MATERIALES PLÁSTICOS

INDICE

1.- DEFINICIÓN. 2.- CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES Y APLICACIONES. 3.- PROPIEDADES GENERALES. 4.- ORIGEN. 5.- LINEA DE TIEMPO. 6.- POLIMERIZACIÓN. 7.- MECANISMOS DE POLIMERIZACIÓN 8.- CONSITUCIÓN DEL PLÁSTICO. 9.- CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ESTRUCTURA INTERNA.- EJEMPLOS DE POLÍMEROS DE USO COMÚN.10.- TECNICAS DE CONFORMACIÓN.11.- TRATAMIENTO DE RESIDUOS PLÁSTICOS.12.- PLÁSTICOS MEJORADOS.13.- IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS.

DEFINICIÓN* Grupo de materiales de origen orgánico que pertenecen a

uno más amplio denominado polímeros, caracterizados por

estar formados por macromoléculas, es decir, moléculas de

elevado peso molecular, constituidas por la repetición de

unidades moleculares más pequeñas (monómeros), pudiendo

llegar a tener pesos moleculares de entre 10.000 y 1.000.000

de gr/mol.

* Pertenecen a este grupo materiales naturales como: madera

proteínas, celulosa, resinas, ceras, algodón, látex, etc; e

infinidad de productos sintéticos obtenidos por la industria

química.

CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES

1.- Estar formados por macromoléculas, es decir, moléculas gigantes constituidas por unidades más pequeñas que contienen carbono y se repiten formando cadenas lineales, ramificadas o entrecruzadas.

2.- Ser plásticos, pudiéndose conformar por moldeo, extrusión, estirado, laminado, hilado, soplado, etc.

APLICACIONES

Construcción. Medicina

Transporte. Telecomunicaciones

Embalaje y envasado. Industria Textil

Electricidad y Electrónica Agricultura

Electrodomésticos. Etc.

Menaje del hogar.

PROPIEDADES GENERALES

• Baja densidad• Alta estabilidad química• Aislante eléctrico, térmico y acústico.• Fácil de conformar y bajos costes de producción.• Baja resistencia mecánica aunque alta relación

resistencia/densidad.• No soportan temperaturas elevadas.• Algunos son muy elásticos, otros rígidos, en

general son fáciles de colorear, muchos son transparentes y otros opacos

ORIGEN

1.- A PARTIR DE SUSTANCIAS VEGETALES O ANIMALES COMO: • LA CELULOSA, • EL LÁTEX• LA CASEÍNA DE LA LECHE DE VACA.

2.- POR TRANSFORMACIÓN DE DERIVADOS DEL PETRÓLEO, EL GAS NATURAL O ELCARBÓN COMO:

• EL PVC• POLIETILENO, • POLIESTIRENO, • BAQUELITA, • CAUCHO ARTIFICIAL, ETC.

LINEA DE TIEMPO• En 1838 el químico francés Regnault polimeriza el cloruro de

vinilo mediante la luz solar.• En 1839 Charles Goodyear descubre por casualidad el proceso

de vulcanización del caucho.• En 1869 Wesley Hyatt fabrica el celuloide al hacer reaccionar

nitrato de celulosa y alcanfor, siendo este el primer plástico que se consiguió de importancia comercial.

• En 1906 el belga Leo Baekeland sintetiza el primer plástico termoestable a partir del fenol y el formaldehído, la baquelita.

• A partir de 1920 se sabía que la estructura interna de estos materiales estaba compuesta por macromoléculas.

• Entre 1920 y 1940 se fabricaron muchos plásticos de importancia en la actualidad: el metacrilato, el PVC, los poliuretanos, las resinas de poliester, el nailon, el teflón, el poliestireno.

LINEA DE TIEMPO• Durante la segunda guerra mundial los suministros de materias

primas se vieron dificultados. Esa circunstancia estimuló el desarrollo del caucho sintético y el uso masivo de otros plásticos sintéticos como los poliesteres y el nailon.

• Después de la guerra se desarrollaron los poliamidas, policarbonatos, polietileno (1953) y polipropileno (1954).

