Materials Plàstics: Origen, Obtenció i Classificació (3ESO)

Què són els plàstics? Els plàstics són materials constituïts per llargues cadenes d’àtoms l’element principal dels quals és, generalment el carboni. Aquestes cadenes o macromolècules es denominen polímers, nom amb el qual també es coneixen els plàstics. Els polímers estan formats, per molècules més...

Què són els plàstics? Els plàstics són materials constituïts per llargues cadenes d’àtoms l’element principal dels quals és, generalment el carboni. Aquestes cadenes o macromolècules es denominen polímers, nom amb el qual també es coneixen els plàstics. Els polímers estan formats, per molècules més xicotetes anomenades monòmers. Origen dels plàstics Segons la seua procedència, els plàstics poden ser: Naturals: obtinguts de matèries primeres naturals, com la cel·lulosa (fusta i cotó), el cautxú natural (saba d'arbre) o la caseïna (en la llet de vaca). Són naturals: cel·lulosa algunes laques, la viscosa o el cel·luloide (obtinguts de la cautxú cel·lulosa). Sintètics: procedents del petroli, el carbó i el gas natural. La majoria dels plàstics pertanyen a aquest grup. Destil·lació fraccionada Els monòmers (etilè, propilè, etc) s'obtenen fonamentalment d'una matèria primera denominada nafta, la qual s'obté de la destil·lació fraccionada del petroli. La polimerització La polimerització és una reacció química en la qual s’uneixen monòmers per a formar un polímer. A més dels monòmers, s'afigen altres productes: dissolvents, catalitzadors, pigments i altres substàncies que milloren les propietats del plàstic (fibra de vidre, fibres tèxtils, etc). Exemples Polietilé Eté o etilé Clorur de Cloroetilé o polivinil clorur de vinil Propietats dels plàstics Les propietats dels plàstics depenen de la seua naturalesa i composició. En general, els materials plàstics són: Resistents. Suporten esforços de tracció, compressió, flexió i torsió. Lleuger. La densitat de la majoria d’ells oscil·la entre 0,9 g/cm3 i 1,3 g/cm3. Aïllants elèctrics, tèrmics i acústics. Impermeables. Dúctils i mal·leables. Es poden estendre en forma de fils i làmines. Propietats dels plàstics Reciclables. Hi ha tres tipus de reciclatge dels materials plàstics: a) Reciclatge químic. Els constituents originals dels residus plàstics es recuperen mitjançant processos químics. b) Reciclatge mecànic. El material plàstic es tritura, donant lloc al pèl·let (grans de plàstic). c) Reciclatge energètic. En incinerar els plàstics, s’obté energia que és utilitzada en processos industrials o en la producció de calor i electricitat. Propietats dels plàstics  Biodegradables En general els plàstics convencionals no són biodegradables, perquè procedeixen de derivats del petroli. Gràcies a la investigació tecnològica s’han desenvolupat nous plàstics biodegradables per l’acció de certs bacteris i agents biològics. Biopol, s’utilitza en la fabricació de botelles i motlles, es degrada per l’acció de microorganismes del sòl. PVA (alcohol polivinílic), s’usa en la fabricació de films transparents, capsules de detergent o productes de neteja. Es dissolen en contacte amb l’aigua (freda o calenta). PHA (polihidroxialcanoat), s’utilitza en la fabricació d’envasos alimentaris, es degrada per l’acció de microorganismes del sol. Tipus de plàstics Termoplàstics Termoestables Elastòmers Estan constituïts per cadenes Estan formats per cadenes Estan formats per cadenes unides feblement entre sí. entrellaçades fortament en unides lateralment i plegades diferents direccions. sobre si mateixes com un cabdell. S’ablaneixen quan es calfen, la En sotmetre’ls a la calor i Sotmesos a una força, les qual cosa permet modelar-los i moderar-los, adquireixen una cadenes s’estiren. En la donar-los noves formes que forma determinada que producció dels elastòmers conserven en refredar-se. El conserven quan es refreden. intervé el procés de procés No obstant això, a diferència vulcanització, mitjançant el d’escalfament/refredament es dels anteriors, aquests plàstics qual s’afig sobre el cautxú a pot repetir tantes vegades com no s’ablaneixen quan es calfen 160ºC. Això li confereix duresa, es vulga de nou. resistència i durabilitat, sense perdre la seua elasticitat natural. Termoplàstics Els