LOS PLÁSTICOS Y OTROS MATERIALES DE USO INDUSTRIAL Definición.

LOS PLÁSTICOS Y OTROS MATERIALES DE USO INDUSTRIAL
1. − LOS PLÁSTICOS:
• Definición.
Los plásticos son materiales formados por polímeros constituidos por largas cadenas de átomos que contienen
carbono.
• ¿Qué es la polimerización? ¿Qué contienen los plásticos de forma general? ¿Cuál es la principal
materia prima para la obtención de plásticos?
La transformación industrial de algunas materias primas y compuestos en plásticos se lleva a cabo mediante
procesos de síntesis denominados polimerización, que consisten en la unión repetida de grandes moléculas
para dar lugar al polímero1.
A los plásticos, durante su fabricación, se les añaden las denominadas cargas, materiales como fibra de vidrio,
fibras textiles, papel, sílice, polvo mineral o serrín que, además de reducir los costes de producción, potencian
algunas propiedades de la materia prima o compuesto inicial.
En un principio, la mayoría 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 caseína 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 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.
• Propiedades generales de los plásticos: Conductividad Eléctrica, conductividad térmica, resistencia
química, densidad, facilidad para trabajarlos...
Las propiedades de los plásticos dependen de su naturaleza y composición. Algunas, como la dureza, la
textura, la tenacidad, y la flexibilidad, son específicas de determinados plásticos y varían de unos a otros.
Otras, sin embargo, como las del siguiente cuadro, son comunes a la mayoría de los plásticos.
Propiedades
F
I
S
I
C
Características
Maleabilidad
Mecánicas
Ductilidad
Resistencia mecánica
Acústicas
Eléctricas
Térmicas
Otras
Aislamiento acústico
Aislamiento eléctrico
Aislamiento térmico
Densidad: son ligeros
Impermeabilidad
A
1
S
QUÍMICAS
No son oxidables
• ¿Cuáles son los tres grupos principales de plásticos?, Indica sus características, pon 3 ejemplos de
cada grupo e indica sus características y aplicaciones.
• Plásticos termoplásticos: La mayoría de ellos se obtienen de compuestos derivados del petróleo;
aunque otros proceden de materias primas vegetales. Estos materiales se ablandan cuando se calientan
y se pueden moldear dándoles nuevas formas que conservan al enfriarse. Este proceso puede repetirse
tantas veces como se quiera. Algunos ejemplos son:
♦ PVC (cloruro de polivinilo): Presenta un amplio rango de dureza y es impermeable. Suele
usarse en tuberías, suelas de zapatos guantes, etc.
• Metacrilato (plexiglás): Es transparente y suele usarse para hacer los faros de los automóviles,
ventanas, carteles luminosos e incluso relojes.
• Teflón (fluorocarbono): Es deslizante y antiadherente. Se usa para fabricar utensilios de cocina, como
las sartenes y las superficies de las encimeras.
• Plásticos termoestables: Al igual que los termoplásticos, la mayoría de los termoestables se obtienen
del petróleo. Al someterlos al calor se vuelven rígidos, por lo que solo pueden calentarse una vez, y
no se deforman. Por esta razón son más frágiles que los termoplásticos, ya que no se ablandan cuando
se calientan nuevamente, sino que se descomponen y carbonizan antes de llegar a fundirse. Por lo
general, presentan una superficie dura y extremadamente resistente. Ejemplos:
• Poliuterano (PUR): Entre sus propiedades cabe destacar que es esponjoso, blanco y elástico. Se usa
para fabricar espuma para colchones y asientos, aislamientos (térmicos y acústicos), juntas correas,
ruedas y pegamentos, entre otras cosas.
• Baquelitas (resinas fenólicas o PH):
• Melanina: Es ligero, resistente, de considerable dureza, insípido e inodoro y es un buen aislante
térmico. Con él se fabrican accesorios eléctricos, aislamientos, encimeras, vajillas y recipientes para
alimentos.
• Elastómeros: Son un tipo de plástico que se caracterizan por su gran elasticidad, adherencia y baja
dureza. Entre ellos destacan:
• Caucho natural: Se obtiene del látex. Es resistente e inerte. Se usa para fabricar aislamientos.
• Caucho sintético: Se obtiene de derivados del petróleo. Su principal cualidad es su resistencia a
agentes químicos. Con él se fabrican neumáticos, volantes, parachoques, pavimentos, tuberías,
mangueras, esponjas de baño, guantes y colchones.
• Neopreno: Se obtiene a partir del caucho sintético. Mejora las propiedades del caucho sintético, ya
que es más duro y resistente que este, también es impermeable. Con él se hacen trajes de inmersión.