• En la actualidad los plásticos se emplean de forma masiva en todos los sectores. La industria química permite lograr materiales capaces de soportar temperaturas de servicio por encima de 300ºC y hasta 500ºC (sustituyendo en las macromoléculas el hidrógeno por cloro o flúor y el carbono por silicio), polímeros de altas prestaciones mecánicas, polímeros reforzados y materiales híbridos. Se investiga con la posibilidad de conseguir polímeros con conductividad metálica, superconductividad o magnetismo

• En la actualidad la industria química permite la fabricación de polímeros prácticamente “a la carta”.

POLIMERIZACIÓN• La polimerización es el proceso por el cual unidades

moleculares pequeñas (monómeros) se unen por repetición para formar el polímero.

• Para que tenga lugar, son necesarias unas determinadas condiciones de temperatura, presión y presencia de ciertas sustancias químicas.

• Si interviene un solo tipo de monómero se origina un homopolímero; si intervienen dos o más un copolímero.

• Las cadenas poliméricas, en las que los monómeros se unen mediante enlaces covalentes pueden ser: lineales, ramificadas o reticuladas (entramado tridimensional), dependiendo de si los monómeros tiene durante la polimerización dos o más enlaces o grupos reactivos libres.

MECANISMOS DE POLIMERIZACIÓNExisten dos mecanismos básicos:

1.- Polimerización de adición: cuando el polímero seconstituye por yuxtaposición de unidades monoméricasque se repiten, siendo la masa molecular del polímeromúltiplo entero de la del monómero.

-XYX-XYX-XYX-XYX-XYX-

2.-Policondensación: cuando la polimerización tiene lugarcon separación de productos sencillos no polimerizables(agua, alcohol, amoníaco, etc).

-XYZ-XYZ-XYZ-XYZ-XYZ- + Subproducto

EJEMPLO DE POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN

En presencia de calor, presión adecuadas y un catalizador

como el peróxido de hidrógeno se rompe el doble enlace

de la molécula de etileno. Un grupo –OH actúa como iniciador

de la cadena. Una vez iniciada la reacción transcurre

espontáneamente. Cuando quedan pocos monómeros libres

la cadena puede unirse a otra por su extremo activo o bien

capturar un grupo –OH que la cierra.

POLIETILENO

OTROS EJEMPLOS DE POLÍMEROS DE ADICIÓN

EJEMPLO DE POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN

La reacción del dimetiltereftalato y el etilenglicol, da como

resultado poli(tereftalato de etilenglicol), Dacrón, una fibra

poliester. Durante la plimerización, un grupo OH del etilenglicol

se combina con un grup –CH3 del dimetiltereftalato produciendo

un producto sencillo no polimerizable: el alcohol metílico.

DACRÓN

OTROS EJEMPLOS DE POLICONDENSACIÓNPor reacción del ácido tereftálico y el etilenglicol se obtiene poli(tereftalato de etilenglicol), una fibra poliéster conocida como terylene

Por reacción del ácido adípico y la exametilendiamina, se obtiene poli(adipato de exametilendiamina), un poliamida conocido como nylon 66.

CONSTITUCIÓN DEL PLÁSTICO

Según la funcionalidad de los monómeros (sitios por donde

pueden reaccionar) se forman distintos tipos de cadenas

poliméricas.

1. Los monómeros bifuncionales forman cadenas lineales o ramificadas que se unen entre sí por enlaces débiles. Los enlaces intramoleculares, es decir, entre los monómeros de la cadena son de tipo covalente.

2. Los monómeros polifuncionales, en una primera etapa forman también cadenas sencillas lineales o ramificadas. En una segunda etapa, estas cadenas sencillas se ramifican aún más y establecen uniones cruzadas que originan entramados reticulares, tridimensionales, complejos, con enlaces covalentes.

CONSTITUCIÓN DEL PLÁSTICO

La materia prima previa a la fabricación de piezas de plástico

suele presentarse en forma de:• Polvo• Gránulos• Resinas (líquidos viscosos)

Durante la fabricación del plástico se pueden añadir, además:

1. Cargas: materiales como fibra de vidrio, fibras textiles, papel, sílice, serrín, para potenciar algunas propiedades.

2. Aditivos: sustancias químicas entre las que destacan los colorantes o pigmentos y los plastificantes, que dificultan la unión de las cadenas poliméricas incrementando la flexibilidad.

CLASIFICACIÓNEn función de su estructura interna los materialesplásticos se clasifican en:

TERMOPLÁSTICOS

TERMOESTABLES

ELASTÓMEROS

TERMOPLÁSTICOS• De cadena lineal o ramificada, son fusibles y, en este

estado, moldeables en teoría un número ilimitado de veces.

