−gido, dependiendo de la fórmula; presentan excepcional tenacidad y
resistencia a la abrasión y al impacto; particularmente adecuado para piezas grandes hechas de espuma, ya
sea en tipos rÃ−gidos o flexibles; también se produce con fórmulas termoplásticas.
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Siliconas: Resistencia al calor (desde -100ºF a +500ºF), propiedades eléctricas y compatibilidad con los
tejidos del cuerpo sobresalientes; su curado es mediante una variedad de mecanismos; alto costo; disponible
en muchas formas: resinas para laminados, resinas para moldeo, revestimientos, vaciados o resinas vertidas y
selladores.
TIPOS DE PLÔSTICOS:
1. POLIETILENO:
Se le llama con las siglas PE. Existen fundamentalmente tres tipos de polietileno:
a) PE de Alta Densidad: Es un polÃ−mero obtenido del etileno en cadenas con moléculas bastantes juntas.
Es un plástico incoloro, inodoro, no toxico, fuerte y resistente a golpes y productos quÃ−micos. Su
temperatura de ablandamiento es de 120º C. Se utiliza para fabricar envases de distintos tipos de
fontanerÃ−a, tuberÃ−as flexibles, prendas textiles, contenedores de basura, papeles, etc. Todos ellos son
productos de gran resistencia y no atacables por los agentes quÃ−micos.
b) PE de Mediana Densidad: Se emplea en la fabricación de tuberÃ−as subterráneas de gas natural los
cuales son fáciles de identificar por su color amarillo.
c) PE de Baja Densidad: Es un polÃ−mero con cadenas de moléculas menos ligadas y más dispersas. Es
un plástico incoloro, inodoro, no toxico, más blando y flexible que el de alta densidad. Se ablanda a partir
de los 85 ºC. Por tanto se necesita menos energÃ−a para destruir sus cadenas, por otro lado es menos
resistente. Aunque en sus más valiosas propiedades se encuentran un buen aislante. Lo podemos encontrar
bajo las formas de transparentes y opaco. Se utiliza para bolsas y sacos de los empleados en comercios y
supermercados, tuberÃ−as flexibles, aislantes para conductores eléctricos (enchufes, conmutadores),
juguetes, etc. que requieren flexibilidad.
2. POLIPROPILENO:
Se conoce con las siglas PP. Es un plástico muy duro y resistente. Es opaco y con gran resistencia al calor
pues se ablanda a una temperatura más elevada (150 ºC). Es muy resistente a los golpes aunque tiene poca
densidad y se puede doblar muy fácilmente, resistiendo múltiples doblados por lo que es empleado como
material de bisagras. También resiste muy bien los productos corrosivos. Se emplean en la fabricación de
estuches, y tuberÃ−as para fluidos calientes, jeringuillas, carcasa de baterÃ−as de automóviles,
electrodomésticos, muebles (sillas, mesas), juguetes, y envases. Otra de sus propiedades es la de formar
hilos resistentes aptos para la fabricación de cuerdas, zafras, redes de pesca.
3. POLIESTIRENO:
Se designa con las siglas PS. Es un plástico más frágil, que se puede colorear y tiene una buena
resistencia mecánica, puesto que resiste muy bien los golpes. Sus formas de presentación más usuales son
la laminar. Se usa para fabricar envases, tapaderas de bisuterÃ−a, componentes electrónicos y otros
elementos que precisan una gran ligereza, muebles de jardÃ−n, mobiliario de terraza de bares, etc. La forma
esponjosa también se llama PS expandido con el nombre POREXPAN o corcho blanco, que se utiliza para
fabricar embalajes y envases de protección, asÃ− como en aislamientos térmicos y acústicos en paredes
y techos. También se emplea en las instalaciones de calefacción.
4. POLICLORURO DE VINILO:
Se designa con las siglas PVC. El PVC es el material plástico más versátil, pues puede ser fabricado con
muy diversas caracterÃ−sticas, añadiéndole aditivos que se las proporcionen. Es muy estable, duradero y
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resistente, pudiéndose hacer menos rÃ−gido y más elástico si se le añaden un aditivo más
plastificante.
Se ablanda y deforma a baja temperatura, teniendo una gran resistencia a los lÃ−quidos corrosivos, por lo que
es utilizado para la construcción de depósitos y cañerÃ−as de desagüe.
El PVC en su presentación más rÃ−gida se emplea para fabricar tuberÃ−as de agua, tubos aislantes y de
protección, canalones, revestimientos exteriores, ventanas, puertas y escaparates, conducciones y cajas de
instalaciones eléctricas.
5. LOS ACRÃ LICOS:
En general se trata de polÃ−metros en forma de gránulos preparados para ser sometidos a distintos procesos
de fabricación. Uno de los más conocidos es el polimetacrilato de metilo. Suele denominarse también
con la abreviatura PMMA. Tiene buenas caracterÃ−sticas mecánicas y de puede pulir con facilidad. Por esta
razón se utiliza para fabricar objetos de decoración. También se emplean como sustitutivo del vidrio para
construir vitrinas, dada su resistencia a los golpes.
En su presentación traslucida o transparente se usa para fabricar letreros, paneles luminosos y gafas
protectoras.
Otras aplicaciones del metacrilato las encontramos en ventanas de alion, piezas de óptica, accesorios de
baño, o muebles. También es muy práctico en la industria del automóvil. A partir del polvo plástico
acrÃ−lico se fabrican aparatos sanitarios (bañeras, lavabos, fregaderos).
Antiguamente se designaba comercial de plexiglás. Pero uno de los principales inconvenientes de este
utilÃ−simo es su elevado precio.
