Los plásticos son materiales sintéticos que tienen la propiedad de deformarse y adaptar cualquier forma. Los plásticos están constituidos de polímeros. Los polímeros son asociaciones de monómeros que se forman mediante un proceso de polimerización. Éste puede ser por adición, condensación, por etapas, por reacción en cadena.
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| Polímero |
La obtención de la materia prima
Puede ser tanto de origen vegetal, animal como mineral. La gran mayoría de plásticos proceden de productos químicos derivados del petróleo, y en menor cantidad de origen natural.
De origen vegetal son el látex, que es un líquido que se obtiene de determinados árboles tropicales. A partir de él se elaboran cauchos y gomas. La celulosa del algodón y de la madera, que sirve para elaborar celuloide, rayón y celofán. Y de ciertos aceites de semillas oleaginosas que se utilizan para fabricar barnices.
De origen animal son la caseína, que es una proteína presente en la leche que sirve para fabricar galalita y lanital, y la secreción resinosa del gusano de la laca que sirve para fabricar goma laca.
Pero la gran mayoría de plásticos son de origen mineral obteniéndose a partir del petróleo, el carbón de hulla u otros combustibles fósiles. Éstos últimos son los que, gracias a uno de los sectores de la industria petroquímica, se obtienen los monómeros que posteriormente se unirán en polímeros. Éstos tienen aspecto de polvos, granos, copos, resinas, pastas, líquidos, etc. Posteriormente se les añaden los aditivos que les darán sus propiedades características y finalmente se los conformará para que adquieran la forma del producto final.
Propiedades de los plásticos
La principal propiedad de los plásticos es la plasticidad, que nos permite obtener piezas complicadas mediante la aplicación del calor y el uso de moldes.
También pueden colorearse, son ligeros, buenos aislantes de la electricidad y del calor, se dilatan con facilidad, su resistencia mecánica es suficiente para la mayoría de aplicaciones, son resistentes a la acción de los agentes atmosféricos y de los ácidos, son baratos, algunos son impermeables, son fáciles de trabajar...
Su quema es contaminante aunque algunos se reciclan mejor que otros y los hay biodegradables.
Clasificación de los plásticos
Los plásticos se clasifican según el proceso de moldeado y las propiedades del producto una vez acabado, en dos grandes grupos: los termoplásticos y los termoestables. Esto es, su comportamiento frente a la temperatura.
Fuera de esta clasificación quedarían los elastómeros, cuya principal característica es su elasticidad.
Existen otras formas de clasificarlos, por ejemplo, según su estructura molecular en amorfos, semicristalinos y cristalizables.
O según su demanda comercial: se encuentran los denominados comodities, que no requieren una gran tecnología en su fabricación y que se clasifican según un código que identifica el principal polímero que contienen para facilitar posteriormente su reciclaje y que es arbitrario, es decir, el número no está relacionado con una mayor o menor facilidad de reciclaje:
Por último tenemos los plásticos de ingeniería, creados específicamente para que cumplan una determinada función y que requieren una tecnología especializada y cara.
Enlaces:
Test sobre los plásticos
Clasificación y propiedades
Termoplásticos
Los termoplásticos son plásticos que se ablandan al calentarse y recuperan su dureza al enfriarse, por lo que pueden ser moldeados repetidas veces.
Los termoplásticos celulósicos se obtienen de la celulosa. Los más importantes son el acetato de celulosa, utilizado para fabricar láminas para transparencias, que es transparente porque es una plástico amorfo.
También se aplica en monturas de gafas, películas fotográficas, cables de comunicación, cajas de fusible, pinceles, mangos de herramientas...
Los termoplásticos derivados del petróleo más importantes son:
EL PET o Tereftalato de polietileno. Es un polímero termoplástico lineal, que se obtiene por policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de los poliesteres. Se colorea con facilidad, es tenaz, resistente a esfuerzos mecánicos y a aceites, ácidos, disolventes y radiación ultravioleta.
Es relevante en la producción de fibras textiles y de gran número de envases: botellas, bandejas, láminas...