• Cuando se calientan a temperaturas relativamente bajas (100-150ºC) los enlaces intermoleculares entre las cadenas poliméricas se rompen y se posibilita el deslizamiento de las mismas (fluyen).

• No forman estructuras cristalinas, aunque pueden tener cierto ordenamiento, no tienen punto de fusión, sino intervalo de reblandecimiento, cuando se enfrían pueden ser duros y frágiles, no resisten temperaturas elevadas.

• Son ejemplos de este tipo de plásticos: polietileno, PVC, polipropileno, poliestireno, teflón, metacrilato, nailon, etc

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL POLIETILENO (PE)Es un plástico transparente, químicamente inerte, fácil de colorear, de

gran resistencia eléctrica, blando, impermeable y de baja densidad. Se

obtiene por polimerización del etileno. (CH2=CH2)

Existen dos variedades:

Se usa para:envases, depósitos, juguetes, tuberías, ruedasdentadas, mangos deherramientas, utensiliosdomésticos.

Polietileno de alta densidad (HDPE): de cadena lineal y alto grado de polimerización

Polietileno de baja densidad (LDPE): de cadenas ramificadas y grado de polimerización más bajo. Tiene menor densidad, resistencia, rigidez y punto de fusión, pero mayor flexibilidad.

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL POLIETILENO (PE)

Se usa para:bolsas, sacos, embalaje recubrimiento de cables, paletización, invernaderos, impermeables, recipientes para menaje del hogar, etc.

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL POLIPROPILENO (PP)

Es un plástico transparente o claro, resistente químicamente, fácil de

colorear, de gran resistencia eléctrica, densidad inferior a la del agua, más

rígido y de punto de fusión más elevado que el polietileno, resistente al

choque y a la tracción, se puede doblar muchas veces sin romperse,

impermeable. Se obtiene por polimerización del propileno (CH2=CHCH3)

Se usa para:Recipientes, botellas, utensilios de cocina, aislamiento de cables,bolsas, sacos, tacos depresión, cascos, tuberías,engranajes, bisagras,césped artificial, sillasapilables, menaje delhogar, etc

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL PVC

El policloruro de vinilo (PVC) es un plástico incoloro pero fácil de colorear,

de elevada resistencia química, difícil de trabajar por su alta viscosidad, es

resistente, duro y rígido, de baja tenacidad, inestable a la luz y al calor. Los

plastificantes separan las cadenas poliméricas dando un PVC mucho más

flexible y de menor resistencia. Procede de la polimerización de acetileno

con ácido clorhídrico (CH2=CHCl)

Se usa para:Tuberías, carpintería deexteriores, depósitos,discos de música, recubrimiento decables y suelos,juguetes, cuero artificial,mangueras, impermeables,etc

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL POLIESTIRENO (PS)Es un plástico transparente, fácil de colorear, de elevada resistencia

química, poco resistente al calor, aislante eléctrico y térmico, destaca

por su elevada fluidez y durante mucho tiempo ha sido el plástico más

usado para obtener piezas por inyección. Procede de la polimerización

del monómero estireno: CH2=CH- Existen dos variedades:

Poliestireno rígido: Resistente, muy frágil y con sonido metálico al golpear.

Se usa para:envases, carcasasde electrodomésticos,Faros de automóviljuguetes, vasos yplatos, envases deyogurt, difusores delámparas ….

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL POLIESTIRENO (PS)

Poliestireno expandido (corcho blanco): Durante su elaboración se produce un gas que queda atrapado en su estructura y luego se volatiliza dejando huecos.Proporciona un material blando y esponjoso y de altas prestaciones como aislante térmico.

Se usa para:Envases de alimentos,(bandejas), aislamientotérmico, embalajes ..

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL METACRILATO (PMMA)

El polimetacrilato de metilo (plexiglás) se caracteriza por su

elevada transparencia, aunque es fácil de colorear.

Inalterable químicamente, rígido y frágil, se raya fácilmente

y no resiste temperaturas elevadas.

Se usa para:Faros de automóvil, lentes,farolas, luminosos, diales,difusores de lámparas,sustituto del vidrio

Procede del ácido acrílico (CH2=CH-COOH) y metilacrílico.

