Propiedades Fundamentales de los Materiales y Plásticos: Tipos y Técnicas de Conformación

1. Propiedades de los Materiales

Propiedades Sensoriales

• Color
• Olor
• Sabor
• Textura

Propiedades Mecánicas

• Dureza: Resistencia a ser rayado o penetrado.
• Fragilidad: Facilidad para romperse al ser golpeado.
• Plasticidad: Capacidad de deformarse permanentemente sin romperse.
• Elasticidad: Capacidad de recuperar la forma original tras cesar la fuerza que lo deforma.
• Colabilidad: Aptitud de un material fundido para llenar un molde.
• Maleabilidad: Capacidad de extenderse en láminas.
• Ductilidad: Capacidad de estirarse en hilos.
• Resistencia: Capacidad de soportar esfuerzos sin romperse.
• Fatiga: Resistencia a esfuerzos repetidos.

Propiedades Eléctricas

• Resistencia eléctrica: Oposición al paso de la corriente eléctrica (define si son conductores o aislantes).

Propiedades Químicas

• Corrosión: Deterioro por reacción química con el entorno (generalmente en metales).
• Oxidación: Reacción con el oxígeno.

Propiedades Térmicas

• Capacidad de transmitir calor (define si son conductores o aislantes térmicos).

1.2 Propiedades de los Plásticos

Propiedades Sensoriales

• Admiten fácilmente pigmentos y otros aditivos para modificar su apariencia y propiedades.

Propiedades Mecánicas

• Son ligeros.
• Generalmente blandos (comparados con metales o cerámicas).
• Poco frágiles (buena tenacidad).
• Gran colabilidad en estado fundido.

Propiedades Eléctricas

• Son muy buenos aislantes eléctricos.

Propiedades Químicas

• No se oxidan fácilmente.
• No se corroen (resistentes a muchos agentes químicos).

Propiedades Térmicas

• Son muy buenos aislantes térmicos.
• Tienen baja temperatura de fusión (los termoplásticos).

1.3 Tipos de Plásticos

Termoplásticos

Ejemplo: Poliestireno (PS), Polietileno (PE), PVC, PET, Teflón (PTFE).

• Sus cadenas poliméricas tienen una estructura lineal o ramificada, unidas por fuerzas débiles.
• Se ablandan con el calor y se endurecen al enfriarse, pudiendo fundirse y conformarse varias veces.
• Son RECICLABLES mediante calor.
• Generalmente, no aguantan temperaturas superiores a 150 °C (excepto algunos como el teflón).

Termoestables

Ejemplo: Fenoles (baquelita), Resinas epoxi, Poliuretano (PUR).

• Durante su fabricación sufren el proceso de CURADO*, donde las cadenas poliméricas se entrelazan formando una red tridimensional rígida y permanente.
• Una vez curados, si se calientan, se degradan (carbonizan) pero no se funden.
• Son NO RECICLABLES mediante calor.
• Son rígidos y frágiles.
• Soportan altas temperaturas mejor que los termoplásticos.

*CURADO: Proceso químico irreversible que tiene lugar mientras se conforma el plástico termoestable (generalmente con calor y/o presión). Una vez que las cadenas poliméricas se cruzan y enlazan fuertemente, si se intentan romper estos enlaces (por ejemplo, con calor excesivo), el plástico pierde sus propiedades y se degrada.

Elastómeros

Ejemplo: Caucho natural y sintético, Neopreno, Silicona.

• Sus cadenas poliméricas forman una red tridimensional poco entrelazada, lo que les permite estirarse y contraerse significativamente.
• Poseen gran elasticidad.
• Generalmente, no soportan bien las altas temperaturas; al aplicar calor excesivo, se deshace la unión entre las cadenas poliméricas y se degradan.
• Son NO RECICLABLES mediante calor (aunque algunos pueden reciclarse por otros métodos).

Plásticos: Técnicas de Conformación

Extrusión

El material termoplástico granulado se introduce en una tolva y cae en un cilindro previamente calentado. El cilindro contiene un tornillo sin fin (husillo) motorizado que transporta, comprime, funde y fuerza al material fundido a pasar por una boquilla con una forma determinada (troquel). El perfil conformado se enfría lentamente al aire o en un baño de agua.

Moldeo por Compresión

Se introduce el material (generalmente termoestable en forma de polvo o preforma) en un molde hembra caliente. Se cierra el molde con un contramolde macho y se aplica presión y calor. El material fluye, llena la cavidad y cura, adoptando la forma interna de ambos moldes. Se refrigera (si es necesario), se separan los moldes y se extrae la pieza.

Moldeo por Vacío (Termoconformado)

Una lámina de material termoplástico se sujeta a un marco y se calienta hasta que se ablanda. Luego, se coloca sobre un molde y se aplica vacío por debajo del molde. La presión atmosférica empuja la lámina caliente contra la superficie del molde, adoptando su forma. Una vez enfriada, se extrae la pieza.

Moldeo por Soplado

Se utiliza para fabricar objetos huecos (botellas, recipientes). Un tubo de material termoplástico caliente (llamado párison), obtenido generalmente por extrusión, se introduce en un molde hueco bipartido con la forma del objeto. Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido dentro del párison, que se expande como un globo hasta adaptarse a las paredes frías del molde. Después de enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto.

Moldeo por Inyección

Consiste en inyectar material termoplástico fundido a alta presión en la cavidad de un molde cerrado y refrigerado. El material se introduce granulado en una unidad de inyección (similar a una extrusora sin troquel) donde se funde y se dosifica. Luego, el husillo actúa como un pistón, inyectando el plástico fundido en el molde. Cuando la pieza se haya enfriado y solidificado, se abre el molde y se expulsa la pieza.

Calandrado

Se hace pasar material termoplástico previamente plastificado (caliente y blando), procedente a menudo de un proceso de extrusión, por entre una serie de cilindros o rodillos giratorios (calandra). Estos rodillos ejercen presión y controlan el espesor, obteniendo láminas y planchas continuas con un acabado superficial específico (liso, grabado). Se utiliza para fabricar films, láminas para suelos, etc.