• Teniendo en cuenta las estructuras de los siguientes plásticos, indica a qué tipo pertenecen:
• Largas cadenas de moléculas entrecruzadas con enlaces muy débiles entre ellas.
Pertenece a los termoplásticos.
• Largas cadenas de moléculas enlazadas lateralmente entre sí.
Pertenece a los elastómeros.
2
• Largas cadenas de moléculas entrecruzadas y enlazadas entre sí.
Pertenece a los plásticos termoestables.
• Ordena cronológicamente los siguientes componentes plásticos: Baquelita, celuloide, Rayón, PVC,
Caucho sintético, Nailon, Licra, Poliestireno.
Año
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Plástico
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• ¿Cuál es la estimación del plástico producido consumido en España durante: 1990, 1995, 2000 y
2005? Dibuja una grafica.
• PROCESO DE OBTENCIÓN Y APLICACIONES DE LOS PLÁSTICOS:
• Escribe el nombre de cinco objetos en los que se haya sustituido la madera, los metales y otros
materiales por el plástico. Explica las razones que justifican este cambio.
• Qué tipo de plástico representa cada uno de los siguientes símbolos:
Indica sus nombres, siglas y aplicaciones
PET (Polietileno Tereftalato)
CARACTERÍSTICAS:
Se produce a partir del Ácido Tereftálico y Etilenglicol, por policondensacion; existiendo dos tipos: grado
textil y grado botella.
Para el grado botella se lo debe post−condensar, existiendo diversos colores para estos usos.
USOS Y APLICACIONES:
Algunos usos y aplicaciones del PET son: Envases de gaseosas − Aceites − Agua mineral − Frascos para
mayonesa − Salsa − Fibras textiles − Cintas de vídeo y audio − Películas radiográficas y muchas más.
PEAD (Polietileno de Alta Densidad)
CARACTERÍSTICAS:
3
El polietileno de Alta Densidad es un termoplástico fabricado a partir del Etileno, elaborado a partir del etano,
un componente del gas natural.
USOS Y APLICACIONES:
Envases para detergentes − Lavandina − Aceites automotor − Lácteos − Cajones − Baldes − Tambores −
Caños para agua potable, gas, telefonía, minería y uso sanitario − Bolsas para supermercados − Juguetes−
Bazar y menaje− Utensilios domésticos (botellas, recipientes, cubos, ).
PVC (Policloruro de Vinilo)
CARACTERÍSTICAS:
El PVC se produce a partir de dos materias primas naturales, gas 43% y sal común 57%.
Para su procesado es necesario fabricar compuestos con aditivos especiales, que permiten obtener productos
de variadas propiedades para gran número de aplicaciones. Se obtienen productos rígidos o totalmente
flexibles.
USOS Y APLICACIONES:
Envases para agua mineral − Aceites − jugos − Mayonesas − Perfiles para marcos de puertas, ventanas −
Caños para desagües domiciliarios y de redes − Mangueras − Blisters − Catéteres − Bolsas para sangre y
muchas más.
PEBD (Polietileno de Baja Densidad)
CARACTERÍSTICAS:
Se produce a partir de gas natural y se procesa de diferentes formas, es de gran versatilidad y solo o en
conjunto con otros materiales se utiliza en gran variedad de envases y en múltiples aplicaciones.
USOS Y APLICACIONES:
Bolsas de todo tipo − Películas para el agro − Envasamiento automático de alimentos − Bolsas para sueros −
Tubos y pomos para cosméticos, medicamentos y otras industrias − tuberías para riego.
4
PP (Polipropileno)
CARACTERÍSTICAS:
El polipropileno (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, excelente resistencia química y el de más baja densidad.
USOS Y APLICACIONES:
Películas / film para diferentes envases, cigarrillos, chicles, golosinas − Jeringas descartables − Tapas en
general − Fibras para tapicería − Alfombras − Cajas de baterías − Paragolpes − Autopartes − Caños para agua
caliente.
PS (Poliestireno)
CARACTERÍSTICAS:
Existen 2 variedades de Poliestireno:
− PS Duro: Es un polímero de Estireno monómero derivado del petróleo, cristalino y de alto brillo.
− PS Expandido (porexpán): Es un polímero de Estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le
confiere alta resistencia al impacto.
USOS Y APLICACIONES:
Botes para lácteos, helados, dulces − bandejas de supermercados y rosticería − Heladeras − contrapuertas y
anaqueles − máquinas de afeitar descartables − Platos, cubiertos − juguetes − Cassettes − aislamientos.
Otros Plásticos
5
CARACTERÍSTICAS:
En este grupo se incluyen una enorme variedad de plásticos tales como: Policarbonatos (PC); Poliamidas
(PA); Poliuretanos (PUR); Acrílicos (PMMA); Resinas fenólicas (PH) y varios más, ya que se puede
desarrollar un tipo de plástico para cada aplicación específica.
USOS Y APLICACIONES:
Autopartes − Carcasas de computación − Teléfonos: celulares y electrodomésticos en general − −Cascos
−Piezas para ingeniería aeroespacial − Interruptores eléctricos −Muebles − Accesorios náuticos y deportivos −
Carteles y publicidad, y un sinfín de aplicaciones más.
¿Por qué crees que el símbolo es un triangulo con flechitas en el sentido de las agujas del reloj?
Porque representa el ciclo de los plásticos que tras su uso se renuevan una y otra vez.
• Identifica a que tipo de plástico pertenece cada uno de los siguientes objetos según las propiedades
que su uso exige. Rellena su código y símbolo si es alguno de los anteriores:
Identificación
Objeto
Botella de agua
Códigos (si es alguno de los anteriores)
(Nombre del
plástico)
Policloruro de
Vinilo
Interruptor eléctrico Resinas fenólicas:
baquelitas
Siglas
Símbolos
y
números
PVC
PH
6
Bandeja utilizada
para envasar
Poliestireno
expandido
(porexpán)
PS
Bolsa de
supermercado
Polietileno de alta
densidad
PEAD
Envoltorio de
servilletas
Celofán
−−−−
Fiambrera
Polietileno de alta
densidad
PEAD
Carcasa de
electrodoméstico
Resinas fenólicas:
baquelitas
−−−−−
PH
7
Cubo de basura
−−−−−−−
−−−−−
Bote de un
producto de
limpieza
Polietileno de alta
densidad
PEAD
Vasos y platos
Polietileno de Baja
PEBD
Densidad
Silicona
−−−−−
−−−−−
Teja / canalón
−−−−−−
−−−−−
−−−−
8
Faro
Metacrilato
(plexiglás)
−−−−−
Mangueras
Policloruro de
Vinilo
PVC
Aislamiento
acústico
Poliestireno
expandido
(porexpán)
PS
Interior de una
Teflón
sartén antiadherente (fluorurocarbono)
−−−−−
9
Cámara de bicicleta −−−−−−
−−−−−
Juguete de plástico
Polietileno de alta
densidad
PEAD
Casco
Poliuretano
PUR
Encimera
Teflón
(fluorurocarbono)
−−−−−
−−−−−−
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• ¿De donde se obtiene el caucho natural? ¿Y el sintético? ¿Que es la vulcanización? ¿Quién la
invento? ¿Para que se aplica?
El caucho natural se obtiene del látex, que es un jugo lechoso de color blanco o amarillento que se extrae de la
corteza de la Hevea brasiliensis, un árbol tropical.
El caucho sintético se obtiene a partir de derivados del petróleo, una de sus propiedades es su resistencia a
agentes químicos.
La vulcanización es un proceso inventado por el estadounidense Charles Goodyear (1800−1860), en este
proceso se eleva la temperatura de la mezcla de azufre y caucho a 160°, confiriéndole a este ultimo material
propiedades elásticas. El material resultante se emplea en la fabricación de neumáticos, mangueras, cintas
transportadoras, etcétera.
• ¿Para qué sirven los aditivos en los plásticos?. Nombra 4 tipos de ellos y explica para qué sirven.
Son sustancias químicas que se añaden a los plásticos durante su fabricación, que reducen costes de
producción y que potencian algunas de sus propiedades.
Existen varios tipos, cuatro de ellos son:
Los antioxidantes: que protegen el plástico de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono.
Los plastificantes: aumentan su flexibilidad.
Los lubricantes: reducen la fricción.
Los pigmentos: que le dan distintos colores según el pigmento que se le aplique.
• ¿Cuáles son las tres características fundamentales de los composites?
• MOLDEADO−CONFORMADO DE PLÁSTICOS
• Que tipos de moldeados−conformados conoces para materiales termoplásticos. Haz una breve
explicación de cada uno y un esquema−dibujo que ayude en la explicación.
Los moldeados / conformados que conozco para los materiales termoplásticos son:
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Extrusión: El plástico se introduce en forma de gránulos por el embudo de la extrusora y cae en un cilindro
caliente, que consta de un tornillo de grandes dimensiones, que desplaza el plástico fundido forzándolo a pasar
por un molde donde se enfría y solidifica en un baño de agua. Finalmente se recoge el material resultante
mediante un sistema de arrastre.
Con esta técnica se fabrican productos para conducciones y drenajes.
Proceso de extrusión.
Polímero: Compuesto químico, natural o sintético, formado por polimerización y que consiste esencialmente
en unidades estructurales repetidas.
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