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL NAILON (PA)Es un poliamida que se obtiene de la reacción de condensación entre un

ácido adípico y la exametilediamina. Se repite el grupo –CO-NH-.

Es transparente, incoloro, insípido, de gran elasticidad y alta resistencia

a la tracción. Impermeable, resistente a temperaturas elevadas, bajo

coeficiente de fricción y resistencia a la abrasión. Posibilidad de ser hilado

Sólido se utiliza para:engranajes, cojinetes, soportes, piezas deferretería…Hilado se utiliza para:Medias, tela de paracaídas,hilo de pescar, airbags,tiendas de campaña,Cerdas para cepillos y peines, cuerdas de escalar.

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: EL TEFLÓN (PTFE)

El politetrafluoetileno se obtiene a partir del acetileno por repetición del

grupo –CF2- CF2-

Es un plástico de alta estabilidad química incluo en caliente, resiste

temperaturas elevadas (300ºC), de gran tenacidad y muy aislante

eléctrico, de alta densidad (2,2gr/cm3), no absorbe nada de agua. De

coeficiente de rozamiento bajo, antiadherente y resistente a la abrasión.

Se usa para:Engranajes, cojinetes, juntas,piezas de motores, tuberíasde combustibles y aceites, material de laboratorio, recubrimiento antiadherentede sartenes y cacerolas,componentes eléctricos,aislantes para alta tensión…

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: POLICARBONATOS (PC)

Son polímeros con el grupo –O-R-O-CO- y eslabones –CH- y –OCOO-.

Son materiales muy transparentes, de gran brillo y fáciles de colorear,

de elevada resistencia al calor (140ºC) y gran estabilidad química, altas

prestaciones mecánicas (resistencia, rigidez, tenacidad), no producen

astillas al romperse.

Se usa para:Carcasas, engranajes, vajillas, hélices de barco, ventiladores,cristales irrompibles paraaviones y trenes de altavelocidad , cascos de seguridad, escudos de lapolicía, CD,s, cámaras defotografía y vídeo…

EJEMPLO DE TERMOPLÁSTICOS: POLIÉSTERES (PC)

Grupo de materiales obtenidos por condensación del ácido dicarboxílico

y un dialcohol. En la cadena se repite el grupo éster (-CO-O-).

Se obtiene, fundamentalmente fibras (tergal, terylene, enkalene, dacrón)

de gran resistencia a tracción y al desgaste, produciendo tejidos de fácil

mantenimiento e inarrugables. Muy aislante, resistente a tª elevada y

alta estabilidad química. Se combina bien con el algodón y la lana.

Se usa para:Trajes, camisas, vestidos,blusas, mangueras contraincendios, cintastransportadoras, lonas impermeables, tejidos paraneumáticos, filtros,

cuerdas de remolque…

TERMOESTABLES• Proceden de resinas cuyas cadenas poliméricas (lineales

o ramificadas) contienen grupos funcionales susceptibles de reaccionar, estableciendo uniones cruzadas y dando lugar a un entramado tridimensional con enlaces fuertes.

• Cuando se someten a presión y temperatura adecuadas se establecen estas uniones cruzadas (curado) y resultan materiales infusibles e insolubles en muchos disolventes.

• No se pueden volver a remoldear. Si se calientan en exceso, su estructura interna se degrada y el material queda inservible.

• No forman estructuras cristalinas, son generalmente más duros y resistentes que los termoplásticos, más rígidos y soportan temperaturas más elevadas (200ºC).

• Son ejemplos de este tipo de plásticos: baquelita, melamina, poliuretano, resina epóxi, resina de poliester….

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: BAQUELITA (PF)

Resinas fenólicas de la policondensación del fenol y el formaldehído.

Material con buena resistencia mecánica y al calor, frágil, de alta

estabilidad química, buen aislante térmico y eléctrico, se oscurece al

exponerse a la luz y tiene un olor característico (no apto para contener

alimentos).

Se usa para:Componentes eléctricos(casquillos, interruptores, circuitos impresos), mangos yasas de utensilios de cocina, carcasas de electrodomésticos,muelas de abrasión, moldes,barnices, adhesivos,revestimiento de madera…

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: MELAMINA (MF)

Aminorresina obtenida por policondensación de la melamina con

formaldehído. Nombre comercial: formica.

