Los plásticos

En la actualidad el plástico es empleado en nuestra vida cotidiana, ha sustituido partes metálicas en la industria automotriz, se usa en la construcción, en empaques, electrodomésticos (lavadoras, licuadoras, refrigeradores, etc.) y en un futuro no muy lejano irá entrando en otras ramas de la industria, por ejemplo en medicina, como sustitutos de articulaciones (articulaciones artificiales), los juegos de toda índole y en artículos deportivos, como pueden ver la rama del plástico esta en proceso de crecimiento. Ya que es común observar piezas que anteriormente eran producidas con otros materiales, por ejemplo con madera o metal y que ya han sido substituidas por otras de plástico.

¿Que son los plásticos?

Son materiales formados por POLÍMEROS constituidos por largas cadenas de átomos que contienen carbono

LA POLIMERIZACIÓN

Partamos de una molécula de etileno, que es el producto base para la fabricación de muchos plásticos. El etileno es un gas orgánico formado por dos átomos de carbono y cuatro de hidrogeno. Tiene una peculiaridad y está es que a una temperatura de -104 ºC se hace líquido, y, si seguimos, bajando la temperatura hasta los -169 ºC se solidifica.

A temperatura ambiente sus moléculas tienen mucha movilidad, como las de cualquier gas; pero si le añadimos determinados compuestos químicos (CATALIZADORES) provocan que estas se unan en grandes cadenas, formando las macromoléculas de un plástico muy empleado, el polietileno.

Existen dos tipos fundamentales de polimerización: -Polimerización por adición: el caso de polietileno responde a dicho caso. nA → An -Polimerización por condensación: En esta, aparte de unir los monómeros

nos genera pequeñas moléculas de subproductos (amoníaco, agua)

Propiedades de los plásticos

Conductividad térmica: Son muy malos conductores del calor, por lo que se emplean para fabricar aislamientos térmicos. Como ejemplo, el poliestireno (corcho blanco) y la baquelita.

Conductividad eléctrica: Los plásticos conducen muy mal la electricidad por lo que se emplean para recubrir cables, por ejemplo.

Resistencia química: Casi todos resisten muy bien el ataque de agentes químicos, como los ácidos, que alteran los materiales, en especial a la mayoría de los metales.

Densidad: La densidad esa la relación existente entre la masa de un objeto y el volumen que ocupa. Los plásticos son materiales poco densos, esto es, pesan poco, y esta es una de las razones por la que fabrican muchas piezas de este material, por ejemplo cubos, juguetes, etc.

Elasticidad: Algunos plásticos se pueden estirar bastante antes de romperse. Esta propiedad hace que se puedan emplear para fabricar distintos productos: ruedas de coche, trajes de buzo, silicona, etc.

Facilidad para trabajar con ellos: La mayoría de los plásticos son materiales blandos, lo que hace que sea muy fácil trabajar con ellos. Se taladran y sierran de una forma más económica que los metales; pero al ser materiales blandos se rayan y desgastan más fácilmente, lo que limita en muchas ocasiones su uso.

Transparencia: Hay algunos plásticos que tienen una transparencia parecida a la del cristal, por lo que en ocasiones se emplean para sustituirlos. Así nos encontramos los focos de los automóviles, etc.

Temperatura de fusión: Es la temperatura a la que un elemento pasa de estado sólido a líquido. Los plásticos tienen una temperatura de fusión muy baja, por lo que hay que emplear poca energía térmica para calentarlo y poderlo moldear. Económicamente esta es la razón de su uso.

Origen de los plásticos: según su procedencia pueden ser

● Plásticos naturales ● Plásticos sintéticos o artificiales

Según su composición estructural los clasificamos:

Termoplásticos

Las cadenas están entre si unidas por enlaces (fuerzas intermoleculares) tan débiles que se rompen si el plástico se calienta,Son aquellos plásticos que al calentarse se ablandan y se pueden moldear dándole nuevas formas que conservan al enfriarse. Este proceso de calentamiento y enfriamiento puede repetirse tantas veces como se quiera.

