CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS
Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el
aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes
moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo
de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas (se ablandan con el calor), mientras que
las entrecruzadas son termoendurecibles (se endurecen con el calor).
¿CÓMO SE OBTIENEN LOS PLÁSTICOS?
Los plásticos son materiales orgánicos, compuestos fundamentalmente de carbono y otros elementos como el
hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno o el azufre.
En la actualidad, la mayoría de los plásticos que se comercializan provienen de la destilación del petróleo. La
industria de plásticos utiliza el 6% del petróleo que pasa por las refinerías.
Los plásticos se obtienen mediante polimerización de compuestos derivados del petróleo y del gas natural.
La mayoría de los materiales plásticos son transparentes, incoloros y frágiles. Pero si se les añade
determinadas sustancias, sus propiedades cambian, y se les puede hacer ligeros, flexibles, coloreados,
aislantes, etc.
PROCESOS DE FABRICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
Los productos plásticos se fabrican de diferente manera según la materia prima que utilicemos, es decir, según
trabajemos con termoplásticos o con termoestables. En general, se preparan aprovechando la facilidad con que
se funden o reblandecen.
Los métodos más habituales de fabricación con termoplásticos son el moldeo por inyección, la extrusión, el
soplado y el moldeado al vacío.
Moldeo por inyección
El moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero en estado fundido
(o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese
molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos. La pieza o parte final se
obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.
El moldeo por inyección es una técnica muy popular para la fabricación de artículos muy diferentes. Sólo en
los Estados Unidos, la industria del plástico ha crecido a una tasa de 12% anual durante los últimos 25 años, y
el principal proceso de transformación de plástico es el moldeo por inyección, seguido del de extrusión.
La extrusión
La extrusión de polímeros es un proceso industrial, basado en el mismo principio de la extrusión general, sin
embargo la ingeniería de polímeros ha desarrollado parámetros específicos para el plástico, de manera que se
estudia este proceso aparte de la extrusión de metales u otros materiales.
El polímero fundido (o en estado ahulado) es forzado a pasar a través de un Dado también llamado boquilla,
por medio del empuje generado por la acción giratoria de un husillo (tornillo de Arquímedes) que gira
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concéntricamente en una cámara a temperaturas controladas llamada cañón, con una separación milimétrica
entre ambos elementos. El material polimérico es alimentado por medio de una tolva en un extremo de la
máquina y debido a la acción de empuje se funde, fluye y mezcla en el cañón y se obtiene por el otro lado con
un perfil geométrico preestablecido.
El soplado
El moldeo por soplado es un proceso por medio del cual se producen artículos de plástico huecos, como
botellas. Es un proceso semicontinuo que incluye dos pasos, la extrusión de polímero fundido a través de un
dado especial con un perfil tubular llamado párison y el inflado de este tubo en un molde, del cual toma la
forma final el polímero extruido.
Moldeado al vacío
Mediante el proceso de moldeado por vacío se comprime una chapa de resina termoplástica ablandada por el
calor contra un molde frío. La chapa toma y conserva la forma del molde. Este méto-do se emplea para
revestimientos interiores (puertas de heladeras, gabinetes, etc.
TIPOS DE PLÁSTICOS
Los plásticos se clasifican en tres grupos, según la disposición de las macromoléculas que los constituyen.
Son los termoplásticos, termoestables y elastómeros.
TERMOPLÁSTICOS
Los
TERMOESTABLES ELASTÓMEROS Sus macromoléculas se entrecruzan formando
plásticos
una red de malla cerrada.
más
utilizados
pertenecen
a
este
grupo.
Sus
macromoléculas
están
dispuestas
libremente
sin
entrelazarse.
Sus macromoléculas se o
de malla con pocos enlac
Gracias
a
esta
disposición,
se
reblandecen
con
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el
calor
adquiriendo
la
forma
deseada,
la
cual
se
conserva
EL
POLIETILENO
al
enfriarse.
El
polietileno es químicamente el polímero más simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2−CH2)n.
Por su alta producción mundial (aproximadamente 60 millones de toneladas son producidas anualmente
(2005) alrededor del mundo) es también el más barato, siendo uno de los plásticos más comunes. Es
químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química es CH2=CH2 y llamado
eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.
Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo:
Polimerización por radicales libres, poliermización aniónica, polimerización por coordinación de iones o
polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno.
Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos
comerciales. Las cadenas de polietileno se arreglan abajo de la temperatura de reblandecimiento Tg en
regiones amorfas y semicristalinas.
El polietileno fue sintetizado por primera vez por el químico alemán Hans von Pechmann quien por accidente
lo preparó en 1898 mientras calentaba diazometano. Cuando sus colegas Eugen Bamberger y Friedrich
Tschirner caracterizaron la sustancia grasosa y blanca que el creó, descubrieron largas cadenas compuestas
por −CH2− y lo llamaron polietileno.
El 27 de Marzo de 1933 fue sintetizado como lo conocemos hoy en día, por Reginald Gibson y Eric Fawcett
en Inglaterra, quienes trabajaban para los Laboratorios ICI. Esto fue logrado aplicando una presión de
aproximadamente 1400 bar y una temperatura de 170°C, donde en una Autoclave fue obtenido el material de
alta viscosidad y color blanquecino que hoy en día se conoce.
La presión requerida para lograr la polimerización del etileno era demasiado alta, por ello es que la
investigación sobre catalizadores realizada por el Alemán Karl Ziegler y el italiano Giulio Natta, que dio
origen a los catalizadores Ziegler−Natta valió el reconocimiento del más famoso premio a la ciencia a nivel
mundial, el premio Nobel en 1963 por su aporte científico a la química. Con estos catalizadores se logra la
polimerización a presión normal.
El polietileno puede formar una red tridimensional cuando éste es sometido a una reacción covalente de
"vulcanizado". El resultado es un polímero con efecto de memoria. El Efecto de memoria en el polietileno y
otros polímeros consiste en que el material posee una forma estable o permanente y a cierta temperatura,
conocida como temperatura de obturación, ya sea Tg o Tm, o una combinación, se puede obtener una forma
temporal, la cual puede ser modificada simplemente al calentar el polímero a su temperatura de obturación. El
Efecto térmico de memoria en los polímeros es diferente del efecto térmico de memoria en los metales,
encontrado en 1951 por Chang y Read en el cual hay un cambio en el arreglo cristalino por medio de un
reacomodo martensítico, en los polímeros este efecto se basa en fuerzas entrópicas y puntos de estabilidad
física (nudos entre cadenas) o química (vulcanizado).
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En el caso del polietileno con efecto térmico de memoria, los usos más comunes son películas
termoencogibles, aislantes y empaques.
Otros polímeros que presentan el efecto térmico de memoria son: Poli(norborneno), poliuretanos, poliestireno
modificado y casí cualquier polímero o copolímero que sea cristalino o amorfo que pueda formar una red
tridimensional.
Otras nuevas aplicaciones de PE incluyen el compuesto de harina de madera y PE en porcentajes que van
desde 10% de madera hasta 70% de esta en peso. El resultado es un compuesto estable de mayor densidad que
el PE. Equipo especial para su procesamiento es recomendado así como aditivos de acoplamiento y ayudas de
proceso, en piezas grandes también se usan los espumantes para reducir la densidad de la pieza.
TRABAJO SOBRE LOS PLASTICOS
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