Incoloro, se colorea fácilmente, sin olor ni sabor, inalterable a la luz, de

gran resistencia mecánica, al rayado y al desgaste, más tenaz que la

baquelita, gran resistencia al calor, aislante térmico y eléctrico.

Se usa para:Revestimiento de mueblesde cocina y encimeras,chapeado de tableros demuebles en general,juguetes, vajillas irrompibles, cuberterías,recipientes de alimentos, tiradores, piezas deajedrez, adhesivos…

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: UREA FORMALDEHIDO (UF)

Aminorresina obtenida por policondensación de la urea con

formaldehído.

Pertenece también a la familia de las aminorresinas y tiene

propiedades parecidas a las de la melamina.

Se usa para:Vajillas, Interruptores,portalámparas, clavijas,revestimiento de muebles, tiradores de cajones, mandos de electrodomés-ticos, colas y barnices…

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: RESINAS DE POLIESTER (UP)

Las resinas de poliéster o poliésteres no saturados, contiene grupos

funcionales disponibles para formar uniones. Polimerizan a tª ambiente

al mezclar con un catalizador. Son materiales que duros y frágiles que,

Con frecuencia, se combinan con fibra de vidrio que confiere resistencia

y rigidez.. Son incoloros y resisten temperaturas elevadas.

Se usan para:Construcción deembarcaciones,automóviles, depósitos,tuberías, esquíes, placastransparentes de tejados,cascos de moto, piscinas,piezas de aviones, maletas, condensadores,bandejas…

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: RESINA EPOXI (EP)

Una resina epoxi o epoxídica es un polímero termoestable que se endurece

cuando se mezcla con un agente catalizador o "endurecedor". Las más

frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol-a.

Son inodoras e insípidas en estado sólido y venenosas en estado líquido.

alta resistencia química y al calor y buenas prestaciones mecánicas, fáciles

de mecanizar, resistentes a la abrasión, buenos aislantes eléctricos y se

adhieren bien a otros materiales.

Se usan para:Revestimiento de latas conserva, barnices y lacasmuy resistentes, recubrimientode conductores, encapsuladosde componentes electrónicos, circuitos impresos, pinturasantipolvo de suelos de garaje,herramientas, adhesivos(pegan hormigón y metales)…

EJEMPLO DE TERMOESTABLES: POLIURETANOS (PUR)

Polímero que se obtiene por polimerización de determinados compuestos que contienen el grupo isocianato (-N=C=O-). Los poliuretanos son resinas que van desde las formas duras y aptas para recubrimientos resistentes a los disolventes hasta cauchos sintéticos resistentes a la abrasión, espumas flexibles y fibras de gran elasticidad (lycra).

Se utiliza para:Espuma para paneles aislantes, espuma inyectable, rellenos de almohadas y colchones, juntas, mangueras, ruedas de fricción, prendas deportivas, de corsetería y bañadores (lycra y elastán), pegamentos y barnices duros…..

ELASTÓMEROS• Grupo de materiales caracterizados por su elevada

elasticidad, formados por largas cadenas enrolladas susceptibles de desenrollarse por la acción de tensiones internas y recuperar su forma cuando cesan.

• Ofrecen la posibilidad de establecer uniones cruzadas entre sus cadenas por vulcanización, para impedir el flujo plástico.

• No forman estructuras cristalinas, son extraordinariamente blandos, su módulo elástico es inferior al del resto de los materiales.

• Su temperatura de trabajo es, por lo general, la ambiente.• Son ejemplos: caucho natural, caucho sintético, neopreno,

siliconas…

ELASTÓMEROS

Constitución de elastómeros y vulcanización

El proceso de vulcanización, descubierto por casualidad por Goodyear en 1839, consiste en añadir azufre al caucho crudo o a las gomas sintéticas y calentar a unos 160º con el fin de que el azufre actúe como puente entre las cadenas poliméricas para que se establezcan uniones cruzadas. La cantidad de azufre adicionado determina el grado de rigidez alcanzado por las gomas. Para mantener la elasticidad no debe ser superior al 8%.

ELASTÓMEROS

Caucho natural• El caucho natural se obtiene a partir de la coagulación

del látex con ácido diluido o aplicando calor• El látex es el jugo lechoso que se obtiene efectuando

una incisión en la corteza de un árbol originario de Brasil (Hevea brasiliensis)

• Este caucho es pegajoso, muy blando y adherente, muy elástico pero solo entre -10ºC y 25ºC y con el tiempo se endurece y se hace quebradizo.