termoplàstics s’usen en una gran varietat d’objectes quotidians, com ara joguets, teixits, envasos, etc. A més, són materials fàcilment reciclables; tant és així, que s’ha dissenyat un marcatge especial per a aquests materials que facilita la tasca de separar-los als centres de reciclatge. Politereftalat (PET) Característiques. Transparent, encara que admet colorants, resistent al desgast i a la corrosió, impermeable, molt bon aïllant de CO2. Aplicacions. Botelles d’aigua, begudes gasoses o detergents, pel·lícula aïllant elèctrica, fibra per a cordes i teixits. Polietilé d’alta densitat (PEAD) Característiques. Translúcid, molt lleuger, flexible i resistent a impactes. Aplicacions. Envasos d’aliments, canonades per a aigua potable, joguets, proteccions al xoc com en cascos o genolleres. Policlorur de vinil (PVC) Característiques. De color blanc, encara que admet colorants. No inflamable. Inestable, necessita additius que eviten l’autodegradació. Es pot trobar en formulació rígida i flexible. Aplicacions. Rígid: perfils per a la construcció, canonades, botelles Flexible: Aïllants per a cablejat elèctric i fils d’aram, mànegues de reg, joguets unflables i de piscina, roba, calçat. Polietilè de baixa densitat (PEBD) Característiques. De color blanquinós, més flexible que el PEAD. Poc resistent, molt flexible, s’usa en bosses, làmines, etc. S'ablaneix a uns 85 °C Aplicacions. Bosses de plàstic; botelles; parament d’usar i tirar: plats, gots i coberts; pel· lícula per a cobrir plantacions agrícoles; joguets. Polipropilè (PP) Característiques. Més dur però menys flexible que el polietilé. Pot doblegar-se múltiples vegades sense trencar-se (material frontissa). S'ablaneix a uns 150 °C. Aplicacions. Mobles de jardí, peces d’automòbil, tubs corrugats per a instal·lacions elèctriques, fibres per a cordes i teixits, envasos i botelles, films. Poliestiré (PS) Característiques. Dues varietats principals: PS vidre és transparent; PS xoc és opac. Bon aïllant tèrmic, es deforma a menys de 100 °C. També hi ha el poliestiré expandit (EPS), que es comercialitza sòlid o en forma d’escuma. Aplicacions. Embalatges, recipients i envasos per a menjar, carcasses d’aparells electrònics, joguets, revestiments interiors de frigorífics. L’EPS s’usa en embalatges i en protecció de productes fràgils. En forma d’escuma, s’usa en aïllaments tèrmics i acústics. Policarbonat (PC) Característiques. Molt transparents, bons aïllants elèctrics, resistents a impactes. Aplicacions. CD, DVD, Blu-ray, caixes i envasos, bidons d’aigua, joguets resistents per a bebés. Substitut del vidre en cobertes d’edificis i construccions, també en lents, ulleres, etc. Metacrilat (PMMA) Característiques. El més transparent de tots els plàstics coneguts. Aïllant tèrmic i acústic. Resistent a l’impacte, però es ratlla amb molta facilitat. Aplicacions. Plaques i planxes, tubs, barres i blocs. Substitut del vidre en envidraments, vitrines, aquaris i piscines Si s’afig protecció UV en fabricar-lo, resistix a la intempèrie sense perdre les propietats òptiques. Politetrafluoretilé (PTFE) Característiques. Més conegut per tefló. És impermeable i molt bon aïllant tèrmic i elèctric. S'usa en recobriments. Té propietats antiadherents (paelles). Té molt poc fregament (s'usa en coixinets que no poden ser lubrificats). Aplicacions. Tubs, catèters, perfils, làmines i pel·lícula, recobriment d’olles i paelles. Coixinets sense lubricant. Teixits, tapets i estores. Poliamides (PA) Característiques. La més coneguda és el niló. És molt resistent al desgast i als productes químics. La seua temperatura de fusió és bastant alta. Aplicacions. Es coneix sobretot com a fibra, però s'aplica també en corrons, coixinets, engranatges, caragols, etc. Termoestables Els plàstics termoestables o termoenduribles són materials utilitzats en molts objectes quotidians. Es valoren per les següents característiques: Duresa i rigidesa: Són indeformables i molt resistents als impactes. Resistència a altes temperatures: Mitjançant un procés de curat, que es realitza a temperatures superiors a 200 °C o amb una reacció química, es fixa la seva estructura de cadenes de polímer, fent-la irreversible. Aquests plàstics, comparats amb els termoplàstics, són més