Las botellas de PET se reconocen porque en la base tienen un punto debido al proceso de fabricación.
Una vez reciclado se usa para piezas de muebles y automóviles, alfombras...
El polietileno. La materia prima del polietileno sería el etileno o eteno:
Y el polietileno de baja densidad (PEBD o LDPE) que es un plástico transparente, fuerte y flexible que se puede encontrar en algunas botellas y bolsas. Tras su reciclado puede utilizarse para fabricar contenedores, papeleras, baldosas...
El policloruro de vinilo o PVC. También existen dos variedades: el rígido que se utiliza para depósitos, cañerías de desagüe, ventanas, conducciones y cajas de instalaciones eléctricas.
Y el flexible, que mezclado con otros materiales se utiliza en mangueras, hules, aislamiento de cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, etc.
El PVC es uno de los plásticos que ha generado más polémica. Por un lado se considera que es estable e inerte y por ello se usa allí donde la higiene es una prioridad: bolsas de sangre, catéteres, cañerías de agua potable. Sin embargo, a largo plazo, se detecta una disminución de su masa por difusión molecular. Ello ha hecho que las botellas de agua de PVC, que se reconocían porque cuando las pellizcabas dejaban una marca blanca (también en la base tenían una marca – por el proceso de fabricación), hayan sido retiradas y substituidas todas por botellas de PET. Los juguetes fabricados con PVC también han sido substituidos por el peligro a que los niños los fueran chupando. El hecho cierto es que es un plástico que conlleva contaminación durante su fabricación y reciclaje. Sin embargo, dado que el 65% del consumo de PVC se destina a productos cuya vida útil supera los 50 años, apenas encontramos este plástico en los residuos urbanos.
El polipropileno (PP) es muy duro y resistente a productos corrosivos y al calor, soporta múltiples plegados y puede formar hilos sin romperse. Es económico y ligero.
Tiene múltiples aplicaciones: maletas, césped artificial, pequeños electrodomésticos, tapaderas de inodoros, juguetes, envases y bolsas para alimentos, estuches, cañerías de fluidos calientes, cubiertos desechables, parachoques, tapones, tableros, pilares y contrapuertas, carcasas de baterías de coche, cuerdas, rafias, redes de pescar y sacos.
El polipropileno se usa también para equipo de laboratorio, tubos de microcentrífuga, estuches de CDs.
El poliestireno (PS) se puede colorear y tiene buena resistencia mecánica. Aunque dado que existen diferentes variedades es difícil dar unas características comunes.
Poliestireno cristal: es transparente, rígido y quebradizo y se usa en las tapas de los CDs y cassetes, perchas, fundas, material de oficina.
Poliestireno de choque: Más resistente y se usa en pantallas de TV, impresoras, maquinillas desechables.
Una mezcla de cristal y de choque es el empleado para los envases de yogurt.
Poliestireno extruído (XPS) para espumas rígida en bandejas de carne, como aislante térmico en construcción.
El poliestireno expandido o porexpan es ligero y tiene propiedades aislantes por lo que se utiliza en la fabricación de elementos de protección y de aislamiento para edificios.
Finalmente se agrupan en un cajón de sastre el resto de plásticos bajo la categorías de otros.
El polimetacrilato de metilo (PMMA) es muy resistente a la intemperie (al rayado y a los impactos) y a los rayos UVA. Es un excelente aislante térmico y acústico. Es transparente y más ligero que el vidrio. Todo ello lo hace el candidato idóneo como sustituto del vidrio en las ventanillas de aviones, carteles, ópticas de los automóviles, gafas protectoras, etc. También se utiliza en objetos de decoración, accesorios de baño. Compite con el policarbonato en la fabricación de CDs.
La poliamida (PA) más conocida es el nylon que es muy tenaz y resistente a agentes mecánicos y químicos. Se utiliza en ruedas dentadas, cojinetes, utensilios caseros, piezas de máquinas y electrodomésticos, conectores eléctricos, etc. Gracias a su propiedad de formar hilos, también se utiliza en la industria textil y en la fabricación de cuerdas. En la segunda guerra mundial se usó para las cuerdas de los paracaídas. Para las medias y el Kevlar en los chalecos antibalas. También para los cepillos de dientes.
