Materials Polimèrics: Plàstics, Propietats i Tipus

Materials Polimèrics

1) Plàstics

Normalment s'inclouen dins del terme genèric de "plàstics" els termoplàstics, que són polímers lineals o ramificats que no presenten entrecreuaments, i els termoestables, polímers que presenten un alt grau d'entrecreuament.

2) Elastòmers

Són polímers amb un baix grau d'entrecreuament.

3) Fibres, recobriments, adhesius

Plàstics

Terme general que descriu una gran varietat de substàncies que es distingeixen entre si per la seva estructura, propietats i composició.

• Són productes d'origen orgànic (C).
• Tenen un elevat pes molecular.
• S'originen per mitjà de síntesi o per transformació dels productes naturals com ara el petroli, el gas natural o el carbó.
• Són sòlids a temperatura ambient.
• Fàcils de modelar amb calor.

Propietats dels Plàstics

• Lleugeresa (densitat 0,8 g/cm³ – 2,2 g/cm³). Més lleugers que el metall, el vidre o la ceràmica.
• Flexibilitat. Els mòduls d'elasticitat dels plàstics (rigidesa) són de 10 a 15 vegades inferiors als dels metalls.
• Transformació ràpida i econòmica (temperatures entre 150 °C i 400 °C).
• Transparència. Alguns plàstics ho són, per tant, són una bona alternativa al vidre.
• Estabilitat química. Molts plàstics són inerts, no reaccionen químicament.
• Capacitat aïllant.
• Permeabilitat selectiva de gasos.
• Reciclatge.

Definicions Bàsiques

• Monòmer: és la primera entitat química que donarà lloc a la formació del polímer i que configurarà totes les propietats fonamentals del plàstic.
• Polímer: és la cadena o cadenes que es formen per la unió consecutiva de monòmers donant lloc a una macromolècula que pot ser constituïda fonamentalment per àtoms de carboni.
• Polimerització: és la reacció química que dona lloc al polímer a partir del monòmer.

Segons la seva Estructura

• Termoplàstics d'alta linealitat: Són cadenes de plàstic que pràcticament no presenten cap ramificació, això fa que el seu comportament mecànic sigui molt bo en situacions d'orientació de peça.
• Termoplàstics: Són aquells que tenen un bon nivell de linealitat i presenten algun tipus d'entrecreuament de cadenes.
• Termoestables: Són aquells que presenten un elevat nivell d'entrecreuament o reticulació. Aquesta unió de cadenes provoca que les seves propietats siguin superiors als termoplàstics, però l'inconvenient és que no poden tornar a ser processats.
• Elastòmers: Són els que presenten el cas extrem de reticulació, les cadenes estan extremadament entrecreuades i no són gaire llargues, fet que fa que el material guanyi en propietats elàstiques.

Segons la Cristal·linitat

• Amorfs: Les cadenes estan fortament ramificades amb cadenes laterals llargues i no poden adoptar un estat d'ordenació molecular compacte. Són transparents.
• Cristal·lins: Les seves cadenes estan majoritàriament ordenades i es disposen en forma compacta, llavors les macromolècules presenten poques ramificacions i curtes. Són translúcids (només deixen passar una part de la llum).
• Parcialment cristal·lins: són aquells que presenten zones desordenades (amorfes) juntament amb altres ordenades (cristal·lines). Presenten un aspecte lletós o tèrbol.

Segons les seves Prestacions

• Plàstics estàndard: són els que s'utilitzen des de fa molts anys i no presenten excessius problemes de transformació. Les seves propietats són senzilles i el seu cost és baix. També s'anomenen commodities.
• Plàstics tècnics: són els que s'utilitzen de forma majoritària i amb millors propietats, encara que el seu cost és una mica més gran.
• Plàstics d'altes prestacions: són d'aparició més recent, les seves propietats són molt superiors als altres dos tipus anteriors i també el seu preu.

Conformació de Plàstics: Extrusió

1. La massa de plàstic es va escalfant i homogeneïtzant en el fusell.
2. S'obliga a sortir per un dau amb la forma del perfil que es vol obtenir.
3. Es refreda amb aigua o a temperatura ambient.

Conformació de Plàstics: Injecció

1. En el procés de plastificació, la unitat connecta amb el motlle i els grànuls es comencen a fondre.
2. En el procés d'injecció, el cargol avança amb un moviment de percussió i injecta el plàstic fos a través de l'abeurador dins del motlle.
3. En el procés d'expulsió i desemmotllament, el cargol es retira i la peça acabada és expulsada.

Conformació de Plàstics: Bufat

El sistema està format per extrusora, motlle de buit i unitat de bufat:

1. Extrusió de la preforma.
2. Tancament del motlle.
3. Bufat.
4. Refredament.
5. Tall i desemmotllament.

Conformació de Plàstics: Termoconformat

1. S'escalfa el plàstic a una temperatura determinada fins a arribar a l'estat termoelàstic o gomoelàstic.
2. Emmotllament a través de la succió d'aire que estampa el material contra les parets del motlle.
3. Refredament.