plásticos
«Plástico» es el término habitual para describir una amplia gama de materiales sintéticos o semisintéticos que se utilizan para una inmensa cantidad de aplicaciones. Miremos donde miremos, vemos plástico. Utilizamos productos de plástico para que la vida sea más limpia, más fácil, más segura y más agradable. Encontramos plástico en los envases, la ropa, los edificios, los dispositivos médicos, los coches, los móviles...
Los plásticos son materiales orgánicos, igual que la madera, el papel o la lana. Las materias primas que se utilizan para producir plástico son productos naturales como la celulosa, el carbón, el gas natural, la sal y, por supuesto, el petróleo. Se han convertido en el material moderno preferido porque permite equilibrar las necesidades de hoy en día con la protección del medio ambiente.
El término «plástico» proviene del griego «plastikos» que significa que se puede moldear. Se refiere a la maleabilidad, o plasticidad, del material durante la fabricación, lo que permite fundirlo, prensarlo o extrusionarlo para obtener diferentes formas, como láminas, fibras, placas, tubos, botellas, cajas, etc.
El término «plástico» proviene del griego «plastikos» que significa que se puede moldear. Se refiere a la maleabilidad, o plasticidad, del material durante la fabricación, lo que permite fundirlo, prensarlo o extrusionarlo para obtener diferentes formas, como láminas, fibras, placas, tubos, botellas, cajas, etc.
como se fabrican los plásticos
Los plásticos son derivados de materiales orgánicos, naturales, como la celulosa, el carbón, el gas natural, la sal y, por supuesto, el petróleo. El petróleo es una mezcla compleja de miles de compuestos y debe procesarse antes de ser utilizado. La producción del plástico empieza con la destilación en una refinería, donde el petróleo crudo se separa en grupos de componentes más ligeros, denominados fracciones. Cada fracción es una mezcla de cadenas de hidrocarburos (compuestos químicos formados por carbono e hidrógeno) que difieren en términos de tamaño y estructura de sus moléculas. Una de esas fracciones, la nafta, es el compuesto esencial para la producción del plástico.
Para fabricar plástico se utilizan dos procesos principales: la polimerización y la policondensación, y ambos requieren unos catalizadores específicos. En un reactor de polimerización, monómeros como el etileno y el propileno se unen para formar cadenas largas de polímeros. Cada polímero tiene sus propias propiedades, su estructura y sus dimensiones en función del tipo de monómero básico que se haya utilizado.
Hay muchos tipos diferentes de plástico, y se pueden agrupar en dos familias principales de polímeros:
Para fabricar plástico se utilizan dos procesos principales: la polimerización y la policondensación, y ambos requieren unos catalizadores específicos. En un reactor de polimerización, monómeros como el etileno y el propileno se unen para formar cadenas largas de polímeros. Cada polímero tiene sus propias propiedades, su estructura y sus dimensiones en función del tipo de monómero básico que se haya utilizado.
Hay muchos tipos diferentes de plástico, y se pueden agrupar en dos familias principales de polímeros:
- Los termoplásticos (que se ablandan con el calor y se endurecen cuando se enfrían)
- Los termoestables (que nunca se ablandan una vez moldeados).
Ejemplos de termoplásticos:
Ejemplos de termoestables:
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Los fluoropolímeros son una familia de plásticos de alto rendimiento. El más famoso de esta familia es el politetrafluoroetileno (PTFE). El PTFE es inerte a casi todas las sustancias químicas y se considera el material más resbaladizo que existe. Esas propiedades lo convierten en uno de los materiales más valiosos y versátiles que se han inventado, y representa una mejora significativa en ámbitos como el aeroespacial, las comunicaciones, la electrónica, los procesos industriales y la arquitectura.
El PTFE es conocido en todo el mundo por sus enormes propiedades antiadherentes asociadas a su uso como revestimiento en utensilios de cocina, o para el suelo, o repelente de las manchas en tejidos y productos textiles.
Una vez desubierto el PTFE, se ha desarrollado una gran familia de otros fluoropolímeros. La introducción de una combinación de monómeros fluorados y no fluorados permitió al sector diseñar una gran variedad de polímeros distintos con una amplia gama de temperaturas de procesado y uso.
Propiedades:
Los fluoropolímeros poseen una combinación inusual de propiedades de gran valor, como la inercia química, una constante dieléctrica elevada, retardo de la llama, baja fricción, antiadherencia, resistencia a las inclemencias del tiempo o propiedades de barrera.
Aplicaciones:
Los fluoropolímeros se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como:
- Rodamientos y juntas de alto rendimiento para automóviles y aviones.
- Retardantes de la llama.
- Revestimientos para utensilios de cocina que proporcionan una gran estabilidad térmica y propiedades antiadherentes.
- Revestimientos de tuberías y depósitos para productos químicos.
- Envases para baterías de ión-litio.
- Revestimientos para cables en el sector de las telecomunicaciones y la informática.
- Implantes y catéteres para aplicaciones biomédicas.
Poliolefinas
Las poliolefinas son una familia de termoplásticos de polietileno y polipropileno. Se producen principalmente a partir del petróleo y el gas natural mediante un proceso de polimerización del etileno y el propileno respectivamente. Su versatilidad las convierte en uno de los plásticos más utilizados hoy en día.
Propiedades:
Hay cuatro tipos de poliolefinas:
- LDPE (polietileno de baja densidad): El LDPE se define por una gama de densidad de 0,910–0,940 g/cm3. No reacciona a temperatura ambiente, excepto a fuertes agentes oxidantes y algunos disolventes que provocan hinchazón. Puede soportar una temperatura continua de 80 ºC y 95 ºC durante un breve plazo de tiempo. Puede ser opaco o traslúcido, y es bastante flexible y duro.
- LLDPE (polietileno lineal de baja densidad): es un polietileno bastante lineal, con unas cifras significativas de ramas cortas, normalmente fabricado mediante copolimerización de etileno con olefinas de cadena más larga. El LLDPE tiene mayor fuerza tensil y más resistencia al impacto y a la punción que el LDPE. Es muy flexible y se puede estirar mediante tensión. Se puede utilizar para fabricar láminas más finas y ofrece una buena resistencia a las sustancias químicas. Tiene buenas propiedades eléctricas. Sin embargo, no es tan fácil de procesar como el LDPE.
- HDPE (polietileno de alta densidad): El HDPE se conoce por su buena relación fuerza/densidad. La densidad del HDPE puede oscilar de 0,93 a 0,97 g/cm3 o 970 kg/m3. Aunque la densidad del HDPE solo es marginalmente superior a la del polietileno de baja densidad, el HDPE es de baja ramificación lo que le aporta una mayor fuerza intermolecular y una mayor tensión de rotura que el LDPE. También es más duro y opaco y puede soportar temperaturas algo más elevadas (120 °C en periodos cortos).
- PP (polipropileno): La densidad del PP es de entre 0,895 y 0,92 g/cm³. Por lo tanto, el PP es el plástico básico con menor densidad. En comparación con el polietileno (PE) sus propiedades mecánicas y resistencia térmica son superiores, pero la resistencia química es menor. Normalmente el PP es duro y flexible, sobre todo cuando se copolimeriza con etileno. Por eso el polipropileno puede utilizarse como plástico técnico, y competir con materiales como el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS).
Aplicaciones:
Las cualidades específicas de los diversos tipos de poliolefinas las convierten en ideales para diversas aplicaciones, como:
- LDPE: film transparente, bolsas de la compra, film agrícola, revestimiento para brics de leche, revestimiento para cable eléctrico, bolsas industriales para grandes cargas.
- LLDPE: film extensible, films para embalaje industrial, contenedores de paredes muy finas, bolsas pequeñas, medianas y para grandes cargas.
- HDPE: cajas y contenedores, botellas (para productos alimenticios, detergentes, cosméticos), recipientes para alimentación, juguetes, depósitos de gasolina, envoltorios industriales, tuberías y utensilios domésticos.
- PP: envases para alimentos, como vasos de yogur o margarina, envoltorios de caramelos o aperitivos, recipientes para microondas, fibras para alfombras, muebles de jardín, dispositivos médicos y sus envases, maletas, utensilios de cocina y tuberías.
Poliestireno
El poliestireno es un polímero aromático sintético elaborado a partir del monómero de estireno, un petroquímico líquido. Es un polímero termoplástico que se ablanda con el calor y se puede convertir en productos semielaborados como láminas y hojas, así como una amplia gama de artículos acabados.
Propiedades:
El poliestireno puede ser rígido o espumado. El poliestireno para fines generales es transparente, duro y quebradizo. Es una resina barata por peso unitario. Permite el paso del oxígeno y el vapor de agua y tiene un punto de fusión relativamente bajo. El poliestireno es naturalmente transparente, pero se puede tintar con colorantes.
Aplicaciones:
El poliestireno se utiliza en una amplia gama de aplicaciones como:
- envases y embalajes
- envases de alimentos para llevar
- electrodomésticos
- productos electrónicos de consumo
- construcción y edificación, por ejemplo, espuma aislante, paneles, unidades de baño y ducha, accesorios de fontanería e iluminación
- medicina, por ejemplo, elementos desechables como bandejas para el cultivo de tejidos, tubos de ensayo, placas petri, componentes para diagnóstico, y estuches para kits de pruebas.
Poliuretanos
El poliuretano (PUR) es un material resiliente, flexible y duradero. Hay varios tipos de poliuretanos, con una gran diferencia de aspecto y tacto entre sí. Se utilizan para una amplia gama de productos. De hecho, estamos rodeados de productos que contienen poliuretano en todos los ámbitos de nuestra vida cotidiana. Aunque mucha gente no sabe muy bien qué son los poliuretanos porque suelen estar «ocultos» bajo cubiertas o superficies de otros materiales, sería difícil imaginar la vida sin ellos.
Propiedades:
Los poliuretanos no son solamente materiales asequibles y seguros, sino también sostenibles. Los poliuretanos preservan los recursos naturales de la Tierra reduciendo la necesidad de energía.