6. LAS POLIAMIDAS:
Se designan con las siglas PA. La poliamida mas conocida es el nylon. Puede presentarse de diferentes formas
aunque los dos mas conocidos son la rÃ−gida y la fibra. Es duro y resiste tanto al rozamiento y al desgaste
como a los agentes quÃ−micos.
En su presentación rÃ−gida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como
ruedas de todo tipo (convencionales, etc.) tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos,
herramientas y utensilios caseros, etc.
En su presentación como fibra, debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza este plástico en la
industria textil y en la cordelerÃ−a para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles.
¿Qué son los polÃ−meros?
La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes
llamadas polÃ−meros.
Los polÃ−meros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas
monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen
ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.
Existen polÃ−meros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de
celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer
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telas y papel. La seda es otro polÃ−mero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La
lana, proteÃ−na del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de
Guayule, son también polÃ−meros naturales importantes.
Sin embargo, la mayor parte de los polÃ−meros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos
con propiedades y aplicaciones variadas.
Lo que distingue a los polÃ−meros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son
sus propiedades mecánicas. En general, los polÃ−meros tienen una excelente resistencia mecánica debido
a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la
composición quÃ−mica del polÃ−mero y pueden ser de varias clases.
Tipos De PolÃ−meros
Concepto y clasificación
Un polÃ−mero (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 polÃ−mero 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; asÃ−, hablamos de dÃ−meros, trÃ−meros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El
término polÃ−mero designa una combinación de un número no especificado de unidades. De este modo,
el trióximetileno, es el trÃ−mero del formaldehÃ−do, por ejemplo.
Si el número de unidades es muy grande, se usa también la expresión gran polÃ−mero. Un polÃ−mero
no tiene la necesidad de constar de moléculas individuales todas del mismo peso molecular, y no es
necesario que tengan toda la misma composición quÃ−mica y la misma estructura molecular. Hay
polÃ−meros naturales como ciertas proteÃ−nas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas
individuales tienen todo el mismo peso molecular y la misma estructura molecular; pero la gran mayorÃ−a de
los polÃ−meros sintéticos y naturales importantes son mezclas de componentes poliméricos
homólogos. La pequeña variabilidad en la composición quÃ−mica 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
copolÃ−meros. 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 copolÃ−meros y ciertos polÃ−meros
cristalinos.
PolÃ−meros isómeros
Los polÃ−meros isómeros son polÃ−meros que tienen esencialmente la misma composición de porcentaje,
pero difieren en la colocación de los átomos o grupos de átomos en las moléculas. Los polÃ−meros
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 (los - representan los enlaces entre si)
- CH2—CHX- CH2- CHX- CH2- CHX-CH2-CHXCabeza a cabeza
- CHX- CH2-- CH2- CH2- CHX- CHX-CH2- CH2- CHX
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Y cola a cola o en la orientación de sustituyentes o cadenas laterales con respecto al plano de la cadena axial
hipotéticamente extendida.
La isomerÃ−a cis-trans puede ocurrir, y probablemente ocurre, para cualquier polÃ−mero que tenga ligaduras
dobles distintas a las que existen en los grupos vinilo pendientes (los unidos a la cadena principal).
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 tenÃ−a ninguna utilidad. En ese año, Giulio
Natta en Milán, utilizó para hacer polipropileno, los catalizadores que Karl Ziegler habÃ−a 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 habÃ−a podido hacer polÃ−meros atácticos,
sin regularidad estructural.
El polipropileno atáctico es un material ceroso, con pésimas propiedades mecánicas.
Otros catalizadores permiten colocar los grupos alternadamente, formando polÃ−meros que se llaman
sindiotácticos, los cuales, como los isotácticos, tienen muy buenas propiedades.
HomopolÃ−meros y CopolÃ−meros
Los materiales como el polietileno, el PVC, el polipropileno, y otros que contienen una sola unidad
estructural, se llaman homopolÃ−meros. Los homopolÃ−meros, además, contienen cantidades menores de
irregularidades en los extremos de la cadena o en ramificaciones.
Por otro lado los copolÃ−meros 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 polÃ−meros y lograr
nuevas aplicaciones. Lo que se busca es que cada monómero imparta una de sus propiedades al material
final; asÃ−, por ejemplo, en el ABS, el acrilonitrilo aporta su resistencia quÃ−mica, 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 copolÃ−meros van
variando también, de manera que el proceso de copolimerización permite hasta cierto punto fabricar
polÃ−meros 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 fÃ−sicas de polÃ−meros, 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 difÃ−cil 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
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hay un efecto sinergÃ−stico, en el sentido en que la resistencia mecánica es mejor en algunos aspectos que a
la de cualquiera de los dos polÃ−meros. Esto no es frecuente, porque puede ocurrir únicamente cuando
existe perfecta compatibilidad ente los dos polÃ−meros y por regla general no la hay, asÃ− que en la
mayorÃ−a de los casos debe agregarse un tercer ingrediente para compatibilizar la mezcla. Lo que se emplea
casi siempre es un copolÃ−mero injertado, o uno de bloque que contenga unidades estructurales de los dos
polÃ−meros. Otras veces, se mezcla simplemente para reducir el costo de material.
En otros casos, pequeñas cantidades de un polÃ−mero de alta calidad puede mejorar la del otro, al grado de
permitir una nueva aplicación.
CopolÃ−meros y TerpolÃ−meros
A continuación se citarán los copolÃ−meros y terpolÃ−meros de mayor aplicación en la industria:
SAN
CopolÃ−mero de estireno-acrilonitrilo en los que el contenido de estireno varÃ−a 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 homopolÃ−meros del estireno.