El policarbonato (PC) es transparente pero se colorea fácilmente. Es brillante y resistente a esfuerzos mecánicos. No se astilla al romperse. Se utiliza en objetivos de cámaras fotográficas, vídeos, microscopios, ventanillas de avión, viseras de casco, cubiertas, electrodomésticos, CDs y óptica para vehículos.
Acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS) es impermeable y resistente y se utiliza en las carcasas de los ordenadores y televisores y en juguetes.
Teflón o tetrafluoruroetileno (PTFE) es incombustible, antiadherente y resistente a productos químicos y temperaturas elevadas por ello su uso se reserva a las superficies antiadherentes y juntas y aislamientos de cables de alta temperatura.
Termoestables
Los termoestables son plásticos formados a partir de líquidos pastosos o sólidos que antes de endurecerse, pueden ser moldeados mediante presión o calor; una vez endurecidos, no pueden
volver a moldearse. Los más importantes son:
Resinas fenólicas o Fenoplastos, conocido como baquelita (fue la primera sustancia plástica totalmente sintética en 1909), plástico duro y frágil de aspecto metálico. Se utiliza en piezas de electrodomésticos y automóviles. Dado que tiene propiedades aislantes, también se utiliza en electricidad y electrónica para interruptores, placas de circuito impreso, etc. Aguanta temperaturas de hasta 170ºC.
Aminoplastos o resinas de melamina (MF) se pueden colorear y son impermeables a los líquidos, son flexibles y elásticas. Se utilizan para recubrir tablones de madera. Han sido tristemente conocidas por fraude alimenticio ya que simulan altos contenidos proteicos, pero resultan tóxicas.
Resinas de poliester (UP) en forma de hilos se utiliza en la fabricación de fibras textiles sintéticas como por ejemplo el tergal. El poliester reforzado con fibra de vidrio se convierte en un material muy resistente, que se utiliza en la fabricación de depósitos, contenedores, piscinas, etc. También se utiliza en elementos de automóviles.
Resinas epoxi (EP) que mezcladas con un catalizador solidifican y se endurecen. Son buenas aislantes eléctricas y resistentes a la humedad y a las temperaturas elevadas. Se utilizan en barnices, pinturas, adhesivos, recubrimientos para maderas, plásticos y sistemas eléctricos y electrónicos.
Elastómeros
Los elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad. Tenemos el caucho, el neopreno, la silicona, el poliuretano y el caucho sintético.
El caucho (CA) es impermeable y un buen aislante eléctrico y acústico. Además, es resistente a esfuerzos mecánicos, ácidos diluidos y detergentes. Se usa en productos de goma naturales y sintéticos.
Neopreno (PCP). Es impermeable y un buen aislante eléctrico y acústico. Además, es resistente a esfuerzos mecánicos, disolventes, ácidos, detergentes y agentes atmosféricos. Uso: Trajes isotérmicos, juntas, correas, cables, tuberías, sacos de dormir, botas, ropa de protección y guantes.
Silicona (SI). Es impermeable y resistente a agentes atmosféricos, grasas, aceites, ácidos y detergentes. Además, es un buen aislante térmico. Uso: Moldes flexibles, aplicaciones médicas, adhesivos e impermeabilizantes.
Poliuretano. Es resistente a agentes químicos y al desgaste. Por otra parte, es un buen aislante eléctrico, térmico y acústico. Uso: Colchones, gomaespuma, adhesivos y pinturas.
Caucho sintético. Es resistente a líquidos orgánicos, aceites, petróleo, derivados del petróleo y agentes atmosféricos. Es impermeable, y aislante eléctrico y acústico. Uso: Neumáticos, ruedas macizas, mangueras y correas de transmisión. John Boyd Dunlop, veterinario escocés, en 1887 se convirtió en el inventor de la primera cámara de aire para las bicicletas de la época. Habían nacido los neumáticos.