forts, rígids i resistents a la calor, però també més fràgils i difícils de reparar. A més, no es reciclen fàcilment. Termoestables El procés de curat es fa de dues maneres: Per compressió: Es col·loca el material en un motlle, on s'escalfa i es comprimeix. Es fa servir per a material elèctric i mànecs de cuina. Per impregnació de resines: S'aplica en capes de resina amb reforços com fibra de vidre o de carboni, creant materials lleugers i rígids per a panells d'avions, vehicles, i material esportiu d'alta competició (bicicletes, esquís, etc.). Fenols (PF) Característiques. El més conegut és la baquelita. Primera substància plàstica totalment sintètica. Emmotlable durant el procés de fabricació i s’endurix en solidificar. Dura i fràgil. Aïllant elèctric i tèrmic excel·lent. Baix cost de producció. Molt resistent a la corrosió química. Gamma reduïda de colors. Aplicacions. Carcasses de productes elèctrics i electrònics. Comandaments d’electrodomèstics i mecanismes elèctrics. Suport de components en circuits impresos. Anses, suports, mànecs i poms de parament de cuina. Adhesius. Amines (MF) Característiques. Característiques semblants a les de les baquelites. Resistència a la corrosió química. Resistents a la calor, a la llum i als colps. Dures, fràgils i lleugeres. És un dels materials més lleugers del mercat. Aplicacions. Adhesius per a fusta i contraxapats. Vaixelles i parament de cuina. Gomes d’esborrar. Aïllants elèctrics. Recobriment aïllant tèrmic i acústic per a motors d’explosió. Resina de polièster (UP) Característiques. Polimeritza a temperatura ambient amb ajuda d’un additiu enduridor. Aquest plàstic és rígid, dur, fràgil i brillant. Molt resistent a la humitat i a la corrosió química. Àmplia gamma de colors. Es pot reforçar amb fibra de vidre, la qual cosa millora les seues característiques mecàniques. Aplicacions. Pintures i adhesius. Tubs i canonades. Contenidors, depòsits i bidons. Piscines. Peces d’automòbil i aeronaus. Joguets i articles esportius. Fibres tèxtils. Resina epoxi (EP) Característiques. Endurixen a temperatura ambient amb ajuda d’un additiu enduridor. Molt bons aïllants elèctrics. Més resistents que les resines de polièster, encara que també més cares. Els afecta de forma negativa la llum ultraviolada. Si s’usen com a element en exteriors, necessiten protecció. Aplicacions. Adhesius de gran resistència. Pintures i recobriments protectors d’interior. Segellat i reforç de superfícies. Additiu per al ciment. Paviments. Poliuretans (PUR) Característiques. L’ús més freqüent és en forma d’escumes. Segons la densitat, es comercialitzen poliuretans flexibles i rígids. Aïllants tèrmics amb baixa conductivitat tèrmica. Resistents a impactes Hi ha també poliuretans termoplàstics.. Aplicacions. Adhesius i pintures. Embalatges. Esponges artificials. Matalafs i coixins. Recobriment de canonades a alta temperatura. Aïllants en construcció i en aïllaments, tant en refrigeració com en calefacció. Elastòmers Els elastòmers tenen unes propietats tècniques molt interessants: gran elasticitat, baixa duresa i alta adherència. Les dues primeres propietats es poden verificar sotmetent un objecte fabricat amb elastòmers a una força que el comprimisca o l’estire i comprovant que, en cessar la força, l’objecte recupera la forma i dimensions originals. Cautxús (CA) Característiques. És molt flexible i resistent. També és bon aïllant tèrmic i elèctric. Millora les seues propietats amb el procés de vulcanitzat. Aplicacions. S'utilitza en pneumàtics, soles de sabates, guants, cintes aïllants, tubs flexibles, etc. Neoprens (PCP) Característiques. El polímer s’anomina policloropreno. Molt flexible. Resistent al desgast per ús a la intempèrie: sol, humitat, fred, etc. Aplicacions. S'usa en vestits de busseig, guants, mànegues, com a aïllant elèctric, en corretges industrials, suports de bigues de ponts, etc. Silicones (SI) Característiques. Flexible. Inert, per la qual cosa es pot usar en alimentació, medicina i cirurgia. Resistent al desgast per ús a la intempèrie: sol, humitat, fred, etc. Llarga vida útil. Aïllant elèctric Aplicacions. Segelladors i adhesius. Lubricants. Pròtesis quirúrgiques. Motles i envasos flexibles per a aliments. Joguets. Màscares.