Los copolÃ−meros 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 quÃ−mica, la resistencia al
agrietamiento ambiental y la resistencia térmica al aumentar el porcentaje en acrilonitrilo.
El SAN se usa cuando se requieren partes rÃ−gidas, 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 copolÃ−meros con 30% estireno y 70%
acrilonitrilo, son excelentes barreras contra el oxÃ−geno, el CO2 y la humedad.
ABS
TerpolÃ−mero acrilonitrilo-butadieno-estireno. Son materiales heterogéneos formados por una fase
homogénea rÃ−gida y una elastomérica.
Originalmente se mezclaban emulsiones de los dos polÃ−meros de SAN y polibutadieno. La mezcla era
coagulada para obtener ABS.
Hoy en dÃ−a 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. Baja temperatura de ablandamiento.
2. Baja resistencia ambiental.
3. Baja resistencia a los agentes quÃ−micos.
La incorporación del acrilonitrilo en la fase continua, imparte mayor temperatura de ablandamiento y mejora
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considerablemente la resistencia quÃ−mica. Sin embargo, la resistencia ambiental se vuelve todavÃ−a menor,
pero este problema se resuelve empleando aditivos. Las propiedades del ABS son suficientemente buenas para
varias aplicaciones:
• ArtÃ−culos moldeados
• ArtÃ−culos extruidos, etc.
CopolÃ−meros estireno-butadieno
à stos 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 copolÃ−meros 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
acrÃ−lico o los ésteres acrÃ−licos, que elevan la polaridad de los copolÃ−meros.
Otros CopolÃ−meros del Estireno.
MBS: Se obtienen injertando metacrilato de metilo o mezclas de metacrilato y estireno, en las cadenas de un
hule de estireno-butadieno.
AcrÃ−licos: CopolÃ−meros de metacrilato-butilacrilato-estireno o de metacrilato-hexilacrilato-estireno.
Otros copolÃ−meros importantes del estireno, se realizan polimerizando en suspensión, estireno en
presencia de divinil-benceno, para obtener materiales entrecruzados, que por sulfonación y otras reacciones
quÃ−micas 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 copolÃ−meros.
Las variables importantes de la fase continua son:
• Distribución de pesos moleculares.
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• Composición, cuando se trata de un copolÃ−mero.
Las variables importantes de la fase elastomérica son:
• Número, tamaño, distribución de tamaños y formas de las partÃ−culas dispersadas.
• Composición, si es un copolÃ−mero.
• 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 vÃ−trea. Un nivel de cloro del 36% resultó
experimentalmente para un buen balance al impacto-dispersabilidad-procesabilidad.
EVA
CopolÃ−mero del etileno y acetato de vinilo con 30% a 50% del acetato, posee propiedades elastoméricas.
Lubricantes
Los lubricantes mejoran la procesabilidad de los polÃ−meros, realizando varias importantes funciones.
• Reducen la fricción entre las partÃ−culas 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 polÃ−mero 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 polÃ−mero y
disminuyen la adherencia polÃ−mero metal.
• Ceras parafÃ−nicas, con pesos moleculares entre 300 y 1500, y temperaturas de fusión entre 65 y 75 °C.
Las lineales son más rÃ−gidas, 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.
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Los lubricantes internos y las amidas de los ácidos también se emplean con este fin.
*Punto 4:
Localización geográfica.
[4]Factores que pueden influir en la ubicación de una empresa:
* Haber tenido acceso al régimen de promoción fiscal (Crédito financiero) y la proximidad a clientes.
Por lo general cerca de la gran concentración de mercados en buenos Aires.
* La cercanÃ−a a la obtención de materias primas (planta de reciclaje o alguna petrolera), para la
aprovechación de materia prima.
* La competitividad con otras empresas, o la facilidad de conseguir ingresos.
Ej.:
La Filomena S.A: Ubicada en la localidad de Belén de Escobar, En la provincia de Buenos Aires.
En un previo de 60mil metros cuadrados d los cuales 18mil son cubiertos. Cerca de la entrada de la Colectora
Oeste de la ruta Panamericana a la altura del Kilómetro 52 y en la calle Estensoro al 2100.
Como llegar:
Desde Buenos Aires: se accede tomando la Panamericana Ramal Escobar y bajando en la salida Inmigrantes,
que se encuentra pasando la entrada de Escobar, se cruza la ruta por debajo del puente y se continúa por
Colectora Oeste (hacia Rosario) hasta la calle Estensoro (1 Km).
Y Desde Rosario/Zárate: tomando la Ruta Panamericana hacia Capital, subiendo el puente de Loma Verde
para tomar la Colectora Oeste hacia Capital hasta la calle Estensoro (2 Km).
En este caso eligió la conveniencia de tener cercanÃ−a a los clientes aprovechando la ruta como vÃ−a de
acceso. Y como en Buenos Aires se consume mucho plástico también es por el consumo.