• Por vulcanización se mejoran sus propiedades y se amplia el intervalo de temperaturas de trabajo. Además el azufre dificulta la cristalización que es la causa del endurecimiento de las gomas a temperaturas bajas.

• Su monómero constitutivo es el isopreno (2 – metil - 1, 3 – butadieno)

Caucho natural vulcanizado

El mónomero isopreno tiene dos doblesenlaces. Una vez rotos puede polimerizarse quedando libres muchos de estos enlaces

Por vulcanización, algunos de estos enlaceslibres se unen a otras cadenas poliméricasactuando el azufre como puente. La cantidadde uniones depende de la cantidad adicionadade azufre.

Con el tiempo, el resto de los enlaces libres forman uniones intermoleculares con otras cadenas por acción del oxígeno, la luz oel calor. Esto provoca una disminución dela elasticidad y un aumento de la rigidez (envejecimiento)

EJEMPLO DE ELASTÓMERO: CAUCHO NATURAL

El caucho natural vulcanizado se obtiene por coagulación del látex y mezcla con una cantidad no superior al 8% de azufre a 160ºC.Es un material muy elástico, con elevada resistencia mecánica, no adherente y que no se ablanda con el calor. Es bastante resistente a la abrasión y al impacto, a la fatiga, muy aislante eléctrico, insoluble en disolventes orgánicos y con elevada resistencia química.

Se utiliza para:Neumáticos (la mayor parte, especialmente neumáticos grandes y para condiciones duras de trabajo), cilindros de impresoras, ,juntas, suelas de zapatos, tubos flexibles, correas, guantes..

EJEMPLO DE ELASTÓMERO: CAUCHO SINTÉTICO

Se utilizan para:Neumáticos, juntas, mangueras, suelas de zapatos, correas de transmisión, cámaras de neumáticos, cintas transportadoras, guantes, botas de agua, tubos …

Se incluyen aquí un grupo de polímeros elastómeros que proceden de derivados del petróleo (polibutadieno, butadieno-estireno, butadieno-acrilonitrilo, cauchos de etileno-propileno, caucho butílico, etc). Estos elastómeros suelen presentar mas resistencia al calor, a la abrasión, al endurecimiento por envejecimiento, a las bajas temperaturas, a los disolventes y ser más impermeables que el caucho natural, pero también son menos elásticos y flexibles que este.

EJEMPLO DE ELASTÓMERO: NEOPRENO O CLOROPRENO (CR)

Se utiliza para:Trajes de inmersión, fundas, asientos de grandes vigas de puentes y cimentaciones de edificios protegidos contra terremotos, juntas, correas de transmisión, recubrimiento de cables, mangueras, cintas transportadoras, etc

Se obtiene por polimerización del neopreno en presencia de HCl y catalizadores. Contiene el grupo –CH2-CCl=CH-CH2-.Tiene mayor resistencia mecánica, química, al calor, al envejecimiento e impermeabilidad que el caucho, es buen aislante térmico y eléctrico pero menos elástico y flexible y su precio es mas elevado que el caucho.

EJEMPLO DE ELASTÓMERO: SILICONAS (SI)

Los elastómeros se emplean para mangueras, juntas, recubrimiento de cables, sellado de juntas, hules, cosméticos, fundas, prótesis médicas.. Los aceites de silicona como lubricantes y líquidos hidráulicos.Las resinas para revestimientos aislantes, pinturas duras y rígidas, barnizado de bobinados de cobre…

Grupo de materiales polímeros termoplásticos, termoestables y elastómeros en los que interviene el silicio que se une con átomos de oxígeno y forma polímeros más o menos complejos.En general son transparentes, de elevada estabilidad térmica y químicamente inertes, flexibles y elásticos aún a temperaturas bajas, con elevada resistencia mecánica, al choque y al rozamiento, buenos aislantes eléctricos, repelen el agua y con cualidades dermatológicas.

TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN• Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en diferentes formas: polvo, gránulos, resinas (líquidos viscosos), películas (de grosor inferior a 0,25 mm), bloques (de sección rectangular),barras, tubos, perfiles (en L Y T) e hilos.• Estos materiales se someten posteriormente a técnicas de conformación muy variadas según las aplicaciones a las que se destinen y la forma que se les quiera dar. Entre la más importante destacan la extrusión, el moldeo, el calandrado y el conformado al vacío.