La conformación del plástico
Es la fase en la que se trabaja el plástico para fabricar productos. Se utilizan métodos diferentes, en función del tipo y componentes del plástico y de la forma que debe tener el producto. Los procesos más importantes en la elaboración
de plásticos son el moldeamiento, la colada, la espumadura y el calandrado.
El moldeamiento de los plásticos consiste en dar forma a los plásticos mediante moldes. El moldeamiento se puede realizar a alta o baja presión.
El moldeamiento a alta presión se realiza mediante máquinas hidráulicas y puede ser por compresión, inyección o extrusión.
La compresión consiste en calentar plástico en polvo y comprimirlo en un molde colocado en una prensa hidráulica. Así se fabrican los mangos de baquelita.
La inyección consiste en introducir plástico granulado en un cilindro donde se caliente y se reblandece. Un tornillo sin fin en el interior del cilindro lo empuja, cuando está blando, y lo inyecta en un molde de acero. El plástico se solidifica enfriado por el agua que circula por unos canales que recorren el interior del molde.
La extrusión consiste en moldear productos de manera continua. El cilindro acaba en una boquilla, que puede tener diferentes formas para obtener barras con perfiles diferentes. También se fabrican tubos inyectando aire por un agujero situado en la punta del cabezal.
Una variante es la extrusión o inyección con bufado, que consiste en comprimir el plástico que va saliendo por la boquilla entre las dos mitades del molde, a la vez que se inyecta aire a presión, de forma que se obtiene una pieza vacía. Es así como se fabrican de forma continua botellas e incluso bolsas.
El moldeamiento a baja presión se utiliza para dar forma a láminas de plástico mediante la aplicación de calor y presión poco elevadas hasta adaptarlas a un molde. El moldeamiento a baja presión puede realizarse mediante vacío o bufado.
El moldeamiento a baja presión por vacío consiste en absorber el aire que hay entre la lámina caliente y el molde, haciendo que ésta se adapte a la forma del molde. Se utiliza para fabricar envases de productos alimentarios, envases que reproducen la forma de los objetos que han de contener, etc.
El moldeamiento a baja presión por bufado consiste en aplicar aire a presión contra la lámina de plástico hasta adaptarla a un molde caliente. Este procedimiento se utiliza para fabricar cúpulas, piezas vacías, etc.
La colada, la espumadura y el calandrado
La colada consiste en el vertido del plástico fundido en el interior de un molde, donde el plástico se endurece y se solidifica.
La espumadura consiste en introducir aire o gas a la masa de plástico para formar burbujas. Así se obtiene la espuma de poliestireno (porexpan) o la espuma de poliuretano PUR (goma espuma).
El calandrado consiste en hacer pasar el material plástico a través de rodillos para producir láminas flexibles de diferente grosor mediante presión. Se utiliza para producir hules, impermeables, etc.
El reciclaje de los plásticos
Los plásticos son productos que no se degradan ni se descomponen con el paso del tiempo. Su uso está tan extendido que genera una cantidad enorme de basura que se acumula y provoca graves problemas medioambientales.
El reciclaje del plástico consiste en recoger y transformar los materiales de desecho en productos útiles. Existen diferentes procesos de reciclaje: primario, secundario, terciario y cuaternario.
El reciclaje primario consiste en convertir los residuos de plástico en plásticos que tienen las mismas propiedades que el material original. Sirve para reciclar los termoplásticos. El proceso comprende las siguientes fases: recogida, separación, trituración, limpieza y granulación.
En el reciclaje secundario se recuperan los termoestables o los contaminantes plásticos de propiedades inferiores a la del original.
En el reciclaje terciario se descompone el plástico en compuestos químicos y combustibles. Se utilizan dos métodos: la pirolisis y la gasificación.
En el reciclaje cuaternario se incinera el plástico para obtener energía. La incineración tiene algunas desventajas como la contaminación por gases.
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