Fundamentos de los Plásticos: Composición, Propiedades y Procesos de Fabricación Industrial

Plásticos: Composición y Estructura Molecular

Están formados por largas cadenas de átomos cuyo elemento principal es el carbono.

Origen de los Materiales Plásticos

• Plásticos naturales: Se obtienen directamente de materias primas vegetales o animales.
• Plásticos sintéticos: Se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría de los plásticos pertenecen a este grupo.

Transformación Industrial de los Plásticos: Polimerización

La transformación industrial se denomina polimerización. Las etapas básicas de este proceso son:

• Durante la fabricación de los plásticos se añaden las denominadas cargas. Se trata de materiales como la fibra de vidrio, las fibras textiles, el papel, la sílice, el polvo mineral y el serrín que, además de reducir los costes de producción, potencian algunas propiedades de la materia prima o compuesto inicial.
• Se incorporan después algunos aditivos como, por ejemplo, plastificantes, con los que aumenta la flexibilidad y resistencia del polímero.

Propiedades Fundamentales de los Plásticos

Las propiedades dependen de su naturaleza y composición:

• Resistentes: Soportan esfuerzos de tracción, compresión, flexión y torsión.
• Aislantes: Eléctricos, térmicos y acústicos.
• Dúctiles y maleables: Se pueden extender en forma de hilos y láminas.
• Ligeros: La densidad de la mayoría de ellos oscila entre 0,9 y 1,3 g/cm³.
• Impermeables.
• Reciclables: Existen tres tipos de reciclado de los materiales plásticos:
  • Reciclado químico.
  • Reciclado mecánico.
  • Reciclado energético.

La mayoría de los plásticos son no biodegradables.

Clasificación de los Plásticos según su Estructura

Plásticos Termoplásticos

Están constituidos por cadenas unidas débilmente entre sí. Se ablandan cuando se calientan, lo que permite moldearlos y darles nuevas formas que conservan al enfriarse.

Plásticos Termoestables

Están formados por cadenas enlazadas fuertemente en distintas direcciones. Al someterlos al calor y moldearlos, adquieren una forma determinada que conservan cuando se enfrían.

Plásticos Elastómeros

Están formados por cadenas unidas lateralmente y plegadas sobre sí mismas como un ovillo. Cuando se aplica una fuerza, las cadenas se estiran. Interviene el proceso químico denominado vulcanización, mediante el cual se añade azufre al caucho a 160 grados.

Técnicas de Conformación de Plásticos

Extrusión

1. El material termoplástico se introduce, en forma de gránulos, por el embudo y cae en 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 de salida.
3. El material, ya conformado, se enfría lentamente y se solidifica en un baño de refrigeración.

Calandrado

Consiste en hacer pasar el material termoplástico entre unos cilindros giratorios con el fin de obtener láminas y planchas.

Conformado al Vacío

1. El material termoplástico se sujeta a un molde.
2. La lámina se calienta en un radiador para ablandar el material.
3. Se succiona el aire bajo la lámina haciendo el vacío, de modo que el material se adapte a las paredes del molde y tome la forma deseada.
4. Una vez enfriado, el molde se abre para extraer la pieza.

Moldeo por Soplado

1. El material termoplástico se introduce en un molde hueco cuyo interior corresponde a las dimensiones del objeto.
2. Se inyecta aire comprimido en el tubo.
3. Una vez enfriado, el molde se abre y el objeto se extrae.