EXTRUSIÓNEl material se introduce en forma de gránulos por el embudo o tolva de la extrusora y cae en un cilindro previamente calentado. El cilindro consta de un husillo o tornillo de grandes dimensiones que desplaza el material fundido forzándolo a pasar por una boquilla o molde de salida. El material ya conformado se enfría lentamente y se solidifica en un baño de refrigeración Por último, se recogen las piezas obtenidas mediante un sistema de arrastre. Se aplica a materiales termoplásticos para obtener: tubos, barras, perfiles, láminas, recubrimiento de cable.                     

CALANDRADOEsta técnica consiste en hacer pasar el material termoplástico, procedente del proceso de extrusión, por entre unos cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas lisas o con textura.Con el calandrado se pueden conseguir superficies con diferentes tipos de acabado (brillante, mate...) dependiendo del recubrimiento del último rodillo.                 

TERMOCONFORMADO AL VACÍOEl material termoplástico en forma de filme o lámina de pequeño grosor se sujeta a un molde La lámina se calienta con un radiador para ablandar el material A continuación, se succiona el aire de debajo de la lámina haciendo el vacío, de modo que el material se adapte a las paredes del molde y tome la forma deseada. Una vez enfriado, se abre al molde para extraer la pieza.Esta técnica se utiliza, sobre todo, con láminas de plástico de gran superficie que no admiten ningún otro proceso de conformado    

Otras técnicas de termoconformado son: mediante aplicación de aire a presión o mediante contramolde (estampa)

El material termoplástico en forma de tubo (obtenido en el proceso de extrusión) se introduce en un molde hueco cuya superficie interior corresponde a la forma del objeto que se quiere fabricar Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido en el interior  del tubo para que el material se adapte a las paredes del molde y tome su forma Después de enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto.Se obtienen objetos huecos tales como: botellas, frascos, juguetes, balones…        

MOLDEO POR SOPLADO

MOLDEO POR INYECCIÓNEste proceso consiste en inyectar material termoplástico en estado fundido en un molde a alta presión. Cuando el material se ha enfriado y solidificado, se abre el molde y se extrae la pieza.La presión hace que las piezas salgan con un buen acabado sin necesidad de ninguna operación posterior de ajuste. Se aplica a todo tipo de objetos tales como: recipientes, cubos, carcasas de electrodomésticos, piezas pequeñas en racimo…La carestía y las dimensiones de los moldes de acero hacen que el procedimiento solo sea rentable para series grandes de piezas.

MOLDEO CENTRÍFUGO

Este procedimiento se aplica a la fabricación de piezas de revolución de material termoplástico, especialmente tubos de secciones grandes que no se fabrican por extrusión.

El material termoplástico en estado fundido se vierte en el interior de un molde cilíndrico que gira a gran velocidad. Las fuerzas centrífugas hacen que el material se adhiera a las paredes del molde. El espesor de la pieza se controla con la cantidad de material. A continuación se enfría y se extrae la pieza.

MOLDEO POR COMPRESIÓNSe introduce material en forma de polvo o gránulos en un molde hembra Se comprime con un contramolde macho, mientras un sistema de recalentamiento reblandece el material. El material adopta la forma de la cavidad interna de ambos moldes. Seguidamente, se refrigera y se extrae la pieza ya conformada del molde     

Se aplica a plásticos termoestablespara obtener todo tipo de piezas:carcasas, vajillas, bandejas, láminas,bañeras, recipientes, etc

TRATAMIENTO DE RESIDUOS PLÁSTICOS• Las propiedades ecológicas de los plásticos dependen de su

composición y del proceso industrial seguido para fabricarlos. Así, ciertos plásticos pueden se sometidos a un reciclado químico para recuperar los constituyentes originales y obtener materiales nuevos. Sin embargo, exige una labor previa de selección y separación de los distintos tipos de plásticos que resulta muy costosa.

• Otros plásticos, son sometidos a un reciclado mecánico, proceso en el que se trituran hasta obtener gránulos que se usarán para fabricar nuevos plásticos o se mezclan para producir un material compuesto por varios plásticos (aglomerado).

