TEMA I − PLÁSTICOS Y NUEVOS MATERIALES 1.− LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO Plásticos: Material orgánico formado por macromoléculas de carbono. El carbono es el componente principal de los plásticos, a los que luego se añaden otras sustancias. Materias primas más importantes para obtención de plásticos: Petróleo Hidrocarburos Gas natural Hidrocarburos: Compuestos de carbono muy simples. El petróleo y gas natural están formados por hidrocarburos, y son las materias primas más utilizadas para la obtención de petróleo. El petróleo se divide en: Etileno Propileno Sustancias intermedias Naftas: sustancias intermedias Butileno Butano Hidrocarburos ligeros Gasolina (se obtienen:) Gasóleos PREGUNTA DE EXAMEN: ¿Qué es la polimerización? Proceso por el cual se consigue finalmente el plástico. Una molécula simple se une a otras moléculas sucesivamente hasta formar macromoléculas (llamadas polimeros), y se forman los plásticos. La mayoría de los materiales plásticos son: Transparentes Incoloros Frágiles Estas propiedades se modifican al mezclarlos con sustancias que los hacen: 1 Opacos Los colorean Endurecen o plastifican. Los plásticos se dividen en tres grupos, según sus propiedades: TERMOPLÁSTICOS: Características: Se reblandecen con el calor Se pueden moldear fácilmente y fundirlos varias veces. Macromoléculas: dispuestas libremente de forma lineal o ramificada. Los más comunes son: Politilenos: 2 clases: PE LD: Baja densidad PF HD: Alta densidad Algunos ejemplos de politilenos son: Bolsas Recipientes Contenedores Tablas para cortar alimentos Conducciones de agua Poliéster saturado: El más común es: Politileno tereftalato o PET Se usa para: Envases alimenticios Botellas para bebidas Paneles de exposición Poliestirenos: 2 clases: 2 PC: Rígidos. Ej.: vajillas y envases. EPS: Expandido. Ej. protectores en envalajes y planchas aislantes Polivinilos: El más empleado es el Cloruro de Polivinio, o P.V.C. Se usa para: Canalizaciones Aislantes eléctricos Tejidos impermeables Antiguos discos de música Polipropilenos, o PP: En muchos casos sustituyen al PVC y al Poliestireno Se usa para: Cajas y enchufes de tapa abatible. Cordeles Jeringuillas Envases de alimentos Los más costosos y con aplicaciones más exigentes son: Poliamidas, o P.A., o nailon: Muy usados como fibras y en piezas rígidas. Se fabrican con ellos: Recubrimientos de metales Cuerdas Tejidos impermeables Policarbonatos, o PC: Sus características son: Gran transparencia Gran resistencia a los golpes. Se usa para: Discos compactos 3 Cascos de protección Cristales de seguridad Biberones Metacrilatos o PMMA: Se emplean en: Sustitución de vidrio en parabrisas y ventanas. Cabinas de aviones Faros de los coches Carteles luminosos Teflón o PTFE: Se emplean como: Aislante eléctrico. Soporta altas temperaturas. Recubrimiento de sartenes Tuberías anticorrosivas Utensilios de laboratorio TERMOESTABLES: Características: Sólo se doblan por el calor y la presión una vez. Adquieren resistencia interna que los impide volver a deformarse. Sus macromoléculas se entrecruzan formando una red de malla que no permite nuevos cambios mediante calor o presión. Los termoestables más comunes son: Fenoles o PF: Sirven para fabricar: Aislantes eléctricos. Interruptores Bases de enchufes 4 Botones de mando Asas y mangos aislantes Áminas: Se obtienen con formaldehído y otros compuestos, como la urea o UF, y la melamina o MF Se emplea en: Interruptores Clavijas Recubrimientos de tableros Resinas de poliéster o UP: Cuando están reforzadas con fibra de vidrio, se usan en: Depósitos Embarcaciones Piscinas Muebles exteriores Sin reforzar, se usan en: Aislantes Fibras Tejidos ELASTÓMEROS: Características: Gran elasticidad debido a que sus macromoléculas están dispuestas en forma de red de maya, con pocos enlaces. Los más comunes son: Cauchos: Pueden ser: Naturales: de savia de árboles Sintéticos 5 Se emplean en: Neumáticos Mangueras Juntas de estanqueidad Artículos de goma Neopreno: Gran resistencia química. Se usa en: Mangueras especiales Trajes de submarinismo