En general las empresas plásticas no suelen estar cerca de la extracción de la materia prima, ya que para la
mayorÃ−a de los procesos para el plástico solo lo moldean y venden. Y por eso suelen ubicarse cerca de
rutas o avenida para tener mayos facilidad de transporte de las mercaderÃ−as y en mayor rapidez. Solo las
que producen mucha contaminación a la hora de realizar el proceso de fabricación del plástico suelen
encontrarse en las lejanÃ−as de la cuidad. Y algunas de ellas son las que realizan un pre tratamiento al
plástico para que solo haya q moldearlo para las industrias q se encuentran en la cuidad. Entonces se podrá
decir que si se encuentra una industria en una zona alejada a la cuidad en muy poco probable a que se dedique
hacer embases ya que no resultarÃ−a muy beneficioso económicamente, sino que se dedicarÃ−a a darle al
plástico las condiciones previas para realizarle solo pequeñas modificaciones que podrÃ−an llevarse a
cabo desde cualquier lugar. Dando asÃ− la ventaja a las empresas de poder ubicase donde les resulte mas
económicamente conveniente dentro de la cuidad sin preocuparse por el echo de realizar mucha
contaminación y de no tener q gastar tanto en maquinaria de tratamiento de materia prima.
Entonces solo habrÃ−a 2 tipos de industrias:
1- las que le dan la forma o lo acomplejan al plástico para darle otro fin.
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2- Las que obtienen plástico a partir del petróleo, reciclado, es decir, las que obtienen plástico mediante el
tratamiento de materias primas
Punto 5:
Composición, como se fabrica los plásticos, que materiales influyen, etc.
Primero analizaremos primero el proceso en general, es decir, los procesos por los que pueden pasar
todos los plásticos, y luego lo explicaremos.
Proceso productivo.
La primera parte de la producción de plásticos consiste en la elaboración de polÃ−meros en la
industria quÃ−mica. Hoy en dÃ−a la recuperación de plásticos post-consumidor es esencial
también. Parte de los plásticos determinados por la industria se usan directamente en forma de
grano o resina. Más frecuentemente, se utilizan varias formas de moldeo (por inyección, compresión,
rotación, inflación, etc.) o la extrusión de perfiles o hilos. Parte del mayor proceso de plásticos se
realiza en un horno.
Obtención y fabricación del plástico.
La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de
las materias primas, sÃ−ntesis del polÃ−mero básico, obtención del polÃ−mero como un producto
utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.
Materias primas.
En un principio, la mayorÃ−a de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como
la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del
almidón o del carbón. La caseÃ−na de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A
pesar de que la producción del nailon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que
el nailon 11 se fabrica todavÃ−a con semillas de ricino, la mayorÃ−a 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 lÃ−mite, se están
investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.
Se pueden obtener materias primas a partir del reciclado de los plásticos. Cada plástico posee un
código es la identificación del tipo de polÃ−mero del que esta hecho el plástico para su correcto
reciclaje.
El número presente en el código, está designado arbitrariamente para la identificación del
polÃ−mero del que esta hecho el plástico y no tiene nada que ver con la dificultad de reciclaje ni
dureza del plástico en cuestión.
EJ:
Tabla 1. Codificación internacional para los distintos plásticos.
Polietileno de
Tipo de
Polietileno Polietileno de Policloruro
baja
Polipropileno Poliestireno Otros
Plásticos Tereftalato alta densidad de Vinilo
densidad
Acrónimo PET
PEAD/HDPE PVC
PEBD/LDPE PP
PS
Otros
20
Código
1
2
3
4
5
6
7
SÃ−ntesis del polÃ−mero.
El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Como se comentaba
anteriormente, los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las
de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa
se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o lÃ−quida, si bien se realizan
también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se
forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interface los
monómeros se disuelven en dos lÃ−quidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interface
entre los dos lÃ−quidos.
Aditivos.
Con frecuencia se utilizan aditivos quÃ−micos para conseguir una propiedad determinada. Por
ejemplo, los antioxidantes protegen el polÃ−mero de degradaciones quÃ−micas causadas por el
oxÃ−geno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los
plastificantes producen un polÃ−mero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los
pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignÃ−fugas 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, compuestas de plástico y gas, proporcionan
una masa de gran tamaño pero muy ligera.
Forma y acabado.
Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres
factores: tiempo, temperatura y deformación. Pueden clasificarse como continuos o semicontÃ−nuos.
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.
Hay muchos procesos de fabricación de plásticos. Los procesos pueden ser divididos en dos:
Proceso de Presión y Proceso de poca Presión:
•Proceso de Poca presión: vaciado, infusión, insulado.
•Proceso de Presión (Termoplásticos)
•Moldeado de compresión: El molde es abierto, llenado con una gran cantidad de material para el
moldeado, y es cerrado bajo presión, causando que el material fluya dentro de la cavidad de
moldeado. La presión requerida depende del material a moldear y la geometrÃ−a del molde. El molde
se mantiene cerrado hasta que el material se cure, después el molde es abierto, la parte es retirada y
se repite el ciclo.
21
•Moldeado por inyección: Es el proceso más práctico, la operación es fácil, pero el equipo no. Un
material Termoplástico, que es viscoso a temperatura elevadas y es estable a temperaturas del
ambiente, se mantiene caliente. El material es forzado desde el reservorio hasta un molde que es
mantenido a bajas temperaturas, el molde es abierto tan pronto como el material se enfrÃ−a, la
velocidad del ciclo es determinada por la rapidez con que el material usado se enfrÃ−a, esto depende en
la conductibilidad térmica del material.
El 60% de las máquinas de transformación de plástico son máquinas de inyección.
•Extensión: El proceso de extensión consiste en estirar el plástico derretido. La aplicación de este
método es en la producción continua de largos filamentos, etc.
•Termoformas: Consiste en calentar una hoja de plástico; la forma de la pieza se da con la forma que
tenga el molde, tanto como por diferentes presiones de aire o por métodos mecánicos.
La extrusión.
Los termoplásticos se fabrican utilizando el extrusor, una máquina que procesa estos materiales. La
materia prima en forma de granos pequeños se introduce por un embudo en un cañón calentado,
donde un cilindro con rosca de tornillo la transporta a lo largo del tubo. El material se va fundiendo,
por lo que ocupa menos espacio, y va saliendo por un extremo. Posteriormente, la fabricación del
plástico se completa mediante dos procesos: la extrusión combinada con soplado y el moldeo con
inyección a presión.
1. Plástico se funde en el cilindro calefactor.
2. Se moldea por una boquilla extrusora.
3. Se enfrÃ−a y sale por un orificio que es el que da la forma.
La inyección.
Es un proceso semicontÃ−nuos que consiste en inyectar un polÃ−mero en estado fundido (o ahulado)
en un molde cerrado a presión y frÃ−o, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese
molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polÃ−meros semicristalinos. La pieza o
parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
Moldeado por Inyección.
1. PolÃ−mero se calienta y se funde en un cilindro calefactor.
2. El pistón inyecta el plástico fundido en el molde.
3. Obtenemos la pieza.
El soplado a partir de la extrusión y la inyección.
Extrusión-soplado
Es un proceso industrial empleado para la fabricación de objeto huecos como botellas, frascos,
juguetes, etc., que consiste en que por la boquilla de la extrusionadora sale una preforma hueca que se
introduce en estado pastoso en el interior de un molde.
Una vez dentro, se inyecta aire a presión para que el plástico se expansione hasta adaptarse a la
forma de este.
La materia prima plástica se funde y se procesa a través de una boquilla. Luego, mediante una serie
de operaciones auxiliares, se obtienen los productos de material plástico. Este proceso incluye la
22
generación de desechos sólidos, la utilización de agua para el enfriamiento, y, en algunos casos, de
disolventes quÃ−micos que emiten compuestos orgánicos volátiles responsables de la formación del
ozono troposférico.
Inyección-soplado
El núcleo del molde de inyección se construye como mandrÃ−n de soplado. Las preformas se
inyectan cÃ−clicamente sobre el mandrÃ−n con un cuello formado con precisión y un espesor de
pared variable que depende del ahuecamiento de las mitades del molde. Donde es apropiado, se dispone
de una estación de acondicionamiento para el estirado biaxial.
1. Una pieza (preforma) se calienta y se introduce en el molde.
2. Se insufla aire a presión. El plástico adopta la forma del molde.
3. Se obtiene la pieza.
El calandrado
Por extrusión con soplado.
1. PolÃ−mero fundido con are caliente y se saca por boquilla doble (cilÃ−ndrica)
2. Se secan, solidifican y pliegan por los rodillos guÃ−a. Se enrolla.
Es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos
de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos. La finalidad puede ser obtener
láminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lámina.
Calandrado de termoplásticos
Consiste en pasar el plástico en estado lÃ−quido por una serie de rodillos para producir una hoja
continua. Alguno de los rodillos puede estar grabado para dar una textura a la hoja resultante. El
espesor de la lámina esta dado por la distancia existente entre dos rodillos
1. PolÃ−mero comprimido entre rodillos. Láminas.
El termoconformado
Es un término genérico para la manufactura de componentes plásticos, los cuales son elaborados
mediante un proceso de vacÃ−o.
Consiste en calentar una lámina termoplástica hasta su reblandecimiento y en forzar el material
caliente y maleable contra las paredes de un molde.
La compresión
El moldeo por compresión consiste en comprimir un compuesto para que adopte la geometrÃ−a
deseada, manteniendo este compuesto bajo la acción de presión y temperatura mientras tiene lugar
una reacción quÃ−mica.
1. Proceso de curado: se aplica presión y calor a una preforma compacta (termoestable),
obteniéndose la forma definitiva.
2. Se extrae la pieza del molde.
Hilado.
1. Se tritura el polÃ−mero. Se vierte con nitrógeno en un recipiente a alta temperatura y presión.
23
2. Sale el polÃ−mero por una rejilla (finos hilos)
3.Se enfrÃ−an los hilos, se estiran y bobinan.
11.7. El espumado
En la producción de espumas de polÃ−meros, el CO2 y el nitrógeno ya sustituyen ventajosamente,
como agentes espumantes, a componentes nocivos para el medio ambiente. El CO2 es un espumante
fÃ−sico con las propiedades deseadas de un espumante ideal, procura eficacia, calidad e inocuidad
hacia el medio ambiente.
1. Se introduce el material por agitación, insuflado o producto espumeante.
2. Se le da forma.
Moldeado al vacÃ−o.
1. Plancha plástica se calienta. Arriba con lámparas infrarrojas; abajo vacÃ−o. Adquiere forma
molde.
La Colada:
La colada consiste en el vertido del material plástico en estado lÃ−quido dentro de un molde, donde
fragua y se solidifica.
MAQUINAS:
Una máquina inyectora es un equipo capaz de plastificar el material polimérico y bombearlo hacia
un molde en donde llena una cavidad y adquiere la forma del producto deseado.
Una inyectora se compone de cuatro unidades principales:
La unidad de cierre
La unidad de inyección
La unidad de potencia
La unidad de control
Unidad de inyección:
La unidad de inyección está conformada por el tornillo y el barril de inyección, la boquilla y las
resistencias alrededor del barril.
El material sólido ingresa por la tolva a la zona de alimentación del tornillo, en esta zona es
transportado, por efecto de la rotación del tornillo dentro del barril, hacia la zona de fusión donde se
plastifica; finalmente el material es bombeado hacia la parte delantera del tornillo en la zona de
dosificación.
Durante el proceso de plastificación del material el tornillo gira constantemente. Cuando se va a
realizar la inyección hacia el molde, el tornillo deja de girar y actúa a manera de pistón, haciendo
fluir el plástico fundido hacia el molde y llenando las cavidades.
24
Unidad de cierre:
Consiste de una prensa conformada por dos placas porta moldes, una móvil y otra fija.
El sistema de accionamiento de la placa móvil puede ser un mecanismo de palancas acodadas,
accionado hidráulicamente, un cilindro hidráulico o un sistema eléctrico de tornillo sin fin
accionado por un motor.
El parámetro fundamental para dimensionar una unidad de cierre es su fuerza para mantener el
molde cerrado. Otros parámetros importantes en una unidad de cierre son: la distancia mÃ−nima
entre placas, la distancia máxima de apertura, las dimensiones de las placas y la distancia entre
columnas, la carrera del sistema de expulsión. Estos datos se utilizan para dimensionar los moldes.
Unidad de cierre:
Sistemas de accionamiento más comunes:
•De rodillera
•hidráulico
Unidad de Control de proceso:
Este sistema básicamente contiene un controlador lógico programable (PLC) y controladores PID
para las resistencias eléctricas del barril y de la boquilla.
El PLC permite programar la secuencia del ciclo de inyección y recibe señales de alarma, por
sobrepresión o finales de carrera, para detener el ciclo.
Los controladores PID son los más adecuados para el control de temperatura debido a su elevada
velocidad de respuesta para mantener la temperatura a los niveles requeridos.
Unidad de potencia:
Es el sistema que suministra la potencia necesaria para el funcionamiento de la unidad de inyección y
de la unidad de cierre. Los principales tipos de sistemas de potencia se pueden clasificar como.
Sistema de motor eléctrico con unidad reductora de engranajes
Sistema de motor hidráulico con unidad reductora de engranajes
Sistema hidráulico directo
Unidad de potencia:
Sistema de potencia eléctrico: El sistema eléctrico se utiliza generalmente en máquinas
relativamente pequeñas. Este sistema se emplea tanto para el giro del tornillo como para la apertura y
cierre del molde.
La máquina emplea dos sistemas mecánicos de engranajes y palancas acodadas, uno para el cierre
del molde y otro para el tornillo. Cada uno accionado por un motor eléctrico independiente.
25
Sistema de potencia hidráulico: Los motores hidráulicos son los más comúnmente utilizados, su
funcionamiento se basa en la transformación de la potencia hidráulica del fluido en potencia
mecánica.
A diferencia de los sistemas electromecánicos, donde la potencia es transmitida a través de
engranajes y palancas, en un sistema con fluidos estos elementos se sustituyen, parcial o totalmente, por
tuberÃ−as de conducción que llevan el fluido a presión a los pistones de inyección y de cierre del
molde.
En los sistemas hidráulicos es común utilizar presiones que varÃ−an entre los 70 y 140 kg/cm2. Las
ventajas del motor hidráulico con respecto al eléctrico pueden resumirse principalmente en:
Fácil variación de velocidades, regulando el volumen de fluido.
Permite arranques y paradas rápidos debido al pequeño momento de inercia.
Permite relaciones bajas de peso potencia, lo que posibilita alcanzar altas velocidades de inyección del
material.
Parámetros de una inyectora
Las principales caracterÃ−sticas utilizadas para dimensionar y comparar máquinas inyectoras son:
Capacidad o fuerza de cierre, Capacidad de inyección, Presión de inyección, Capacidad de
plastificación, Velocidad de inyección:
El ciclo de inyección se puede dividir en las siguientes etapas:
1. Cierre del molde: Se cierra el molde vacÃ−o, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido
para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos: primero con alta velocidad y baja
presión, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presión hasta que las dos partes del
molde hacen contacto, finalmente se aplica la presión necesaria para alcanzar la fuerza de cierre
requerida.
2. Inyección: El tornillo inyecta el material, actuando como pistón, sin girar, forzando el material a
pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presión de
inyección.
Presión de sostenimiento: Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante
aplicando una presión de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la
contracción de la pieza durante el enfriamiento. La presión de sostenimiento, usualmente, es menor
que la de inyección y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.
4. Nueva Plastificación: El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y
plastificándolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se
desarrolla una presión contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se
acumula el material requerido para la inyección.
5. Extracción: El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es disipado por el
fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y la
pieza es extraÃ−da.
26
Cierre del molde: El molde cierra y se reinicia el ciclo. En cuanto al consumo de potencia en cada una
de las etapas del ciclo, se observa que en el cierre del molde apenas se requiere la potencia necesaria
para vencer la fricción generada al desplazar la placa móvil. La etapa de inyección necesita la
potencia máxima durante un perÃ−odo muy corto. El desplazamiento de la unidad de inyección y la
apertura del molde requieren muy poca potencia.
Duración del Ciclo de Inyección
El tiempo que tarda un ciclo de inyección, permite establecer el costo y rentabilidad de una
producción.
El cierre y apertura del molde consumen el mismo tiempo. La suma de estas etapas es el tiempo de ciclo
en vacÃ−o, que es una constante de la máquina y la indica el fabricante; de igual manera, el fabricante
señala el número máximo de ciclos en vacÃ−o por minuto.
El tiempo total del ciclo se compone de:
• tiempo en vacÃ−o (tv)
• tiempo de inyección (ti)
• tiempo de aplicación de la presión de sostenimiento (Tp)
• tiempo de plastificación (tf)
• tiempo de solidificación o enfriamiento (ts).
