Plásticos
¿Que son?
Los
plásticos son materiales orgánicos compuestos fundamentalmente de carbono y
otros elementos como el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno o el azufre. Están
formados por polímeros constituidos por largas cadenas de átomos que contienen
carbono.
La
mayoría de los materiales plásticos son transparentes, incoloros y frágiles.
Pero si se les añade determinadas sustancias, sus propiedades cambian, y se les
puede hacer ligeros, flexibles, coloreados, aislantes, etc.
Ejemplos de plásticos.
El
nombre plástico proviene de la antigua palabra griega PLASTIKOS cuyo significado quiere decir susceptible al ser modelado
o moldeado.
Por
su origen los plásticos se dividen en:
-Naturales:
se obtienen directamente de materias primas vegetales.
-Plásticos
sintéticos o artificiales: se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo,
gas natural o el carbón. La mayoría de los plásticos son sintéticos.
Polimero-Homopolimero-Copolimero
Para
entender mejor el concepto de los plásticos debemos tener claro estos tres
conceptos:
-Polímero:
Es una macromolécula, es decir, una molécula de gran tamaño. Esta formada por
otras mas pequeñas y sencillas que se repiten constantemente. Estas moléculas
se llaman monómeras.
Según
el tipo de monómeros que forman la cadena el polímero pude ser:
-Homopolímero:
Son macromoléculas formadas por la repetición de unidades monómeras idénticas.
La celulosa y el caucho son fotopolímeros naturales. El polietileno y el PVC
son fotopolímeros sintético.
-Copolimero:
Son macromoléculas constituidas por dos o más unidades monómeras distintas. La
seda es un copolímero natural y la baquelita un copo limero sintético.
Polimerización
La
polimerización es la transformación industrial de las materias primas y
compuestos en plásticos. El proceso de polimerización consiste en la unión de
monómeros, formando grandes cadenas de moléculas (polímeros).
Hay
varios tipos de polimerización, entre ellas están:
-Polimerización
por adicción: Una polimerización es por adición si la
molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es
decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las
composiciones químicas de los monómeros que la conforman.
-Polimerización
por condensación: La polimerización es por
condensación si la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar
parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua.
Tipos de Plásticos
Según
la estructura de los plásticos pueden clasificarse en termoplásticos,
termoestables y elastómeros.
Termoplásticos
Los plásticos
termoplásticos en su mayoría se obtienen de compuestos derivados del petróleo. Estos
materiales se ablandan cuando se calientan, lo que permite moldearlos y darle
nuevas formas que conservan al enfriarse. Este proceso se puede repetir tantas
veces como se quiera. Algunos de los más conocidos plásticos termoplásticos
son:
Termoestables
Proceden
de compuestos derivados del petróleo. Están formados por cadenas enlazadas
fuertemente en distintas direcciones. Al someterlos al calor y ser moldeados
adquieren una forma determinada que conservan cuando se enfrían. A diferencia
de los termoplásticos, estos plásticos no se ablandan al ser calentados de
nuevo. Algunos de los plásticos termoestables mas usados son:
Elastómeros
Este
tipo de plásticos se obtiene por vulcanización, proceso inventado por el
norteamericano Charles Goodyear. Consiste en mezclar azufre y caucho a 160ºC, lo
que da a este último material propiedades plásticas. Los elastómeros están
formados por cadenas unidas lateralmente y plegadas sobre sí mismas. Al aplicar
una fuerza, las cadenas se estiran, lo que confiere a estos materiales una gran
elasticidad, adherencia y dureza. Lo elastómeros son:
Polietileno-PVC
-El
polietileno (PE) es químicamente el polímero más
simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2) n. Es uno de los
plásticos más comunes, debido a su alta producción mundial (aproximadamente 60
millones de toneladas anuales alrededor del mundo) y a su bajo precio. Es
químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula
química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.
-El
policloruro de vinilo o PVC es un polímero termoplástico.
Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los
80 °C y se descompone sobre 140 °C. Es un polímero por adición y además una
resina que resulta de la polimerización del cloruro de vinilo o cloroeteno.
Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama.
En
la industria existen dos tipos:
Rígido:
para envases, ventanas, tuberías, las cuales han remplazado en gran medida al
hierro (que se oxida más fácilmente).
Flexible:
cables, juguetes, calzados, pavimentos, recubrimientos, techos tensados...
El
PVC se caracteriza por ser dúctil y tenaz; presenta estabilidad dimensional y
resistencia ambiental. Además, es reciclable por varios métodos.
Fabricación industrial con plásticos
Los
materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presente en diferentes
formas. Estos materiales se someten posteriormente a técnicas de conformación,
que varían según las aplicaciones. Entre los más importantes destacan:
Extrusión
Esta
técnica consta de los siguientes pasos.
1.-
El material termoplástico se introduce en forma de gránulos por el embudo o
tolva de alimentación de la extrusora y cae un cilindro previamente calentado.
2.-
El cilindro consta de un husillo o tornillo de grandes dimensiones que desplaza
el material fundido, forzándolo a pasar por una boquilla o molde de salida.
3.-
El material, ya conformado, se enfría lentamente y se solidifica en un baño de
refrigeración.
4.-
Por ultimo, se recogen la pieza obtenidas mediante un sistema de arrastre.
Las
aplicaciones comunes de la extrusión son filmes para embalaje, perfiles para
rematar obras, recubrimientos aislantes para cables eléctricos, etc.
Extrusión-soplado
El moldeo
por extrusión soplado es un proceso de soplado en el que la preforma es una
manga tubular, conformada por extrusión, llamada párison, el cual se cierra por
la parte inferior de forma hermética debido al pinzamiento que ejercen las
partes del molde al cerrarse, posteriormente se sopla, se deja enfriar y se
expulsa la pieza.
Inyección
El
moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un
polímero, cerámico o un metal en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado
a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese
molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros
semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de
la cavidad la pieza moldeada.
Calandrado
El
calandrado es un proceso importante en las industrias del caucho, sobre todo en
la fabricación de neumáticos, en el que se utiliza para la capa interna y la
capa de tela.
El
calandrado sirve para la fabricación de láminas partiendo de formas de plástico
en bruto (termoplástico o elastómero) o bien por una cinta extruida, en cuyo
caso la extrusora esta dispuesta directamente en la alimentación de la
calandria. El material se hace pasar por diferentes rodillos cilíndricos que
reducen el espesor de las láminas. El tipo de producto que se obtiene consiste
en una película de plástico de pequeño espesor.
Las
aplicaciones de esta técnica son: acabado mate o brillante de superficies,
tales como encimeras o muebles de cocina.
Termoconformado
por vacío
También
conocido como “formado al vacío” o “termoconformado” se refiere al proceso en
el que una lámina de cualquier polímero termoplástico es calentada hasta llegar
a un estado ahulado, quedando apta para su deformación. Seguidamente esta
lámina plástica se coloca sobre el molde con la forma deseada y se succiona con
vacío contra éste, para que copie exactamente su forma, obteniendo la pieza
plástica.
Maquina de termoconformado al vacío.
Problemas medioambientales
Los
plásticos también crean problemas medioambientales.
Muchas
son las ventajas de los plásticos. Son baratos, livianos y moldeables. Unos son
permeables y otros impermeables, lo que les da gran versatilidad de uso. Así
mismo, son aislantes eléctricos, y esa característica la descubrieron desde
1869, con el celuloide de origen vegetal. También el plástico es aislante
térmico, resistente a muchos factores químicos y corrosivos y soporta la
intemperie. Esta última característica nos lleva a ver el anverso de la moneda:
no son biodegradables ni fáciles de reciclar y su quema es altamente
contaminante. La mayoría de los plásticos sintéticos no pueden ser degradados
por el entorno. Al contrario que la madera, el papel, las fibras naturales o
incluso el metal y el vidrio; el plástico sintético no se oxida ni se
descompone con el tiempo. Se han desarrollado algunos plásticos degradables,
pero ninguno ha demostrado ser válido para las condiciones requeridas en la
mayoría de los vertederos de basuras.