• Hay también plásticos biodegradables que se descomponen de manera natural por la acción de ciertas bacterias y agentes biológicos.

• Ahora bien, la mayoría de los plásticos no son biodegradables, y para eliminarlos se recure a su incineración, una práctica que pese a generar un gran volumen de energía, constituye un grave problema medioambiental.

TRATAMIENTO DE RESIDUOS PLÁSTICOS

PLÁSTICOS MEJORADOSHoy día, para mejorar las propiedades de los plásticos se

fabrican:• Mezcla de polímeros: como es el caso del poliestireno con

incursiones de goma para obtener poliestireno resistente al impacto (HIPS o resina ABS) conservando su propiedad de alta fluidez. La mezcla de polímeros de cadena rígida con otros de cadena flexible puede dar lugar a materiales capaces de sustituir a los metales en algunas aplicaciones.

• Plásticos reforzados: como es el caso de las resinas de poliéster que, casi siempre, se utilizan mezcladas con fibra de vidrio que le confiere resistencia mecánica.

• Polímeros para altas temperaturas: capaces de soportar hasta 500ºC.

• Polímeros de altas prestaciones mecánicas: como el kevlar. (neumáticos, chalecos antibales, piezas de aviones)

PLÁSTICOS MEJORADOS

• Plásticos laminados: en los que el plástico aparece adosado a una capa de material diferente: papel o cartón (envases tetrabrik), vidrio (vidrios de seguridad), tejidos (cuero sintético), metal (recubrimientos antioxidación)

• Polímeros con semiconductividad o conductividad metálica.

• Polímeros fotoquímicamente activos y luminiscentes: con aplicaciones en ordenadores y sistemas de comunicación ópticos.

• Polímeros capaces de unirse directamente a los tejidos.• Membranas microporosas: capaces de impedir el paso de

bacterias y agua, y no los gases y otras sustancias útiles en aparatos para oxigenar la sangre y dosificar fármacos.

• Etc, etc, etc…

IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS• La identificación de materiales plásticos resulta dificultosa, sobre

todo cuando se trata de copolímeros o mezcla de varios tipos de polímero.

• La mayoría de las veces se identifican por la aplicación a que se destinan y, en algunos casos, por alguna característica muy destacable del material, como es el caso del poliestireno expandido. Cuando esto no es uficiente, es necesario recurrir a ensayos, empezando por los más sencillos:

1. Flotabilidad en el agua: algunos plásticos, como el polipropileno son menos densos que el agua, otros como el PVC, poliestireno y termoestables, se hunden.

2. Rayado con la uña: el polietileno se raya, pero el polipropileno, PVC y termoestables no.

3. Comportamiento a la combustión: el polietileno y el polipropileno arden con llama con llama amarilla con base azul, se derriten y gotean y huelen a cera de vela. El PVC emite llama amarilla y huele a ácido clorhídrico. El poliestireno produce hollín y partículas, gotea y huele a estireno. Los termoestables no arden y huelen a fenol

En muchos casos los ensayos anteriores no son suficientes paradeterminar el tipo de plásticos. Se recurre entonces a pruebas másminuciosas, o combinaciones de varios ensayos, tales como:

1. Solubilidad: hay plásticos que se disuelven en determinados productos químicos. Por ejemplo, el poliestireno se disuelve con benceno y los poliamidas con ácido fórmico. Los polímeros entrecruzados (termoestables y vulcanizados) son insolubles.

2. Análisis más pormenorizados de la llama y los productos de la combustión, olores, transformaciones que se producen, etc.

3. Determinación de la densidad más o menos exacta.4. Identificación de heteroátomos: ensayos químicos concretos para

identificar la presencia en el material de determinados átomos: que permiten la identificación de determinados átomos (azufre, nitrógeno, silicio cloro) o grupos de átomos. Por ejemplo, un color violeta intenso al calentar un plástico con ácido sulfúrico concentrado, delata la presencia de formaldehído.

IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS

• Muchos productos de plástico llevan impreso un símbolo que identifica el material de que están hechos.

• El símbolo triangular con flechas en el sentido de las agujas del reloj significa que el material es reciclable. Junto a él, o en su interior, aparecen las siglas o el número que identifica al plástico correspondiente.

• Están identificados los seis plásticos más utilizados y el “7” se reserva para otros plásticos reciclables.

IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS