Los Plásticos - Resumen 2024 PDF

# Los plásticos ## 1. Introducción histórica * Algunos polímeros son naturales como la celulosa, el caucho, el betún, las resinas o el látex. * La mayoría de los polímeros usados actualmente son sintéticos. * El plástico más antiguo conocido es la laca usada por los chinos en el siglo XIII a. C. *...

# Los plásticos ## 1. Introducción histórica * Algunos polímeros son naturales como la celulosa, el caucho, el betún, las resinas o el látex. * La mayoría de los polímeros usados actualmente son sintéticos. * El plástico más antiguo conocido es la laca usada por los chinos en el siglo XIII a. C. * Los mayas y aztecas conocían el caucho * A mediados del siglo XIX se descubrió el celuloide, el primer plástico sintético. * A principios del siglo XX se fabricó la baquelita. * Después de la Segunda Guerra Mundial, los descubrimientos se sucedieron con gran rapidez. ## 2. Propiedades generales de los plásticos * **Buen aislante eléctrico:** conducen mal la electricidad, por lo que se usan en el recubrimiento de cables y herramientas eléctricas. * **Buen aislante térmico:** transmiten el calor muy lentamente. Por ejemplo, la baquelita se utiliza para los mangos de sartenes, o espumas para aislar tuberías. * **Buena resistencia mecánica:** se usan en la fabricación de juguetes y reforzados con fibras en sectores industriales como la aviación. * **Gran flexibilidad:** permite fabricar mangueras o botes estrujables. * **Fáciles de moldear:** con calor y presión ya que se ablandan sin llegar a fundirse. * **Gran resistencia a productos químicos:** ácidos, lejías, detergentes, etc. * **Fácil reciclaje:** algunos se calientan hasta fundirlos y darles nueva forma o por descomposición química. ## 3. ¿Qué es un plástico? * Materiales de origen orgánico que se pueden moldear fácilmente con calor y presión. * Los plásticos están constituidos por polímeros, que son moléculas de gran tamaño formadas por monómeros más pequeños que se repiten constantemente. * El proceso de unión de monómeros se llama polimerización. ## 4. Tipos de plásticos ### 4.1.- Según su procedencia * **Plásticos naturales:** obtenidos de materias primas naturales. * **Celulosa:** procedente de la madera o del algodón. * **Caucho:** de la corteza de un árbol tropical. * **Caseína:** proteína presente en la leche de vaca. * **Lacas, viscosa o celuloide:** obtenidos ambos de la celulosa. * **Plásticos sintéticos:** elaborados a partir de compuestos derivados del petróleo, el carbón o el gas natural. ### 4.2.- Según su composición * **Termoplásticos:** se reblandecen con el calor y pueden adquirir fácilmente formas que se conservan. * Se pueden reciclar calentándolos de nuevo. * Algunos ejemplos son polietileno, PVC, metacrilato, poliestireno rígido y el poliestireno expandido. * **Termoestables:** sólo se deforman por calor una vez, adquiriendo su forma definitiva. * El reciclaje es más difícil ya que requiere un proceso químico. * Algunos ejemplos son baquelita, melamina, poliéster, etc. * **Elastómeros:** son plásticos sintéticos con propiedades similares a las del caucho. * Se pueden estirar y recobrar su forma original después de sufrir grandes deformaciones. * Algunos ejemplos son caucho artificial, neopreno, silicona, etc. ## 5. Propiedades y aplicaciones de los termoplásticos ### 5.1. Polietileno de alta densidad (HDPE) * Muy resistente a los esfuerzos. * Rígido y resistente a la corrosión. * Resiste a bajas temperaturas. * Muy ligero, flota en agua. * Se ablanda sobre 130 °C. ### 5.2. Polietileno de baja densidad (LDPE) * Es poco resistente pero muy flexible. * También flota. * Muy económico. * Se usa en