Gracias a los poliuretanos nuestra vida es más cómoda, desde el confort que proporcionan las espumas en muebles y camas, hasta el aislamiento que regula la temperatura en el interior de los edificios. En los coches, su acolchado ayuda a proteger a los conductores y pasajeros en caso de colisión.
La enorme adaptabilidad y disponibilidad del material, por no hablar de lo asequibles y reciclables que son, lo convierten en el material preferido de muchos fabricantes.
Aplicaciones:
Los poliuretanos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones como:
- aislamiento de edificios.
- refrigeradores y congeladores.
- mobiliario y camas.
- calzado.
- automoción (transporte).
- revestimientos y adhesivos.
Policloruro de vinilo
El policloruro de vinilo (PVC) fue uno de los primeros plásticos que se descubrieron, y también uno de los más utilizados. Es un derivado de la sal (57 %) y del petróleo o el gas (43 %). Es el tercer polímero de plástico sintético más producido del mundo, después del polietileno y el polipropileno. El PVC tiene dos formas básicas: rígido (a veces abreviado como RPVC) y flexible.
Propiedades:
La combinación de propiedades del PVC le aporta unas ventajas muy difíciles de igualar. Es duradero, ligero, fuerte y resistente al fuego, con unas excelentes propiedades aislantes y baja permeabilidad. Si se utilizan determinados aditivos en el proceso de fabricación, la fuerza, la rigidez, el color y la transparencia se pueden adaptar para satisfacer necesidades específicas.
Aplicaciones:
El PVC se utiliza en muchas aplicaciones, como:
- productos para la construcción, como marcos de ventanas y otros perfiles, revestimientos de suelo y paredes, láminas para techos, piscinas y depósitos.
- tuberías y accesorios para agua potable y para aguas residuales, y conducciones para energía y telecomunicaciones.
- revestimientos, como lonas alquitranadas, láminas de metal corrugado e impermeables.
- aislamiento y cubiertas para suministros de energía de bajo voltaje, telecomunicaciones, dispositivos eléctricos y aplicaciones de automoción.
- envases para productos farmacéuticos, alimentos y confitería, agua y zumos de fruta, etiquetas, bandejas de presentación.
- aplicaciones de automoción, como cables, recubrimiento de bajos y tapicería.
- productos médicos, como bolsas de sangre, tubos para transfusiones y guantes quirúrgicos.
- productos de ocio, como mangueras de jardín, calzado, piscinas hinchables, tiendas.
Termoplásticos
Los termoplásticos se definen como polímeros que se pueden fundir y remodelar casi indefinidamente. Se derriten cuando se calientan y endurecen cuando se enfrían. Sin embargo, si se congela, el termoplástico se puede romper, igual que el vidrio. Esas características, a las que deben su nombre, son reversibles, por lo que el material se puede recalentar, remoldear y congelar muchas veces. Por eso los termoplásticos se reciclan mecánicamente. Algunos de los tipos de termoplástico más comunes son el polipropileno, el polietileno, el policloruro de vinilo, el poliestireno, el tereftalato de polietileno y el policarbonato.
Propiedades:
Los termoplásticos tienen una estructura molecular simple con macromoléculas químicamente independientes. Cuando se calientan, se ablandan o se derriten, después se moldean, se forman, se fusionan y se solidifican cuando baja la temperatura. Los ciclos de calentamiento y enfriamiento se pueden repetir muchas veces, lo que permite procesarlos y reciclarlos una y otra vez.
Aplicaciones:
Los termoplásticos están a nuestro alrededor desde hace mucho tiempo y son un componente importante de la vida diaria. Por ejemplo:
- El acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) es un termoplástico que se utiliza para fabricar:
- material deportivo
- juguetes (por ejemplo, los bloques de LEGO®)
- varias piezas del automóvil
- El policarbonato se utiliza para fabricar:
- CD y DVD
- botellas para bebidas
- recipientes para alimentos
- lentes para gafas
- Probablemente el polietileno es el termoplástico más habitual y se utiliza para:
- botes de champú
- bolsas para tiendas de comestibles
- chalecos antibalas
Plásticos termoestables
Los plásticos termoestables son materiales sintéticos tratados para provocar un cambio en su composición química, creando una red tridimensional. Una vez calentados y formados, no se pueden volver a fusionar y cambiar de forma. Probablemente la baquelita es el plástico termoestable más conocido.
Propiedades:
Los plásticos termoestables conservan su fuerza y forma incluso cuando se calientan. Por eso son ideales para la producción de componentes permanentes y grandes formas sólidas. Son resistentes y no se debilitan cuando aumenta la temperatura. Cada tipo de plástico termoestable tiene un conjunto de propiedades único. Las resinas epoxi, por ejemplo, ofrecen elasticidad y una resistencia química excepcional, además de ser relativamente fáciles de endurecer. Los fenoles, aunque son bastante fáciles de moldear, son quebradizos y duros.
Aplicaciones:
Dada la amplia gama de características que ofrecen, los plásticos termoestables se utilizan en una extensa variedad de aplicaciones, como:
- Chips electrónicos.
- Compuestos reforzados con fibra.
- Revestimientos poliméricos.
- Lentes para gafas.
- Empastes dentales.
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