Plásticos: Propiedades, Procesos de Fabricación y Clasificación Esencial

Propiedades Fundamentales de los Plásticos

Los plásticos poseen una serie de características distintivas que los hacen materiales versátiles y ampliamente utilizados en diversas industrias. Entre sus propiedades más destacadas se encuentran:

• Conductividad Eléctrica: Generalmente son aislantes eléctricos.
• Conductividad Térmica: Baja conductividad térmica, lo que los convierte en buenos aislantes térmicos.
• Resistencia Mecánica: Varía ampliamente, desde muy flexibles hasta muy rígidos, con buena resistencia a la tracción, compresión e impacto.
• Combustibilidad: La mayoría son combustibles, aunque existen variantes ignífugas.
• Plasticidad: Capacidad de deformarse permanentemente sin romperse, especialmente bajo calor.
• Propiedades Ecológicas: Impacto ambiental variable; algunos son reciclables, otros biodegradables, pero muchos persisten en el medio ambiente.
• Costo Económico: Generalmente son materiales de bajo costo de producción.
• Facilidad de Procesamiento y Versatilidad: Se pueden moldear en una infinidad de formas y tamaños con relativa facilidad.
• Facilidad para Combinarse con Otros Materiales: Permiten la creación de compuestos con propiedades mejoradas.

Principales Procesos de Fabricación de Plásticos

La transformación de los polímeros en productos finales se realiza mediante diversos métodos, cada uno adecuado para diferentes tipos de piezas y volúmenes de producción.

Moldeo por Inyección

Proceso ideal para la fabricación de piezas complejas y de alta precisión, como tapas de bolígrafo o cubos.

1. Entrada de la granza (pellets de plástico) en una tolva.
2. La granza llega a un cilindro equipado con un tornillo sinfín.
3. Bandas calefactoras derriten la granza, transformándola en plástico líquido.
4. El plástico fundido llega a una boquilla conectada a un molde con la forma deseada.
5. Se inyecta el plástico líquido a alta presión en el molde.
6. El polímero líquido se enfría y solidifica dentro del molde.
7. La pieza solidificada se extrae del molde.

Extrusión

Método utilizado para producir piezas de gran longitud y sección transversal constante, como perfiles o tubos (ej. el cuerpo de un bolígrafo).

1. Entrada de la granza en la tolva.
2. La granza llega a un cilindro con un tornillo sinfín.
3. Bandas calefactoras derriten la granza.
4. El polímero fundido llega a la boquilla (matriz).
5. Según la forma de la boquilla, el polímero adquirirá una forma u otra al salir.
6. A medida que el polímero va saliendo, se enfría mediante un sistema de refrigeración.

Moldeo por Soplado

Técnica empleada para fabricar objetos huecos, como botellas o recipientes.

1. Se dispone de una pieza de forma tubular precalentada, conocida como preforma.
2. Se abre el molde del objeto deseado y se introduce la preforma.
3. Se insufla aire a alta presión con una máquina que previamente ha calentado la preforma.
4. Al inflarse, la preforma adquiere la forma del molde.
5. Se abre el molde y se expulsa la pieza terminada.

Moldeo por Compresión

Adecuado para piezas grandes y de geometría relativamente sencilla, a menudo utilizado con plásticos termoestables.

1. Se tiene una pieza de plástico compacta (preforma).
2. Se le aplica presión y calor a la preforma, realizando el proceso de curado para darle la forma definitiva.
3. Unos resortes elevan la pieza y la extraen del molde.

Hilado

Proceso fundamental para la creación de fibras textiles sintéticas.

1. Se introduce el plástico en una trituradora para obtener el polímero en polvo.
2. El polímero en polvo se introduce en un recipiente a alta presión y alta temperatura con nitrógeno.
3. Sale del recipiente por una rejilla con orificios muy finos, permitiendo la formación de hilos delgados.
4. El polímero se enfría rápidamente.
5. Los hilos se estiran mediante bobinas y se enrollan para su posterior uso.

Laminado

Utilizado para producir películas delgadas y láminas, como bolsas de basura o film de cocina.

1. El polímero fundido sale de un tornillo sinfín por una boquilla en forma de anillo.
2. Sale de la boquilla con aire a mucha presión, formando una burbuja.
3. El aire empuja el polímero hasta las calandras (rodillos).
4. En las calandras, la película se pliega y se aplana.
5. Se crea una película doble que se enrolla para su almacenamiento o procesamiento posterior.

Fibras Textiles

Las fibras textiles pueden ser de origen natural o sintético. Algunos ejemplos incluyen:

• Lana
• Seda
• Algodón
• Nailon
• Poliéster
• Elastano

Clasificación de los Plásticos por su Comportamiento Térmico

Los plásticos se dividen principalmente en tres categorías según su respuesta al calor y su estructura molecular.

Termoplásticos

Son plásticos que se funden al ser calentados y se solidifican al enfriarse. Esta propiedad les permite ser procesados y reciclados múltiples veces sin perder significativamente sus propiedades.

• Características:
  • Se deforman por el calor.
  • Solidifican al enfriarse.
  • Pueden procesarse varias veces sin perder sus propiedades.
  • Son reciclables.
• Ejemplos Comunes:
  • PET (Polietileno Tereftalato)
  • PE (Polietileno)
  • PVC (Cloruro de Polivinilo)
  • PP (Polipropileno)
  • PS (Poliestireno)
  • PC (Policarbonato)
  • Metacrilato
  • Teflón

Termoestables

A diferencia de los termoplásticos, los termoestables no se funden una vez que han sido curados. El curado es un proceso irreversible que se aplica utilizando calor o presión, donde las cadenas poliméricas se entrelazan formando una red tridimensional.

• Características:
  • No se funden una vez curados.
  • Las cadenas se entrelazan entre sí, formando una estructura rígida.
  • Son más rígidos y más resistentes que los termoplásticos.
  • Generalmente no son reciclables.
• Ejemplos Comunes:
  • Fenoles
  • Aminas
  • Resinas de Poliéster
  • Resinas Epoxi

Elastómeros

Son polímeros que poseen una gran elasticidad, capaces de estirarse y contraerse con facilidad, volviendo a su forma original tras la deformación.

• Características:
  • Red de cadenas que se deslizan unas sobre otras.
  • Se contraen y se estiran con facilidad.
  • No soportan bien el calor extremo.
  • Generalmente no son reciclables.
• Ejemplos Comunes:
  • Caucho
  • Neopreno
  • Poliuretano
  • Siliconas