láminas, bolsas, botellas estrujables, etc. * Se ablanda a unos 85 °C. ### 5.3. Polipropileno (PP) * Más duro pero menos flexible que el polietileno. * Puede doblarse muchas veces sin romperse. * Bastante resistente al calor. * Flota en agua. * Se usa en recipientes, jeringuillas, precinto de cajas, cuerdas, tuberías, redes, etc. ### 5.4. Policloruro de vinilo (PVC) * Gran resistencia química. * Impermeable. * Muy duro. * No flota en agua. * Muy resistente al fuego. * Se usa en tuberías, canalones, marcos de puertas y ventanas, revestimiento de cables eléctricos, cinta aislante, mangueras de riego, cortinas de baño, telas impermeables, etc. ### 5.5. Poliestireno (PS) * Bastante rígido aunque algo frágil. * Se colorea con facilidad. * Se emplea en juguetes, carcasas de electrodomésticos, envases de yogur, etc. * Tambien se usa expandido (porexpán o corcho blanco) en envases de alimentos frescos, embalajes protectores, aislamiento de edificios, etc. ### 5.6. Polietileno tereftalato (PET) * Transparente e impermeable a componentes gaseosos. * No flota en agua. * Bastante resistente a la corrosión. * Se usa sobre todo en botellas de agua, refrescos, aceite y otros productos. ### 5.7. Policarbonato (PC) * Muy transparente. * 200 veces más resistente que el vidrio. * No flota en agua. * Muy resistente a la corrosión. * Se usa en la fabricación de CDs, visores para cascos protectores, lentes ópticas, pilotos, láminas para techos, etc. ### 5.8. Metacrilato (PMMA) * Duro, rígido y transparente. * Más resistente a los impactos que el vidrio. * Se usa como sustituto del vidrio en faros de automóvil, letreros luminosos, vidrios de aviones y barcos, etc. ### 5.9. Politetrafluoretileno (PTFE) * Más conocido como teflón. * Es antiadherente y resistente a productos químicos agresivos. * Impermeable. * Buen aislante térmico y eléctrico. * Tiene un bajo coeficiente de rozamiento, por lo que se usa en cojinetes que no pueden ser lubricados. ### 5.10. Poliamidas (PA) * La más conocida es el nailon. * Muy resistente al desgaste y a los productos químicos. * Temperatura de fusión es alta. * Conocido por su uso como fibra, pero se aplica también en rodillos, cojinetes, engranajes, tornillería, etc. ## 6. Propiedades y aplicaciones de los termoestables ### 6.1. Fenoles (PF) * El más conocido es la baquelita. * Buen aislante eléctrico. * Aguanta bien el calor. * Resistente a la corrosión. * Dura pero frágil. * Se usa en mangos de utensilios de cocina, en aparatos de teléfono, dispositivos eléctricos, ceniceros, etc. * También se emplea en laminados de tableros. ### 6.2. Aminas (MF) * Se usan como adhesivos. * Se usan en recubrimientos de tableros. * La más conocida es la melamina. * Se usan en muebles y encimeras. * Se usa en cascos de barcos. * Es buen aislante térmico y resistente a los productos químicos. ### 6.3. Resinas de poliéster (UP) * Es una resina líquida que se solidifica al añadirle un producto endurecedor. * Se vuelve un plástico duro y rígido pero frágil. * Se refuerza con fibra de vidrio para aumentar su resistencia. * Se emplea en depósitos, piscinas, esquís, cañas de pescar, etc. ### 6.4. Resinas epoxi (EP) * Tiene muy buena adherencia. * Se utiliza como adhesivo en construcción. * Se usa en pinturas para suelos de garajes y naves industriales. * Se usa como revestimiento de latas de alimentos, etc. ## 7. Propiedades y aplicaciones de los elastómeros ### 7.1. Caucho (CA) * Muy elástico, resistente al desgaste. * Buen aislante térmico y eléctrico. * Resistente a los agentes químicos. * Se emplea en neumáticos, tubos flexibles, suelas de zapatos, guantes, etc. ### 7.2. Neopreno (PCP) * Su nombre químico