Materiales Plasticos

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INYECCION DE MATERIALES TERMOPLASTICAS

1. Introducción:

Plásticos, materiales polímetros orgánicos (compuestos formados por

moléculas orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden

deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión,

moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la

celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el

nailon.

Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, unas

propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena

resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las

que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas,

dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son

termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son

termoestables (no se ablandan con el calor).

El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el fabricante

estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una

recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del

marfil natural. Una de las personas que optaron al premio fue el inventor

estadounidense Wesley Hyatt, quien desarrolló un método de procesamiento a

presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado

previamente con alcanfor y una cantidad mínima de alcohol. Si bien Hyatt no

ganó el premio, su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó

para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El

celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y

deteriorarse al exponerlo a la luz.

Durante las décadas siguientes aparecieron de forma gradual más tipos de

plásticos. Se inventaron los primeros plásticos totalmente sintéticos: un grupo

de plásticos termoestables o resinas desarrollado hacia 1906 por el químico

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estadounidense de origen belga Leo Hendrik Baekland, y comercializado con el

nombre de baquelita. Entre los productos desarrollados durante este periodo

están los polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de la

celulosa, del nitrato de celulosa o del etanoato de celulosa.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo

de materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que

éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los

esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas

investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la

química. En las décadas de 1920 y 1930 apareció un buen número de nuevos

productos, como el etanoato de celulosa (llamado originalmente acetato de

celulosa), utilizado en el moldeo de resinas y fibras, y el policloruro de vinilo

(PVC), empleado en tuberías y recubrimientos de vinilo.

Uno de los plásticos más populares desarrollados durante este periodo es el

metacrilato de metilo polimerizado, que se comercializó en Gran Bretaña con el

nombre de Perspex y como Lucite en Estados Unidos, y que se conoce en

español como plexiglás. Este material tiene unas propiedades ópticas

excelentes; puede utilizarse para gafas y lentes, o en el alumbrado público o

publicitario. Las resinas de poliestireno, comercializadas alrededor de 1937, se

caracterizan por su alta resistencia a la alteración química y mecánica a bajas

temperaturas y por su escasa absorción de agua. Estas propiedades hacen del

poliestireno un material adecuado para aislamientos y accesorios utilizados a

bajas temperaturas, como en instalaciones de refrigeración y en aeronaves

destinadas a los vuelos a gran altura. El PTFE (politetrafluoretileno), sintetizado

por primera vez en 1938, se comercializó con el nombre de teflón en 1950. Otro

descubrimiento fundamental en la década de 1930 fue la síntesis del nailon.

Durante la II guerra mundial, tanto los aliados como las fuerzas del Eje

sufrieron reducciones en sus suministros de materias primas. La industria de

los plásticos demostró ser una fuente inagotable de sustitutos aceptables.

Alemania, por ejemplo, que perdió sus fuentes naturales de látex, inició un gran

programa que llevó al desarrollo de un caucho sintético. La entrada de Japón

en el conflicto mundial cortó los suministros de caucho natural, seda y muchos

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metales procedentes de Asia a Estados Unidos. La respuesta estadounidense

fue la intensificación del desarrollo y la producción de plásticos. El nailon se

convirtió en una de las fuentes principales de fibras textiles, los poliésteres se

utilizaron en la fabricación de blindajes y otros materiales bélicos, y se

produjeron en grandes cantidades varios tipos de caucho sintético.

El auge de la posguerra

Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los

descubrimientos y desarrollos de la industria de los plásticos. Tuvieron especial

interés los avances en plásticos, como los policarbonatos, los acetatos y las

poliamidas. Se utilizaron otros materiales sintéticos en lugar de los metales en

componentes para maquinaria, cascos de seguridad, aparatos sometidos a

altas temperaturas y muchos otros productos empleados en lugares con

condiciones ambientales extremas. En 1953, el químico alemán Karl Ziegler,

desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giollio Natta, desarrolló el

polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados en la actualidad. En

1963, estos dos científicos compartieron el Premio Novel de Química por sus

estudios acerca de los polímeros.

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Tabal: 1. Cronologia de los principales plasticos

Variedad de plastico

Forma de

sintetización

Fecha de la primera

produccion

País de

origen

Fibra vulcanizada Termoestable 1859

Gran

Bretaña

Celuloide Termoplástico 1869 EE.UU

Galatita Termoestable 1904 Alemania

Fenoplastos/

aminoplastos

Termoestable 1909-1923

EE.UU

Austria y

Alem.

Poliestireno Termoplástico 1930 Alemania

Polimetacrilato de

metilo

Termoplástico 1933 Alemania

Policloruro de vinilo

PVC

Termoplástico 1938 Alemania

Poliamida Termoplástico 1938 Alemania

Polietileno LDPHE Termoplástico 1939

Gran

Bretaña

Poliuretano

Termoest./

Termopl./Elast.

1940 Alemania

Poletrafluoretuleno Termoplástico 1941 EE.UU

Poliesteres no

saturados

Termoestables 1941 EE.UU

Siliconas Elastom Termoplástico./ 1943 EE.UU

Resinas epoxi Termoestable 1946 Suiza

Polietileno HDPE Termoplástico 1955 Alemania

Policarbonato Termoplástico 1956 Alemania

Polipropileno Termoplástico 1957 Alemania

Poliacetales Termoplástico 1958 EE.UU

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1.2. Materiles plásticos:

1.2.1 Plásticos,

Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas

propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena

resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las

que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas,

dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son

termoplásticas (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son

termoendurecibles (se endurecen con el calor).

1.2.1.1. Tipos de plásticos

Puede establecerse la siguiente clasificación de los plásticos: por el proceso de

polimerización, por la forma en que pueden procesarse y por su naturaleza

química.

1.2.2. Polimerización

Dos procesos básicos de la producción de resinas son la condensación y las

reacciones de adición. La condensación produce varias longitudes de

polímeros, mientras que las reacciones de adición producen longitudes

específicas. Por otro lado, las polimerizaciones por condensación generan

subproductos en pequeñas cantidades, como agua, amoníaco y etilenglicol,

mientras las reacciones de adición no producen ningún subproducto. Algunos

polímeros típicos de condensación son el nailon, los poliuretanos y los

poliésteres. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, el

polipropileno, el cloruro de polivinilo y el poliestireno. Las masas moleculares

medias de los polímeros de adición son generalmente mayores que las de los

polímeros de condensación.

Posibilidades de procesado

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El plástico se procesa de formas distintas, según sea termoplástico o

termoendurecible. Los termoplásticos, compuestos de polímeros lineales o

ramificados, pueden fundirse. Se ablandan cuando se calientan y se endurecen

al enfriarse. Lo mismo ocurre con los plásticos termoendurecibles que están

poco entrecruzados. No obstante,

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