Plásticos o Polímeros

Son materiales sintéticos obtenidos a través de reacciones químicas a los que se les añaden aditivos. La finalidad del aditivo es mejorar alguna de las propiedades o características del plástico.

Características:

• Resistente a la corrosión y agentes químicos.
• Aislamiento térmico, acústico y eléctrico.
• Resistente a los impactos.
• Presencia estética.

Materia Prima Usada para la Fabricación de Plásticos

Hay tres grandes etapas:

• En el siglo XIX: se emplea materia prima de origen animal y vegetal.
• Hasta aproximadamente 1930: se usa el alquitrán del carbón (es el residuo al transformarlo en carbón de coque).
• En la actualidad: se emplea petróleo y gas natural.

Componentes Principales de los Plásticos

• Materia básica: monómeros que entran en la reacción química.
• Cargas: se añaden a la materia básica con objeto de abaratar el producto obtenido y mejorar sus propiedades físicas, químicas o mecánicas.
• Aditivos: tienen como función mejorar las cualidades del polímero.
• Catalizadores: su misión es iniciar y acelerar el proceso de polimerización.

Aditivos

Sirven para obtener plásticos con propiedades determinadas, es necesario añadir los aditivos adecuados al polímero obtenido.

Tipos de aditivos:

• Colorantes
• Pigmentos
• Antiestáticos
• Conductores
• Estabilizantes
• Plastificantes

Tipos de Plásticos

• Termoplásticos: son aquellos plásticos que al ser calentados a temperaturas entre 50 y 200° C alcanzan un estado de plasticidad que les permite ser moldeados.
• Fibras: sus moléculas tienen una dirección preferencial de ordenación. Es resistente a la tracción, se puede lavar fácilmente y ni se arruga, ni se encoge.
• Termoestables: una vez moldeados por el calor, ya no pueden recuperar su forma primitiva. Son duros aunque frágiles. Si se calientan, se hacen carbón pero no se ablandan.
• Elastómeros: son muy elásticos. Permiten grandes deformaciones sin rotura recobrando su forma inicial. No se pueden fundir de nuevo.

Procesos de Conformación de Productos Plásticos

La fabricación de plástico se realiza obteniéndose un producto totalmente terminado, sin que precise proceso posterior alguno.

Métodos de conformación más utilizados:

• Prensado: el material pulverizado en gránulos, al que se le ha añadido la carga y los aditivos, se introduce en la parte inferior del molde. Luego se prensa y se le aplica calor hasta que se vuelve plástico y fluye a los espacios huecos del molde. Una vez endurecido, se saca la pieza.
• Inyección: la materia prima se introduce en un recipiente que adquiere gran plasticidad. Un émbolo comprime la masa y la hace pasar al interior del molde. Después de haber endurecido, se abre el molde y se saca la pieza.
• Termoconformado: se fabrica a partir de planchas rígidas mediante termoconformado (deformación en caliente); para ello se coloca la plancha sobre el molde adecuado, de forma que apoye bien sobre los bordes. Una vez aplicado el cierre, se calienta a la temperatura necesaria y se aplica vacío, presión o ambas cosas. Una vez frío, se desmolda.
• Extrusión-soplado: el material termoplástico sale en estado plástico por un conducto, por lo que adquiere una forma tubular a su salida, se empieza a insuflar aire caliente a presión, el material se adapta a las paredes internas del molde, enfriándose al tomar contacto con el metal del molde refrigerado.

Plásticos Compuestos

Plásticos Reforzados:

Formados por dos tipos materiales: de refuerzo, que le confiere resistencia a la tracción y algún plástico conocido.

• Kevlar: Es muy resistente y su mecanización resulta difícil.
• Fibra de carbono: Se obtiene a partir del polímero poliacrilonitrilo mezclándolo con algo de acrilato, metacrilato, PVC y acetato.

Plásticos Laminados:

Son los que tienen las capas de ambos materiales solapadas pero no mezcladas.

• Plástico-vidrio: se recubre el vidrio con una fina capa de plástico.
• Plástico-metal: productos metálicos recubiertos por una fina capa de plástico. Ej: las latas de conserva.
• Plástico-papel o cartón: el cartón tiene muchas ventajas, pero tiene un inconveniente de no soportar la humedad. Para ello se recubre de una fina capa de plástico por ambos lados. Como el tetrapack.
• Plástico-tejidos: aplicación en el campo de los cueros sintéticos, lonas, etc.
• Plástico-plástico: en muchos envases que contienen productos alimenticios, cosméticos, bebidas, etc., es necesario la combinación de varias capas para conseguir una resistencia exterior adecuada para garantizar el producto interior.

Fibras de Origen Mineral

Se obtienen de minerales de estructuras fibrosa. Se ha comprobado que su manipulación provoca leucemias y cánceres.

• Fibra de vidrio: se obtiene tras la unión de diversos minerales seguida de la fusión de los mismos. Se utiliza para aislantes térmicos y acústicos.
• Fibras de algunos metales: metales como el oro y la plata pueden ser convertidos en hilos y son utilizados para el culto religioso y trajes regionales.

