Tecnología Industrial de los Plásticos: Clasificación, Propiedades y Procesos de Conformación

Fundamentos de los Plásticos

Definición y Origen

Los plásticos son materiales formados por polímeros, constituidos por largas cadenas de átomos que contienen carbono.

Origen de los Plásticos

• Plásticos Naturales: Se obtienen directamente de materias primas vegetales o animales, como la caseína.
• Plásticos Sintéticos: Se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón.

Transformación y Aditivos

Durante la fabricación de los plásticos, se añaden las denominadas cargas (materiales como la fibra de vidrio), que, además de reducir los costes de producción, incorporan también aditivos para incrementar la flexibilidad y resistencia del polímero, o para conferir a los plásticos un color determinado.

Propiedades y Gestión de Residuos Plásticos

Propiedades Físicas y Mecánicas

Las propiedades de los plásticos incluyen:

• Mecánicas: Maleabilidad, ductilidad, resistencia mecánica.
• Acústicas: Aislamiento acústico.
• Eléctricas: Aislamiento eléctrico.
• Térmicas: Aislamiento térmico.
• Otras: Baja densidad (son ligeros), impermeabilidad.

Propiedades Ecológicas y Tipos de Reciclado

Existen tres métodos principales de reciclado:

1. Reciclado Químico: Consiste en la recuperación de los constituyentes originales de los residuos plásticos.
2. Reciclado Energético: Tiene lugar mediante la incineración controlada de los productos plásticos para generar energía.
3. Reciclado Mecánico: Se utiliza para la fabricación de nuevos productos a partir de materiales plásticos granulados. Este proceso incluye las siguientes etapas:
   1. Separación y Trituración: Se realiza una separación selectiva de los distintos tipos de plástico.
   2. Lavado y Secado: Los plásticos se lavan y se secan por centrifugación para eliminar el agua.
   3. Aglutinación: El material se compacta, reduciendo su volumen, y se añaden las cargas y los aditivos.
   4. Extrusión: Se funde el material. A la salida de la extrusora se obtienen largos filamentos continuos que son enfriados con agua.
   5. Granceado: Los filamentos obtenidos se trituran en un granulado y se transforman en pellets.

Clasificación Industrial de los Polímeros

Los plásticos se clasifican en tres grandes grupos según su comportamiento térmico:

1. Plásticos Termoplásticos

Se caracterizan por poder ser fundidos y moldeados repetidamente.

• Cloruro de Polivinilo (PVC): Amplio rango de dureza, utilizado en tuberías.
• Poliestireno (PS):
  • Duro: Transparente, pigmentable (cajas de huevos).
  • Expandido (Poliestireno expandido - EPS): Esponjoso y blando (embalaje).
• Polietileno (PE): Alta y baja densidad, rígido o blando.
• Polipropileno (PP): Flexible (botellas).
• Metacrilato (PMMA): Transparente (faros y pilotos de automóviles).
• Teflón (PTFE): Deslizante, antiadherente, resistente a altas temperaturas (sartenes).
• Celofán: Transparente (embalaje).
• Nailon (Poliamida): Translúcido, resistente (cepillos de dientes).

2. Plásticos Termoestables

Una vez moldeados y curados, no pueden volver a fundirse.

• Poliuretano: Esponjoso y flexible.
• Resinas Fenólicas: Termorresistentes.
• Melamina: Ligera y resistente.
• Poliéster: Resiste altas temperaturas.

3. Elastómeros

Materiales con gran elasticidad y capacidad de deformación reversible.

• Caucho Natural: Resistente, inerte.
• Caucho Sintético: Resiste agentes químicos.
• Neopreno: Duro y resistente.

Técnicas de Conformación y Moldeo de Plásticos

1. Extrusión

El material termoplástico se introduce en forma de gránulos por el embudo y cae en un cilindro. Después pasa por un tornillo sin fin. El material ya conformado se enfría lentamente y se solidifica en un baño de refrigeración. Por último, las piezas obtenidas se recogen mediante un sistema de arrastre.

2. Calandrado

Consiste en hacer pasar el material termoplástico (procedente del proceso de extrusión) entre unos cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas.

3. Conformado al Vacío

El material termoplástico (lámina) se sujeta a un molde. La lámina se calienta con un radiador para ablandar el material. Se succiona el aire que hay debajo, haciendo el vacío. Una vez enfriado, se abre el molde para extraer la pieza.

4. Moldeo

Moldeo por Soplado

El material en forma de tubo (parison) se introduce en un molde hueco cuya superficie interior corresponde a la forma del objeto deseado. Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido. Tras enfriarse, se abre el molde y se extrae la pieza.

Moldeo por Inyección

Se inyecta material termoplástico fundido en un molde. Cuando se enfría, se abre y se extrae la pieza.

Moldeo por Compresión

Se introduce el material termoestable en forma de polvo en un molde hembra. Se comprime con un contramolde macho mientras se calienta la masa. El material toma forma y se enfría.