Sistema de alimentación caliente:
Tipos de moldes
Sistemas de dos placas
Sistemas de tres placas
Todos ellos pueden contener carros manuales o hidráulicos.
Moldes de dos placas
Los moldes de dos placas o A y B son los más sencillos y comunes de todos los tipos de moldes. Estos
moldes utilizan un lado A estacionario y un lado B móvil.
La granza fundida se inyecta por medio de una corredera en el lado A y a lo largo de un sistema de
colada entra a la cavidad o cavidades del molde.
Moldes de tres placas
Los moldes de tres placas son una modificación del sistema de dos placas en la cual se añade una
placa central entre las placas móvil y estacionaria.
La placa central aÃ−sla la corredera y el sistema de colada, de las piezas.
El sistema de colada se forma entre la placa estacionaria y la central, y las piezas moldeadas se forman
entre la placa central y la móvil.
Al abrirse el molde, las piezas permanecen en la placa móvil y se expulsan desde ahÃ−. Sin embargo,
27
el sistema de colada y la corredera se separan de las piezas moldeadas y permanecen entre las placas
central y estacionaria.
Un sistema expulsor accionado por resortes que se encuentra en la placa central expulsa la colada.
Se pueden colocar puntos de inyección en varios sitios de las piezas más grandes para facilitar el
llenado.
Ubicación de los puntos de inyección
Los puntos de inyección siempre se deben de ubicar en la sección más gruesa de la pieza para
permitir el flujo de las secciones gruesas a las delgadas.
Venteo
Los orificios de ventilación en la cavidad del molde, permiten que el gas (aire) que se encuentra
presente en la cavidad escape mientras la resina la llena.
La ubicación de los orificios de ventilación depende de la distribución de la cavidad y puede
predecirse con exactitud por medio de la simulación del flujo. También se pueden usar inyecciones
cortas para descubrir las áreas donde se requiere el venteo.
Por lo general, los orificios de ventilación se deben colocar opuestos a los puntos de inyección.
Punto 6:
Tomaremos de ejemplo al POLIESTIRENO para desarrollar los procesos ya mencionados:
Definición: El Poliestireno es un material termoplástico incoloro y transparente producido de brea de
carbón y gas petróleo. Tiene una elevada fuerza de tensión, pero su resistencia al impacto es baja.
Este polÃ−mero es muy resistente a quÃ−micos inorgánicos, incluso a la acción de ácidos fuertes,
pero no lo es para muchos solventes orgánicos. Es soluble en hidrocarburos aromáticos y purificados.
Este es muy resistente al agua, tiene una excelente estabilidad dimensional y propiedades eléctricas.
El Poliestireno, es un material ideal para producir un moldeado por inyección.
Es usado para adaptadores de luz, reflectores, novedades de todo tipo, juguetes. Muchos de los
Poliestireno producidos son moldeados por estrujado como láminas y pueden ser moldeadas para
producir cajas de fantasÃ−a y para muchas aplicaciones de empaque. Los materiales de Poliestireno
pueden ser fabricados de manera fácil por muchos procesos, comunes para muchos termoplásticos,
incluyendo el moldeado por inyección, estrujado y orientación y moldeado a compresión. El
moldeado por estrujado y por inyección es muy importante en la manufactura de partes de
Poliestireno. El moldeado por compresión es usado raras veces para cosas de grandes partes con una
sección de cruceta pesada, o para partes producidas en pequeños volúmenes.
INFORMACION GENERAL DEL PROCESO
2.1 DIAGRAMA DE FLUJO
2.2 DESCRIPCION DEL PROCESO
El estireno monómero y los aditivos quÃ−micos son alimentados continuamente a un tanque de
polimerización con un agitador donde los procesos de prepolimerización y la polimerización son
28
iniciados, hasta que aproximadamente el 90% del compuesto es convertido en solución. La solución,
conteniendo el polÃ−mero, es bombeada hacia un desvolatizador, donde los residuos del estireno
monómero que no reaccionaron son vaporizados, condensados y reciclados continuamente tras la
primera etapa de polimerización. El poliestireno fundido fluye del alimentador de base cónica del
desvolatizador dentro de un moldeador que moldea, refrigera, seca y filtra el poliestireno en forma de
pÃ−ldoras o comprimidos. Luego, los comprimidos de poliestireno son transportados a los depósitos
de almacenamiento.
DESCRIPCION DE LA PLANTA
Con una maquina que opere de a tres turnos de ocho horas diarias, 25 dÃ−as al mes, se pueden llegar a
producir de 7,500 ton a 30,000 ton de poliestireno por año.
Las materias primas para la producción serian Estireno (su monómero), Aditivos quÃ−micos y
catalizadores.
Las maquinarias y equipos necesarios para la producción del mismo serian:
Tanque de prepolimerización con agitador, Alimentador de cera, Bomba aspiradora con motor,
Bomba del tanque de polÃ−mero, Bomba de estrujado del polÃ−mero, Matrices, Transmisor de
potencia hidráulica, Generador de potencia de fluido, Instrumentación, Bomba de aceite caliente con
motor, Bomba suministradora de aceite caliente con motor, Bomba suministradora de aceite frÃ−o con
motor, Filtros, Pre calentador, Condensador, Refrigerante, Reactor, Reductor, Prepolimerizador,
Desvolatizador, Tanque aspirador, Tanque de expansión de aceite caliente, Tanque de aceite frÃ−o,
Bomba de reciclado, Bomba de expulsión, Bomba alimentador de la mezcla, Bomba del estireno
monómero, Motor de reducción del tanque disolvente, Tanque de reciclado, Máquina
empaquetadora, Máquina cosedora de la correa transportadora, Chancadora de caucho, Moldeador
de comprimidos, Motores, Reductor con motor, Soplador de transferencia de potencia, Ciclón para
caucho, Soplador con eyector, Máquina selladora, Calentador de aceite, Torre de enfriamiento,
Bomba alimentador de prepolimerización, Compresor de aire, Bomba hidráulica, Cargador
automático, Agitador, Plato triturador, Removedor de polvo, Motor de vibración, Bomba con
medidor, Motor de varias velocidades, Eyector, Bomba de aceite combustible, Válvula giratoria.