Termoestables

Son cadenas enlazadas fuertemente distintas direcciones. Los enlaces son tan fuertes que no se rompen al calentarse. Al someterlos al calor se vuelven rígidos, por lo que sólo pueden calentarse una sola vez, y no se deforman. Por ello son más frágiles que los termoplásticos. No se ablandan cuando se calientan nuevamente, sino que se descomponen y carbonizan antes de llegar a fundirse. En general presentan una superficie dura y extremadamente resistente.

Elastómeros

Están formados por cadenas unidas lateralmente y plegadas sobre si mismo, que se desenrollan disponiéndose en línea recta al aplicarles una fuerza y recuperan su posición natural al cesar esta. Así pues, los elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad, adherencia y baja dureza.

PLÁSTICOS MEJORADOS

Plásticos reforzados: Formados por dos o más tipos de materiales, uno plástico y otro llamado material de refuerzo que le confiere resistencia a la tracción. Se usan en la fabricación de cascos, esquíes, parachoques, equipos deportivos,....

Plásticos laminados: Capa de plástico adosada a otros de material diferente. Pueden ser:

Plástico/papel o cartón que resisten la humedad (envases de bebidas) como los tetrabrick

Plástico/vidrio, que resisten choques y presiones (vidrios de seguridad)

Plástico/metal (latas de conserva….)

Plástico/plástico, para envases de productos alimenticios

Técnicas de conformación de los plásticos Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en

diferentes formas: polvo, gránulos, resinas (líquido viscoso), películas de grosor inferior a 25mm, láminas o planchas con un grosor entre 0,5 25 mm, bloques de sección rectangular, barras, tubos, perfiles en L y T e hilos,… Los procesos de conformación difieren fundamentalmente en la maquinaria utilizada y en las aplicaciones. Sin embargo, todos estos procesos tienen en común el siguiente tratamiento: Se parte del material en estado sólido (gránulos, polvo, laminas,…); este es calentado, con lo que se transforma en una masa pastosa o bien se ablanda mientras es conformado; por ultimo se enfría el material una vez obtenida la forma deseada. Distinguimos en el procedimiento de conformación o moldeo de plásticos: 1.- Moldeo a alta presión

1. Extrusión 2. Compresión 3. Inyección

2.-Moldeo a baja presión 1. Colada 2. Espumado 3. Termoconformado al vació 4. Extrusión y soplado 5. Calandrado

Moldeo a alta presión Conformación por extrusión: Este proceso consiste en fabricar perfiles

largos de sección uniforme. Para ello se utiliza una maquina especial, llamada extrusionadora, cuyo funcionamiento es similar al de las máquinas de picar carne. El plástico, generalmente termoplásticos en forma de gránulos, es vertido en la tolva de carga y es obligado a fluir por medio de un husillo giratorio dentro de la cámara de extrusión. La cámara está calentada a temperaturas comprendidas entre 150º y 250º C para que se ablande y peda salir por la boquilla que reproduce la forma del perfil que se desea fabricar. A la salida de la boquilla, el material es enfriado para que adquiera rigidez y posteriormente es arrastrado y cortado a la longitud deseada.

Aplicaciones: Filmes para embalajes, perfiles para rematar obras, recubrimientos aislantes para cables eléctricos, tuberías y tubos para cañerias, etc.

Conformación por compresión

Aplicaciones: Recipientes para productos, por ejemplo, de alimentación, carcasas de electrodomésticos, etc.

Conformación por inyección

Aplicaciones: utensilios domésticos (cubos, recipientes,…) y juguetes

Moldeo a baja presión

Termoconformado al vació

Aplicaciones: salpicaderos de coches, hueveras, bañeras, parachoques

Conformación por extrusión y soplado

Aplicaciones: Botellas, frascos, juguetes, etc.

Conformación por calandrado

Aplicaciones: hules, impermeables, etc

Colada: Consiste en el vertido del material plástico en estaos líquido dentro de un molde, donde fragua y se solidifica. La colada es útil para fabricar pocas piezas o cuando emplean moldes de materiales baratos de poca duración, como escayola o madera.