Formas
identificación y reciclaje
El Código de Identificación de Plástico es un
sistema utilizado internacionalmente en el sector industrial para distinguir la
composición de resinas en los envases y otros productos plásticos. Esto fue
realizado por la Sociedad de la Industria de Plásticos (SPI) en el año 1988,
con el fin de propiciar y dar más eficiencia al reciclaje. Los diferentes tipos
de plástico se identifican con un número del 1 al 7 ubicado en el interior del
clásico signo de reciclado (triángulo de flechas en seguimiento). Veamos qué
denominación tiene cada uno de ellos y cuáles son sus características.
1.
PET (Polietileno tereftalato). El PET se utiliza principalmente en la
producción de botellas para bebidas. A través de su reciclado se obtiene
principalmente fibras para relleno de bolsas de dormir, alfombras, cuerdas y
almohadas.
2.
HDPE (Polietileno de alta densidad). El HDPE normalmente se utiliza en envases
de leche, detergente, aceite para motor, etc. El HDPE tras reciclarse se
utiliza para macetas, contenedores de basura y botellas de detergente.
3. V
(Cloruro de polivinilo). El PVC es utilizado en botellas de champú, envases de
aceite de cocina, artículos de servicio para casas de comida rápida, etc. El
PVC puede ser reciclado como tubos de drenaje e irrigación.
4.
LDPE (Polietileno de baja densidad). El LDPE se encuentra en bolsas de
supermercado, de pan, plástico para envolver. El LDPE puede ser reciclado como
bolsas de supermercado nuevamente.
5.
PP (Polipropileno). El PP se utiliza en la mayoría de recipientes para yogurt,
sorbetes, tapas de botella, etc. El PP tras el reciclado se utiliza como
viguetas de plástico, peldaños para registros de drenaje, cajas de baterías
para coches.
6.
PS (Poliestireno). El PS se encuentra en tazas desechables de bebidas calientes
y bandejas de carne. El PS puede reciclarse en viguetas de plástico, cajas de
cintas para casetes y macetas.
7.
OTROS. Generalmente indica que es una mezcla de varios plásticos. Algunos de
los productos de este tipo de plástico son: botellas de kétchup para exprimir,
platos para hornos de microondas, etc. Estos plásticos no se reciclan porque no
se sabe con certeza que tipo de resinas contienen.
Se
distinguen tres tipos de reciclado de los materiales plásticos:
-Reciclado
químico: Consiste en la recuperación de los
constituyentes originales de los residuos plásticos, a partir de los cuales se
pueden obtener materiales nuevos mediante procesos químicos.
-Reciclado
mecánico: Se utiliza para la fabricación de
nuevos productos a partir de materiales plásticos granulados. El proceso tiene los
siguientes pasos:
1.- Separación
y trituración: Se realiza una separación selectiva de los distintos tipos de
plásticos y, posteriormente se trituran para obtener plásticos fragmentados y
molidos.
2.-
Lavado y secado: Los plásticos se lavan, para eliminar el agua, se secan a
centrifugación.
3.- Aglutinación:
El material se compacta, por lo que se reduce el volumen y se añaden las cargas
y los aditivos.
4.- Extrusión:
Se funde el material. A la salida de la extrusora se obtienen largos
filamentos que son enfriados con agua.
5.-
Granceado: Los filamentos obtenidos se trituran e un granulador y se
transforman en pellet (granos plásticos).
-Reciclado
energético: Tiene lugar mediante la incineración
de los productos plásticos. Se obtiene energía que es utilizada en procesos
industriales o en la producción de calor y electricidad.
Fuente
de información para la realización del trabajo:
-Wikipedia. -Blogs
varios sobre plásticos.
-Web
de Vivens Vives.
-Libro
de texto.