Este proceso requiere de una alimentación de estireno (monómero) de entre 200-500 Kl, las cuales
serán provistas de sus respectivos tanques de alimentación. De silos para depositar el poliestireno ya
producido, como de 400M/T, tanques con la solución catalizadora necesaria para la reacción.
En las maquinas hay varios equipos que funcionan con aceite, por lo que se va a necesitar de tanques de
alimentación para estos equipos con dicho aceite, que puede ser en forma de aceite mineral o
combustible dependiendo de la maquina y del proceso que este haciendo.
Esto va a hacer que la planta o industria que este trabajando con estos procesos requiera de las
siguientes instalaciones, o que posea estos equipos:
Transformador, Control de alto y bajo voltaje, Equipos de distribución de potencia, Generador de
potencia eléctrica, Sistema de refrigeración de agua, TuberÃ−as, Instalación y cimentación,
Equipos de laboratorio.
Â
Los gastos generales que tendrÃ−a la planta por trabajar a estas condiciones seria:
29
*En la parte de alimentación de aceite caliente: La transferencia de aceite caliente a bajas presiones se
suministra por una caldera calentadora de aceite combustible a control automático con 800,000
Kcal/hora. Procesa 7 Kg/Cm2 de aceite en esa hora.
*En la parte de consumo eléctrico: Se requiere de una corriente alterna trifásica a 440/220 voltios y
50 hertz para iniciar los motores y los calentadores, y una fase simple de 110 voltios para iluminación
y operación de los instrumentos. El total de Kw necesarios está estimado en 450 Kw. La planta puede
cerrarse con seguridad en el caso de fallas de potencia, pero un suministro de iluminación de
emergencia es necesario para la seguridad del personal durante la falla del suministro normal.
* En la parte de tratamiento de agua refrigerada: El agua refrigerada es normalmente reciclada a
través de una torre de refrigeración atmosférica. Este será liberado de pequeños materiales,
material suspendido y corrosivo.
LOCALIZACION DE LA PLANTA:
La localización de la planta puede tener un efecto crucial en la rentabilidad del proyecto y en una
futura área de expansión. Los siguientes factores podrÃ−an ser considerados cuando seleccionamos
una ubicación para la planta de producción de poliestireno:
• Suministro de materias primas.
• Facilidades de transportación.
• Disponibilidad de agua, combustible, energÃ−a.
• Ubicado respecto al área de comercialización.
• Afluentes de eliminación.
La distribución de todos estos equipos en la planta seria:
R1-R3: Reactores
R10: Tanque de prepolimerización
 BiografÃ−a (del punto 5):
• http://isa.umh.es/isa/es/asignaturas/tftm/Tema%206%20Conformado%20por%20Moldeo%20-%20Plas
• http://aula2.elmundo.es/aula/laminas/lamina1079604910.pdf
• http://www.quiminet.com/articulos/la-obtencion-o-fabricacion-del-plastico-17163.htm
• http://html.rincondelvago.com/plasticos-y-fibras.html
• http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico#Proceso_productivo
• http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=168&fdname=CHEMICAL+MATERIAL&pag
Punto 7:
Punto 7:
Conclusiones:
Todos los plásticos para fabricarse requieren de la polimerización de un monómero en un principio.
A lo largo de la historia lo que se hizo fue “variar” o “jugar” con las uniones quÃ−micas que estos
monómeros podÃ−an presentar a lo largo de su cadena, modificando sus propiedades fisicoquÃ−micas y
asÃ− obteniendo los distintos plásticos que se descubrieron hasta el momento.
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Dependiendo si son termoestables o termoplásticos va a diferenciarse la forma de obtención, fabricación,
y la comercialización del mismo.
Es mucho más fácil trabajar con termoestables que con termoplásticos, ya que es más fácil obtener sus
materias primas, su obtención y su fabricación no es muy complicada por lo general, lo que los hacen los
más usados comercialmente.
Los Termoplastos; requieren de procesos más complejos en los cuales se requiere más energÃ−a, ya que
durante su proceso no se puede enfriar. Una vez enfriado no se puede moldear, se utilizan para procesos
especÃ−ficos en los cuales requieren un plástico de su caracterÃ−stica o como aditivos de los
termoplásticos para mejorar sus propiedades.
La forma de producirlos plásticos son parecidas lo único en que varÃ−an es en su energÃ−a dependiendo
de si son termoestables o Termoplastos.
A futuro no van a ver muchas variantes, solo se irán produciendo dependiendo de la necesidad de las
personas y en plena crisis económica las ventas no subirÃ−an pero tampoco bajarÃ−an ya que muchos de
estos plásticos se encuentran como embases de productos básicos necesarios para subsistencia.
Es muy probable que si un paÃ−s aumenta sus recursos haya más fábricas de termoplásticos que de
termoestables debido a lo fácil que es comercializar los mismos.
Trabajo Práctico de Procesos y Operaciones QuÃ−micas. Sobre: Industrias, Tema: Plásticas.
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