ELEMENTOS SINTETICOS: TIPOS, CARACTERISTICAS Y FORMAS DE IDENTIFICACION

HISTORIA DE SINTETICO
El primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860 en los Estados Unidos, cuando se ofrecieron 10.000 dólares a quien produjera un sustituto del marfil (cuyas reservas se agotaban) para la fabricación de bolas de billar. Ganó el premio John Hyatt, quien inventó un tipo de plástico al que llamó celuloide.
El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, que es un material de origen natural, en una solución de alcanfor y etanol. Con la aparición del celuloide se empezaron a fabricar los primeros materiales como las películas cinematográficas. El celuloide es un material que no muestra resistencia a ser ablandado y moldeado mediante calor, por eso entraría en la clasificación como un plástico termoplástico.
En 1909 Leo Hendrik Baekeland creó la baquelita, el primer plástico totalmente sintético de la historia. La baquelita es un plástico termoestable.
Y en 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la historia, el químico alemán Hermann Staudinger  descubrió que los plásticos se componían de moléculas gigantes o macromoléculas, formadas a su vez por otras más pequeñas.

Hendrik Baekeland


 

 

 

Para el conocimiento de las distintas variedades de materiales plásticos es necesario partir de tres grandes tipos de moléculas o macromoléculas:

 

a) Lineales del tipo de polietileno. Solo pueden formarse colocando un monómero detrás de otro en línea y sin ningún enlace doble.

 

b) Lineales del tipo polietileno. Iguales que los anteriores, pero con algún doble enlace que le da más resistencia.

 

c) Estereas o ramificadas, como la baquelita. Los nuevos enlaces covalentes que se forman, dan lugar a una estructura esterea, formando un armazón rígido.

Las macromoléculas del grupo “a” dan lugar a los materiales termoplásticos, las del grupo “b” dan lugar a los elastómeros y las del grupo “c” dan lugar a los termoestables (resinas).

 

De ello se deduce, que en función de su estructura interna, los plásticos pueden

Clasificarse como:

 

a) Termoplásticos

b) Termoestables

c) Elastómeros

 

 

A) TERMOPLASTICOS

 

Los materiales termoplásticos están formados por macromoléculas lineales o ramificadas, no entrelazadas. En general, son duros en frío y se reblandecen al calentarlos.

El proceso de calentamiento para darles forma y su posterior enfriamiento se puede hacer de forma ilimitada.

Son termoplásticos: el polietileno (PE), el cloruro de polivinilo (PVC), poliesterol (PS), polipropileno(PP), etc.

 

Clasificación y propiedades de los termoplásticos:

 

Los materiales termoplásticos se pueden clasificar en:

 

-Celulósicos:

 

• Son materiales muy inflamables, obtenidos a partir de la celulosa de las plantas mediante el proceso de esterificación que se realiza con:

 

• Ácidos. Obteniendo acetato de celulosa y nitrato de celulosa, recubrimientos protectores, lacas, cuero artificial y productos moldeados por inyección.

 

• Sosa. Obteniéndose material textil por hilado del producto y películas mediante cilindros de laminar.

 

-Polietilenos y derivados:

• Los obtenidos a partir del etileno (petróleo) y que dan como productos: cloruro de vinilo, estireno (transparente como el vidrio y dieléctrico), oxido de etileno, acrilato de metilo, ácido acrílico, etc.

• Los obtenidos a partir de acetileno (derivado del etileno), que dan como productos: acetato de vinilos (adhesivos y fibras artificiales), alcohol vinílico, etc.

• Los obtenidos a partir de la acetona y que dan como productos: acido metilacrílico y metacrilato de metilo.

 

Los polietilenos son resistentes a la mayoría de los agentes químicos. Se usan como aislamiento en cables eléctricos y para mangueras y tuberías. De ellos se obtiene el teflón, que es un producto muy resistente al desgaste, a la temperatura y al ataque químico.

Los polietilenos se utilizan para la fabricación de piezas por moldeo. El producto puro, sobre todo libre de oxígeno, es transparente como el vidrio. A partir de ellos se obtienen plásticos más duros y cauchos.

 

 TERMOPLASTICOS MÁS UTILIZADOS EN AUTOMOVILES:

 

 -ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno)

Propiedades: Tiene buenas propiedades en cuanto a : rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional, resistencia a productos químicos y buena calidad de las superficies.

Usos: Calandras y rejillas, estructuras de salpicaderos, tapacubos, spoilers y cantoneras, carenados de motos, etc.

 

 -ALPHA (ABS-Policarbonato)

Propiedades: Presenta buenas propiedades mecánicas y térmicas es rígido, resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional.

Usos: Spoilers y cantoneras, canalizaciones, rejillas, etc.

 

 

 -PA (Poliamida)

Propiedades: también conocido como nylon, se fabrica en varias densidades. Es tenaz resistente al desgaste y a los disolventes usuales.

Usos: Rejillas, revestimientos interiores, radiadores, etc.

 

 -PC (Policarbonato)

 Propiedades: Son materiales rígidos y duros con una excepcional resistencia al impacto.

Son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor. Es auto extinguible.

Usos: Paragolpes, revestimientos de pases de rueda, carenados de moto, etc.

 

 -PE (Polietileno)

 Propiedades: Es el polímero de mayor producción. Es resistente a los productos químicos y a las elevadas temperaturas, tiene gran resistencia a la tracción y al impacto. Es de los mejores aislantes eléctricos. Se pueden distinguir dos variedades:

 -Polietileno de baja densidad: según el grosor, la resistencia a temperatura es buena y no es toxico. Se adapta de modo especial a los procesos de extrusión e inyección.

 -Polietileno de alta intensidad: es más rígido y posee una excelente resistencia a las temperaturas.

Usos: Baterías, paragolpes, revestimientos interiores, etc.

 

 -PP (Polipropileno)

 Propiedades: Tiene idénticas aplicaciones que el que el PE, se comporta mejor que éste en altas temperaturas pero peor en las bajas. Es buen aislante y muy resistente a la tracción y la abrasión. Es fácilmente coloreable.

Usos: Similares al polietileno. Es el plástico más utilizado en el automóvil.

 

 -PP-EPDM (Etileno-Propileno-Dieno-Monometro)

 Propiedades: Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Resiste a los ácidos y disolventes.

Usos: Paragolpes, revestimientos interiores/exteriores, spoilers ,cantoneras.

 

 -PVC (cloruro de polivinilo)

Propiedades: Resistente a la intemperie y la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes. Es dimensionalmente estable, se colorea con facilidad y es resistente a la mayoría de ácidos.

Usos: Pisos de autocares, cables eléctricos, etc..

 

 XENOY (PC-PBTP) (Policarbonato, Poliéster termoplástico)

 Propiedades: Aunque de estructura rígida, son elásticos y tienen una gran resistencia al impacto.

Usos: Paragolpes, rejillas, revestimiento de pase de rueda, etc.

 

B)TERMOESTABLES O TERMOENDURECIBLES

Se denominan así, por no sufrir ninguna variación en su estructura al ser calentados; ni se reblandecen ni fluyen al ser sometidos a presión o a calor, siempre que no se llegue a la temperatura de descomposición .

Sus moléculas forman una red que les hace ser materiales rígidos, insolubles e infusibles.

Entre los materiales termoestables se encuentran: las resinas fenólicas, resinas alquídicas, resinas de poliéster no saturadas, resinas epoxídicas, etc.

Clasificación y propiedades de los materiales termoestables:

 -Derivados del fenol: Su principal propiedad radica en su resistencia mecánica. Se utiliza por ejemplo para fabricar ruedas dentadas, cojinetes de giro, etc.

 

 -Urea y derivados: Con ella se obtienen productos de gran tenacidad. Soportan bien el calor líquido.

 

 -Poliéster: Se utilizan para fabricar recubrimientos de tejidos, pinturas, esmaltes.

 

 -Termoestables reforzados: Constituyen una subdivisión de los termoestables.

 Consisten en una mezcla de polímetros resinosos con fibras naturales o sintéticas.