Fibras de Origen Vegetal

• Algodón: está formado por 91% de celulosa. No produce alergias.
• Lino: fibra más resistente pero menos elástica y flexible. Es más caro y se emplea en la confección de vestidos.
• Esparto: su principal aplicación es en artículos de artesanía.

Fibras de Origen Animal

Los pelos de diversas especies son muy utilizados por sus buenas condiciones de hilabilidad.

• Lana: se obtiene del pelo que recubre el cuerpo de las ovejas, es muy elástica aunque tiene el inconveniente que el calor húmedo provoca alteraciones en la fibra.
• Seda: único filamento continuo producido por la naturaleza por los gusanos de seda. Esta fibra es muy elástica pero es mala conductora de calor.
• Cuero: es el pellejo de un animal sometido a un proceso de curtido. El curtido consiste en eliminar el pelo y la epidermis dejando la dermis. Después se le añaden sustancias para darle elasticidad.

Fibras Artificiales

Su materia prima procede de la síntesis química.

• Fibras celulósicas: Se las conoce también con el nombre de rayones.
• Fibras proteínicas: Se utilizan menos que los rayones, aunque cuando se inventaron se les auguraba un gran futuro.

Características de las fibras proteínicas:

• Fibrolana y lanital: Se fabrica a partir de la caseína de la leche disuelta en sosa cáustica. Se emplea en toquillas.
• Vícara: Se obtiene de proteínas vegetales de maíz disolviéndolas en sosa cáustica.
• Rayón alginato: Se obtiene de algas marinas disueltas en sosa cáustica.

Elastómeros

Permite enormes deformaciones elásticas, lo consigue después de un vulcanizado (aporte de azufre a la masa, seguido de una subida de la temperatura, hasta los 145ºC y una presión de 5 atmósferas). El oxígeno, el calor y la luz solar actúan lentamente sobre los elastómeros, reduciendo la elasticidad del material.

Características

• Natural Caucho (CA): Se obtiene del mejor jugo lechoso denominado látex, el más importante de estos árboles es hevea. En la actualidad ha sido prácticamente reemplazado por el caucho sintético. Sus aplicaciones suelen registrarse en colchones y almohadas.
• Sintético Neopreno (PCP): Formado por un polímero de cloropreno. Incombustible y no se deteriora con facilidad, se utiliza para aislamiento de cables.
• Sintético Siliconas (SI): Tiene como base el silicio, resiste muy bien los agentes externos.
• Sintético Caucho sintético: Resiste muy bien el calor, la abrasión y el envejecimiento. El 80% del caucho sintético se emplea en la fabricación de neumáticos.

El Corcho

Se obtiene de la corteza de un árbol llamado comúnmente alcornoque.

Obtención del corcho:

El descortezado del corcho, se realiza cada 9 años a partir del momento en el que el árbol tiene una edad aproximada de 18 años. Se hace entre junio y agosto. Para ello se hace una corona estrecha y se van trayendo las diferentes láminas de corteza del árbol. Luego se dejan secar al aire libre durante unos 3 meses, después se llevan a la fábrica, donde se hierven en agua, junto con los productos químicos. Posteriormente:

• Se seleccionan las cortezas que tienen un determinado espesor y son de buena calidad y se hierven una segunda vez, luego se cortan como si fueses monedas.
• Se tritura el resto, junto con los recortes, formando gránulos de unos 5mm de grueso, para elaborar placas de corcho.

El Vidrio

Se obtiene de la fusión de la arena de cuarzo mezclada con sal y carbonato sódico. Además, se suelen añadir otros compuestos, como, óxido de plomo.

Tipos de vidrio:

• Estirado
• Cristal
• Armado
• Difuso
• Reflectivo
• Fibra de vidrio
• Fibra óptica

El Yeso

Es un material de color blanco que se obtiene del sulfato de calcio dihidratado. Una vez que se le ha añadido agua al yeso, este, fragua con bastante rapidez, dependiendo del grado de finura de los granos que lo componen.

Características principales:

• Buena adhesión sobre metales, pero mala sobre madera.
• Tiene una alta higroscopicidad.

Proceso de fabricación:

1. La materia prima se calcina en un horno a unos 450ºC durante unas 4 horas, para eliminar agua que contenga. Luego se muele y se empaqueta.
2. Para utilizarlo en la obra que se necesite, se le añade agua y se remueve.

Nuevos Materiales

• Materiales estructurales: Su utilidad reside en sus propiedades mecánicas.
• Materiales funcionales: Su utilidad no reside en sus propiedades mecánicas si no en químicas, magnéticas electrónicas, ópticas.
• Materiales funcionales: Materiales fosforescentes, aleaciones de neodimio-hierro-boro o cobalto-samario, cristales líquidos o biomateriales.
• Materiales orgánicos: Producidos por virus modificados genéticamente y que se utilizan sistemas ópticos, electrónicos.
• Materiales inteligentes: Que sean autorreparadores, con un comportamiento similar a nuestro cuerpo, el cual es capaz de reparar un tejido deteriorado.
• Materiales nanocompuestos: A base de híbridos, para fabricar componentes electrónicos con mayor capacidad, menor volumen y más rápidos.
• Geles: responden a estímulos como la temperatura o a cambios de pH.