Espumado: Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la masa de plástico, de manera que se forman burbujas permanentes.

Aplicaciones: colchones, aislantes termo acústicos, esponjas, embalajes, cascos de ciclismo, plafones ligeros, etc.

Mecanización de los plásticos

La industria tiene en los plásticos un buen sustituto de la madera y los metales para ciertas aplicaciones. Estos se suelen obtener en forma estándar, como chapas, láminas, tubos, etc., para después mecanizarlos o darles formas mediante máquinas herramientas

Mecanizar cualquier tipo de material consiste en realizar mediante máquinas o herramientas, trabajos para dar forma a los objetos. Una máquina herramienta porta una herramienta que se acopla a los mecanismos de la máquina, que, por lo general, realizará algún movimiento, bien en la pieza a mecanizar o bien en la propia herramienta.

Estas máquinas, como taladradoras, tornos, fresadoras y sierras de corte, son las habituales al trabajar con madera y metales. Además, podemos aplicar a estos plásticos otros trabajos de acabado, como lijado, limado de virutas, rectificado de superficies, con los que se consiguen superficies alisadas con el mínimo de rugosidad. De todos los trabajos, los más habituales son el torneado, el fresado y el rectificado.

El torneado: Consiste principalmente en agarrar una pieza mediante una mordaza desujeción en los extremos longitudinales de la misma, que hacen girar el material. Mientras estagirando, una herramienta de corte, denominada cuchilla, se acerca al objeto y elimina materialde forma perimetral, consiguiendo formas cilíndricas o cónicas.

El fresado. Consiste igualmente en la eliminación de parte del material de una pieza enbruto, pero esta vez de una forma superficial. La fresadora la pieza en una bancada, de formaque ofrece una de sus superficies a una herramienta de corte, llamada fresa, que mediantediversas pasadas por el área a retirar, realiza rebajas en la superficie.

Mediante el fresado se pueden conseguir piezas con diferentes formas planas

El rectificado: La máquina rectificadora dispone, a modo de herramienta, de unamuela abrasiva que pule la superficie de una pieza. Para ello, la muela va girando sobre lasuperficie rugosa, mientras la pieza se va desplazando en una dirección determinada.

Las muelas están compuestas por granos de material abrasivo de elevada dureza,compactados mediante un aglomerante. Los granos pueden ser muy gruesos, con el que sedesbasta la superficie; el medio y el fino, con los que se consiguen acabados finos y el muyfino o superfino, que permiten pulir una superficie sin que queden apenas rugosidad.

Identificación de los plásticos

Los plásticos tienen códigos para facilitar su identificación y sus características. Observa el siguiente dibujo:

El reciclado de los plásticos

El desarrollo tecnológico conlleva dos problemas de los que debemos tomar conciencia: la desaparición de las materias primas y la degradación del medio ambiente. La gran demanda de productos de consumo desde los países industrializados está agotando los escasos recursos naturales en el planeta.

El reciclaje aminora en gran medida ambos problemas, ya que reduce en forma considerable la cantidad de residuos que dañan el medio ambiente y nos permite producir nuestras propias materias primas. Es habitual oír hablar del plan de las tres «R»: reducir, reciclar y reutilizar, es decir:

Reducir el consumo.Reciclar para evitar malgastar las materias primas y aplicar los

procedimientos más eficaces para recuperar la mayor cantidad de desechos posibles.

Reutilizar objetos usados para nuevos usos.Los plásticos constituyen una parte importante del volumen total de residuos

y muchos de ellos son muy contaminantes. Ello hace especialmente interesante el reciclaje de estos materiales.

Una vez que los plásticos han sido separados y clasificados según el tipo de termoplástico, se procede al reciclado. Para ellos disponemos de tres métodos diferentes: el reciclado mecánico, el reciclado químico y el reciclado energético.

Reciclado mecánico

Reciclado químico

Reciclado energético