 

 

TERMOESTABLES UTILIZADOS EN EL AUTOMOVIL

 GU-P (Resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio)

 Propiedades: Son materiales rígidos, ligeros y de buenas cualidades mecánicas.

Usos: Portones, capós, isotermos, carenados de motos, etc.

 

 

G.F.K (Plásticos reforzados con fibra de vidrio).

 Propiedades: Presentan una estructura formada por resina termoendurecible y fibras de vidrio. Son de una gran fuerza, resistentes a la corrosión y la intemperie con una baja conductividad térmica. No son soldables pero se puede reparar.

Usos: Paragolpes, canalizaciones, salpicaderos, etc.

 

 E.P (Epoxi-do) resina epoxi.

 Propiedades: Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos, no originan encogimiento. Suelen presentarse en forma de dos componentes (bicomponentes) que unidos producen el endurecimiento. Pueden ser irritantes para la piel.

Usos: Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.

 

 

C) ELASTOMEROS

Son materiales que en un amplio margen de temperaturas pueden sufrir, sin rotura, deformaciones considerables bajo la acción de fuerzas relativamente pequeñas y recuperar posteriormente su longitud primitiva.

Como sus moléculas están entrelazadas, no pueden volver a ser moldeadas y los plásticos que se obtienen son elásticos como la goma.

Al calentar los elastómeros no se observa una fluidez plástica sino que se conserva su elasticidad hasta el momento de la descomposición térmica.

Entre los elastómeros, se encuentran: los cauchos naturales y sintéticos, el poliuretano(PUR), etc.

 

 CLASIFICACIÓN DE LOS ELASTÓMEROS:

 

 Caucho natural: Mediante la vulcanización del caucho, de la que se obtiene un proceso pegajoso y quebradizo en frío pero blando y deformable en caliente. Se utilizan en productos elásticos en general.

 

 Caucho sintético: Partiendo de neopreno, polibutadieno, acrilonitrilos, etc. Se obtienen por copolimerización de objetos elásticos, juntas ,etc.

Las propiedades de un material elastómero están determinadas por caucho base. Sus principales características son:

 - Elevada resistencia mecánica.

 

- Resistencia a la fatiga y abrasión.

 

- Gran resistencia a los ataques de agentes químicos y atmosféricos.

 

- Amplio margen de temperatura de uso.

 

- Gran facilidad de moldeo.

 

 ELASTOMEROS MAS UTILIZADOS:

 

 P.U. (Poliuretano) / P.U.R (Poliuretano rígido)

 Propiedades: Son la base de diversos elastómeros. Poseen una excelente resistencia a la abrasión y una notable resistencia al desgarramiento. Son resistentes al aceite y la gasolina, absorben perfectamente las vibraciones, y son además, grandes aislantes térmicos. Conforma la base del RIM.

Usos: Cantoneras, revestimiento interiores, asientos, etc.

-Procesos quimicos: Un proceso químico es un conjunto de operaciones químicas  ordenadas a la transformación de unas materias iniciales en productos finales diferentes. Un producto es diferente de otro cuando tenga distinta composición, esté en un estado distinto o hayan cambiado sus condiciones.

-Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, etc.
-Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales. Ejemplo: nitrocelulosa, etonita, etc.
-Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, polimetano, etc.

 

Procesos productivos: -Extrusion:
El proceso de extrusión consiste en introducir el material en un tornillo sin fin. este material se calentará y saldrá a través de la boquilla con la forma de esta.
A la boquilla la podemos acoplar una cuchilla que vaya cortando el producto final, para darle la forma deseada.

-Inyeccion:
En la técnica de inyección el material se ablanda mediante calor hasta alcanzar la consistencia de una pasta, siendo introducido a presión dentro de moldes resistentes y cuya forma determina la de las piezas inyectadas, las cuales se retiran luego de haberse enfriado suficientemente.
En el curso de INYECCIÓN PLÁSTICA se estudian los distintos materiales que se emplean, la forma correcta de operar máquinas inyectoras y todo lo relacionado con el diseño y construcción de moldes, incluyendo métodos caseros.