Rodilleras Cierres y correas. Poliuretanos: Pueden modificar su densidad y elasticidad Se aplican como: Gomaespuma Piel artificial Recubrimientos de protección Piezas rígidas Ruedas y guardabarros Siliconas: Son muy estables. Resistentes a altas y bajas temperaturas. Se emplean: Juntas Cierres herméticos Prótesis Sondas Tubos de uso médico FORMAS DE TRABAJAR LOS PLÁSTICOS: 6 Corte y perforación: Hay varias formas: Láminas flexibles: Se pueden cortar con tijeras o un cortador de cuchilla. Plásticos rígidos: Se cortan con sierras de dientes pequeños Planchas muy rígidas: Se cortan rayando con una cuchilla o punta de acero y quebrándolos al borde de la mesa. Planchas delgadas de poliestireno expandido o gomaespuma: Se cortan con una cuchilla. Planchas gruesas de poliestireno expandido: Se cortan fusionándolo mediante un hilo metálico caliente. Doblado y deformación: Planchas y láminas: Se doblan a lo largo de una línea recta calentándolas con un filamento o resistencia eléctrica y manteniendo el doblez hasta que se enfríe. Tubos: Con un chorro de aire muy caliente. Para impedir que se obstruya se introduce un muelle flexible. Unión de piezas: Con adhesivos específicos: Ej: Con el politileno o poliestireno, no se pueden utilizar adhesivos disolventes. Uniones desmontables: Se utilizan tornillos y tuercas. PROCESOS DE FABRICACIÓN CON PLÁSTICOS: Con termoplásticos: Por inyección: El plástico, en forma de gránulos, se funde dentro de un cilindro, y la pasta resultante es empujada en un molde por un émbolo o tornillo rotatorio. Por extrusión: El plástico, en forma de gránulos, se funde dentro de un cilindro, y la pasta resultante es empujada en un molde por un 7 émbolo, y obligada a pasar por un cabezal, o matriz de salida, cuya forma dará lugar a diferentes perfiles. Soplado: Partiendo de un cilindro hueco de plástico caliente, se introduce aire a presión, hasta que el material se adapta a las paredes del molde. Cuando esto ocurre, el molde se abre y se obtiene el producto. Moldeado al vacío: Se calientan láminas delgadas de plástica que, sujetas por sus bordes y reblandecidas por el calor, se adaptan a la forma de un molde al hacerse al vacío, mediante la succión del aire que queda entre el plástico y el molde. Con termostables: Por compresión: Gránulos de plástico termoestable se introducen en los moldes donde se calientan y se comprimen. Por impregnación de resinas: Sobre un molde abierto se extienden capas delgadas de resina líquida, de poliéster insaturado o exposi, y se añaden fibras de vidrio o carbón. Luego se presionan para adaptar todo esto al molde. Por inyección: El plástico, en forma de gránulos, se funde dentro de un cilindro, y la pasta resultante es empujada en un molde por un émbolo o tornillo rotatorio. Plásticos espumados: Todos los plásticos se pueden espumar con aires o agentes especiales, proporcionando materiales esponjosos o muy ligeros. NUEVOS MATERIALES: Los nuevos materiales deben ser: Ligeros Duros Con gran resistencia mecánica 8 Superconductores Resistentes al calor y la corrosión Superconductores de electricidad Aleaciones metálicas: Ej.: Aluminio − Litio: Se utiliza en industrias aeronáuticas y del automóvil para crear motores y fuselajes. Materiales cerámicos de ingeniería: Algunos son: Aluminio Carburo de Sicilio Circronita (imprescindible para las industrias actuales) Características: Son ligeros Duros Gran resistencia a elevadas temperaturas Gran resistencia al desgaste y la corrosión. Materiales compuestos: Materiales que se eleboran a partir de otros. Hay dos clases: Resinas reforzadas: Compuestas por fibras de vidrio o carbono aglutinadas con resinas plásticas. Generalmente, de poliéster insaturado o resinas exposi. Así se combinan resistencia, ligereza y flexibilidad. Aplicaciones: Carrocerías de los coches. Alas y fuselajes de los aviones. Nuevos equipos deportivos Materiales sandwitch: Tienen muchas capas. Los más 9 comunes tienen núcleos ligeros. Se usan en puertas, tabiques y paneles de exposición. Un ejemplo de los materiales sandwitch, es el llamado tetrabrik. 10