es policloropreno. * Muy resistente al calor y a productos químicos como aceite y petróleo. * Se utiliza en trajes de buceo, cables, mangueras, cimientos de edificios y apoyo de vigas de puentes, correas de transmisión, etc. ### 7.3. Poliuretano (PUR) * Se usa sobre todo en forma de espumas (esponjas, almohadas, embalajes, aislantes, etc). * Se usa en pinturas de revestimiento de muros. ### 7.4. Siliconas (SI) * Es estable e inerte químicamente a altas temperaturas. * Muy flexible. * Se usa como lubricante, adhesivo, sellador, moldes de hornear, prótesis médicas, etc. ## 8. Las fibras textiles sintéticas * Más resistentes que las fibras naturales. ### 8.1. Nailon * Es un termoplástico de la familia de las poliamidas. * Es muy fuerte y flexible. * Se usa en medias, cazadoras, cuerdas, airbags, tela de paracaídas, etc. ### 8.2. Poliéster * Es un termoestable. * Se usa en prendas de vestir, bolsas de viaje, telas impermeables, etc. * Es un tejido que absorbe mal el agua. ### 8.3. Elastano * Es un elastómero, de la familia de los poliuretanos, conocido comercialmente como lycra. * Se usa en medias, corsetería, bañadores y prendas ajustadas en general. ### 8.4.- El kevlar * Es una poliamida sintética ligera. * Excepcionalmente resistente a la rotura. * Su resistencia a la tracción es más del doble que la del acero. * Tiene una tenacidad 8 veces mayor que el acero. * Se usa en chaquetas, cuerdas, hilo de coser, guantes anticortes, chalecos antibalas, velas náuticas, cascos y equipamiento de motorista, botas antiperforación, etc. ## 9. Fabricación de objetos de plástico * El primer paso es obtener el polímero a partir del monómero. * Este proceso se lleva a cabo en un reactor. * Se introduce el monómero, un disolvente y un catalizador. * Se somete a una temperatura y presión controladas, al tiempo que se agita. * En la secadora, el polímero es separado del disolvente y se seca. * Posteriormente, en la trituradora, el material se tritura y se obtiene el polímero en forma de granos o polvo. * Se pueden añadir colorantes y otros materiales para mejorar las propiedades del plástico base. ### 9.1. Extrusión * Se aplica a termoplásticos. * El plástico granulado de la tolva pasa al cilindro precalentado. * El material fundido sale por la boquilla o troquel que le da la forma. * Se fabrican así tubos, varillas, perfiles, recubrimiento de cables, etc. ### 9.2. Inyección * Se aplica a termoplásticos. * El material plástico fundido a presión se introduce en el interior del molde. * Se fabrican piezas complejas. * Se usa para recipientes, cubiertos, carcasas de electrodomésticos, juguetes, etc. ### 9.3. Moldeo por soplado * Se aplica a termoplásticos. * Se introduce material plástico fundido procedente de una extrusora en un molde. * Se inyecta aire comprimido para empujar al plástico hacia las paredes del molde. * Se fabrican objetos huecos, como botellas, balones, etc. ### 9.4. Moldeo por compresión * Se aplica a termoestables. * Se introduce el material plástico en polvo o en grano. * Se usa para accesorios eléctricos, mangos de cazos, carcasas de electrodomésticos, tapas de inodoros, etc. ### 9.5. Moldeo al vacío * Se aplica a termoplásticos. * Se parte de una lámina de poco grosor que se sujeta sobre un molde. * Se fabrican envases de huevos o de dulces, vasos de plástico, salpicaderos de automóviles, letreros comerciales, etc. ### 9.6. Laminado por calandrado * Se aplica a termoplásticos. * Se hace pasar el material en estado pastoso por entre unos cilindros giratorios y calentados cada vez más juntos. * Se aplica a la fabricación de tejidos recubiertos de plástico, portafolios, láminas de encuadernar, etc. ### 