Plàstics: Tipus, Usos i Impacte Ambiental

Plàstics: Avantatges, Inconvenients i Impacte

Els plàstics tenen l'avantatge de poder ser emmotllats a baixes temperatures. No obstant això, el seu origen i destí final generen un impacte social, al medi ambient i a la salut.

Propietats dels Plàstics

• Són lleugers i bons aïllants tèrmics i elèctrics.
• Força estables davant d'agents atmosfèrics o químics.
• Resistència mecànica acceptable.
• Formats principalment per polímers sintètics, macromolècules formades per partícules que poden estar combinades amb oxigen, nitrogen, hidrogen i altres elements orgànics o inorgànics, donant lloc a molècules amb propietats molt diferents.
• Material econòmic (si no es tenen en compte els costos mediambientals).
• Baixa densitat.
• Poden ser permeables o impermeables.
• Són aïllants elèctrics i tèrmics.
• Baixa resistència al foc.
• Emeten gasos contaminants en ser cremats.
• Resistents a la corrosió i a molts factors químics.
• Fàcil manipulació.

Percepció Sensorial

• No tenen olor.
• Provoquen sons sords.
• Tenen textures uniformes.

Aplicacions

• Instal·lacions.
• Impermeabilitzacions.
• Aïllaments tèrmics o acústics.
• Paviments.
• Revestiments de cables.
• Fusteria.

Classificació dels Plàstics

Segons el Monòmer de Base

• Naturals: Polímers formats per monòmers d'origen natural.
• Semisintètics: S'obtenen per transformació de polímers naturals.
• Sintètics: Productes derivats del petroli elaborats de forma artificial.

Segons la seva Constitució

• Homopolímers: Plàstics on la cadena de polímers sempre està composada pels mateixos elements. Els que estan formats per cadenes més llargues presenten millors propietats mecàniques.
• Copolímers: Plàstics on la cadena de polímers està composada per diferents elements. Els plàstics compostos per diferents polímers acostumen a tenir millors propietats mecàniques que els homopolímers. En general, els compostos plàstics amb noms llargs corresponen a copolímers.

Segons el Comportament Mecànic i Enfront la Calor

• Termoestables: Les macromolècules s'entrecreuen formant una xarxa de malla tancada que no permet nous canvis de forma mitjançant calor o pressió. Un cop polimeritzats no es poden tornar a conformar. Són molt resistents, però poc flexibles, fràgils, i necessiten un procés de curat en la seva producció.
• Termoplàstics: Les macromolècules es disposen sense entrellaçar i en escalfar-se passen a estat líquid. Són rígids o flexibles i, en general, després de fondre's repetidament, cristal·litzen i no tornen a ser fusibles.
• Elastòmers: Macromolècules de baix grau d'entrecreuament, formant una malla amb pocs enllaços, que dóna plàstics de gran elasticitat.

Segons la seva Estructura Molecular

• Amorfs: L'estat dels plàstics amorfs és el d'un líquid refredat, com el vidre, on les molècules no presenten un ordre determinat. Això fa que entre les partícules hi hagi espais buits i siguin materials transparents.
• Cristal·lins: S'agrupen a nivell molecular en una estructura semblant a la del cristall geològic que refracta la llum de manera que s'obtenen materials translúcids.

Segons la seva Transparència

• Transparència natural: Va lligada a la qualitat amorfa del polímer. Entre els de major transparència trobem:
  • ETFE, amb una transmissió de la llum del 95%.
  • El polimetil metacrilat, amb un 92%.
  • El poliestirè, igual o major del 90%.
  • El policarbonat, des del 80% al 90%.
  • Els cel·lulòsics, de l'ordre del 85%.
• Transparència induïda: Quan, a més de la transparència, calen característiques que tenen els plàstics amorfs, es procedeix a fer transparents els plàstics cristal·lins amb millors característiques mecàniques. S'aprofita la lentitud de formació dels cristalls per aconseguir una elevada transparència amb un ràpid refredament.
• Opacs: Poques molècules polimèriques són totalment opaques, així que l'opacitat s'ha d'aconseguir amb càrregues o pigments. Tanmateix, certs plàstics es poden considerar opacs en la pràctica.

Segons la Reciclabilitat

• Reciclables: Els termoplàstics.
• No reciclables: Els termoestables.
• Biodegradables.

Components dels Plàstics

Polímers, additius, reforços i càrregues.

Fabricació dels Plàstics

En els processos de transformació del plàstic existeixen elevats consums d'energia derivats dels motors de les màquines i dels compressors, dels escalfadors del material plàstic i dels sistemes de refrigeració. Hi ha diferents processos per elaborar els diversos productes plàstics, en funció del tipus de plàstic i del format del producte.

Emmotllatge per Injecció

El plàstic passa per una zona estreta on s'escalfa i posteriorment s'introdueix amb pressió a l'interior d'un motlle amb la forma definitiva de la peça que volem fer.

Conformació per Extrusió

Filatura sintètica

Variant de l'extrusió on s'empeny la massa plàstica a través d'uns orificis de centèsimes de mil·límetres, refredant-la per mantenir l'estat sòlid en forma de fil o conjunt de fils.

Extrusió de pel·lícula o de film

Consisteix a extrudir una estructura tubular de material termoplàstic per inflar-lo amb aire comprimit, fins a arribar a un diàmetre molt superior a l'inicial, formant un globus que, un cop refredat, es recull en forma de film doble.

Bufat

Procés discontinu de producció d'ampolles, recipients i articles buits.

Calandratge

Procés per a la fabricació de planxes i làmines de plàstic. Consisteix a fer passar la matèria plàstica per un seguit de corrons calents que van laminant la massa.

Emmotllatge per Compressió

Procés quasi exclusiu per a materials termoestables. El plàstic en forma líquida, pols, grança, pastilles o rotlle, es col·loca en el motlle calent a una temperatura entre 140 i 160ºC, que es tanca lentament, fins que el material és obligat a ocupar totes les parts de la cavitat d'emmotllament.

Emmotllatge Rotacional

Mètode per transformar el plàstic en un producte buit. S'introdueix una quantitat de plàstic en pols o líquid, en un motlle fred que, un cop tancat, s'escalfa i es fa rotar al voltant de dos eixos en l'interior d'un forn. El plàstic es fon i s'adhereix a les parets internes del motlle. Es refreda mentre continua la rotació del motlle i s'extreu la peça.

Emmotllatge per Transferència

El plàstic en estat pastós s'introdueix en una cambra, on un pistó el farà passar a omplir l'espai amb la forma definitiva de la peça. Amb aquest sistema s'obté una millor precisió en les peces que en l'emmotllatge per compressió.

Termoconformat

Procés que parteix de làmines termoplàstiques semielaborades que s'escalfen fins a la temperatura de deformació i s'estiren sobre un motlle a una temperatura controlada (120-180ºC), segons el plàstic i el gruix. La làmina es manté a la superfície del motlle fins que es refreda i es retalla la peça formada. Hi ha diversos tipus de termoconformat.

Escumes

Formació mitjançant agents (poliestirè, EPS) o formació mitjançant agents (poliuretà, PU).

Emmotllatge per Colada

Es tracta d'abocar el material abans del seu curat en un motlle on agafarà la forma del mateix.

Mecanització

Els plàstics poden passar per processos de mecanitzat que poden ser complementaris al procés d'emmotllatge.

Policlorur de Vinil (PVC)