9.7. Laminado por extrusión con soplado * Se aplica a termoplásticos. * Se hace salir el material plástico fundido por una boquilla en forma de anillo y se insufla aire caliente. * Se usa para la fabricación de bolsas. ### 9.8. Hilado * Se usa este proceso para obtener fibras textiles sintéticas. * El polímero fundido es obligado a salir por una boquilla de múltiples agujeros. * Los filamentos son enfriados con aire o agua. * Se estiran y se bobinan. ### 9.9. Espumación * Consiste en introducir aire en forma de burbujas en el interior del plástico. * Se consigue así un material muy ligero. ### 9.10. Mecanizado * Todas las técnicas típicas de mecanizado se pueden emplear con los plásticos. * Se usa refrigeración eficaz (emulsión refrigerante, aire comprimido, etc.) para que el material no se reblandezca y se deforme. * Se pueden realizar operaciones como el torneado, el fresado, el rectificado, el taladrado, el aserrado, etc. ## 10. Técnicas de unión de plásticos ### 10.1. Uniones desmontables * Se usan tornillos pasantes con arandelas y tuercas. * Se usa el tornillo de unión cuando una de las piezas es gruesa. ### 10.2. Unión fija mediante adhesivos * La resina epoxi (como el Araldit) es uno de los adhesivos más fuertes. * También son muy buenos los pegamentos de cianocrilatos. * Se usan otros adhesivos, como la cola blanca, la cola de contacto o el pegamento termofusible. ### 10.3. Unión por soldadura de alta frecuencia * Se presionan los materiales a unir. * Se hace pasar una corriente de alta frecuencia que calienta el material lo suficiente para producir la unión. * Se usa para materiales termoplásticos. ### 10.4. Unión por soldadura con aire o gas caliente * Se dirige un chorro de aire o gas caliente sobre la zona de contacto de los materiales a unir. * Se suele requerir el empleo de material de aportación. ### 10.5. Pegado por perfil térmico * Se utiliza para unir láminas de poco espesor, como las bolsas en los supermercados. ### 11. El reciclaje de los plásticos * El abuso de materiales plásticos desechables está causando importantes problemas medioambientales. * Se pueden reciclar los plásticos. * El reciclado puede ser de tres tipos: mecánico, químico o energético. ## 12. Nuevos materiales ### 12.1. La fibra de carbono * Es una fibra sintética formada por finos filamentos de carbono. * Es muy flexible. * Tiene elevada resistencia mecánica. * Baja densidad. * Buen aislante térmico. * Resistente a la corrosión. * Tiene propiedades ignífugas. * Se usa mucho en las estructuras de aviones, coches y barcos, en raquetas de tenis, esquís, bicicletas, cascos de motoristas, cañas de pesca, etc. ### 12.2. El grafeno * Es una sustancia compuesta por carbono. * Es similar al grafito. * Tiene una dureza excepcional. * Es unas 200 veces más resistente que el acero. * Es unas cinco veces más ligero que el aluminio. * Es muy flexible y elástico. * Tiene una conductividad eléctrica y térmica muy altas. * Soporta grandes fuerzas de flexión. * Campos de aplicación son circuitos electrónicos ultraplanos, etiquetas de seguridad inteligentes, circuitos integrados electrónicos de elevadísimas velocidades, pantallas táctiles flexibles, cámaras fotográficas supersensibles, baterías eléctricas de elevada duración, captación de luz solar, biosensores para detectar tumores, etc. * Posee un alto coste. ### 12.3. La fibra óptica * Es un hilo muy flexible y transparente hecho de vidrio o plástico. * Atrapa los pulsos de luz que entran en ella. * Se usan en telecomunicaciones y en medicina. ### 12.4. Cristal líquido * Comparte propiedades de los líquidos y de los cristales. * Se usa principalmente en pantallas LCD.