TEMA 8: PLÁSTICOS

  1.  CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES.

 Los materiales plásticos, son muy modernos (S. XX), son productos de la industria petroquímico.

De la misma forma que el hombre desarrolla el hormigón para sustituir con ventaja el pétreo natural o el acero para sustituir a la madera. El plástico va a sustituir inicialmente el cuero o el vidrio. El uso del plástico, surge fuera del contexto arquitectónico o de ingeniería y se usa principalmente en el ámbito del diseño y del interiorismo.

 El primer plástico que se comercializó, fue sintetizado por LEO BAECKELAND (1907) y se llamó baquelita, era de color pardo oscuro, que se podía quebrar y cambiaba de tono si se le expone prolongadamente al sol.

Los materiales plásticos de hoy, son materiales combinados de varios plásticos, estabilizados frente al efecto de los rayos ultravioletas. Con transmisión lumínica comparable al vidrio, al cual aventajan en ligereza y precio.

En arquitectura, las obras de plástico, no solo se utilizan como recubrimientos de estructuras, para exposiciones temporales, sino que se utiliza en soluciones a largo plazo. Las fachadas de los almacenes se convierten en obras de arte impreso. Las planchas onduladas de plástico adornan museos, haciendo posible los efectos de luz, durante el día o durante la noche.

El plástico, es el material, del diseño en el sentido, de que se puede adaptar a todo tipo de necesidades. El plástico puede ser suave, flexible, rígido, transparente, opaco, translúcido, de color con dibujo, se le puede dar cualquier forma y encima es un material barato. Según el uso que le queramos dar a un objeto podemos obtener un tipo de plástico, adaptado a ese uso.

En contra del plástico, es un material barato ligado con usar y tirar al consumismo sin pensar en las consecuencias medioambientales, que lleva acarreado el uso del plástico.

A partir de la crisis del petróleo de 1973, los plásticos han pasado a considerarse enemigos del medio ambiente y que llevan a asociados, riesgos para la salud.

El plástico tiene unas cualidades estéticas, que inspiran cierta ambigüedad:

 Los primeros plásticos eran difíciles de colorear después se emplearon como imitaciones baratas de productos como maderas, piedras, o incluso cerámicos, así como a consecuencia de esto. El material plástico, se ha ganado la fama de ser un material de mala calidad, engañoso y que se deteriora con el paso del tiempo.

Pero también los plásticos actuales han evolucionado. El PVC el Nylon o el Polipropileno añaden al mundo de los plásticos nuevas estéticas y funcionalidades.

 Los residuos plásticos se están reciclando y algunos diseñadores contemporáneos como el francés Philippe Starck apuestan abiertamente por el plástico por su funcionalidad y estética.

 

Los plásticos son materiales orgánicos con estructura química de cadena macromolecular producidos mediante transformación de productos naturales, (Plásticos semi-sintéticos) o síntesis a partir del petróleo del gas natural o derivados del carbón.

 Los plásticos están constituidos por átomos de carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno y azufre.

POLÍMEROS-PLÁSTICOS son sinónimos

ELABORACIÓN 

Proceden del petróleo, el 8% del crudo que se extra se transforma en  plásticos. Al refinar el petróleo, se separan distintas sustancias:

Compuestos aromáticos como el benceno.

Nafta son gasolina brutas que se rompen por crackeo en: Gasoil; Gasolina; Disolventes o gas natural..

Polimerización

Después de obtener estas materias primas, se establecen unas reacciones intermedias para combinar los monómeros.

         Etileno+Etileno   ⇒      Polietileno

Etileno + Benceno       Poliestireno ó

Etileno + Cloro   ⇒      Policloruro de Vinilo  etc.

  Estos monómeros intermedios, reaccionan para producir largas cadenas para producir plásticos.

          

Procesos de polimerización.

Hay tres formas de polimerización:

La más antigua conocida desde 1910 es la polimerización por condensación. Es un proceso químico de generación de resinas y termoplásticos en el que debemos retirar continuamente la presencia de agua y amoniaco para que la reacción sea adecuada, se generan por este método: Resinas fenólicas; Poliésteres, ó Poliamidas. Generan grandes cantidades de agua y amoniaco.

En 1930 se conoció la polimerización más usada: Consiste en una reacción química a temperatura ambiente en la que a partir de moléculas pequeñas con dobles enlaces. Crea una cadena molecular larga sin formar subproductos que eliminar. Con esta polimerización se obtienen Polietileno, PVC Polipropileno .

En 1937: la llamada polimerización por adición: pequeños grupos como carbono molecular muy activo. (Poliuretano y resinas epoxi). Los plásticos se enfrían, y se barnizan por un tapiz, que se granulan, de piezas de pocos milímetros. Ya preparado para su transporte y modelado.

despues de estas reacciones los plasticos se enfrian  con agua y se presionan a traves de un tamiz para formar cordones de plastico que al final se granulan en forma de particulas de unos 5 mm y se preparan para el transporte y moldeado

Hay dos grupos:

Termoplásticos: los termoplásticos destacan en general por una buena resistencia química, alta tenacidad y elongación en la rotura, así como buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Pueden ser procesados en prácticamente todos los procesos usuales, son económicos, y por ello, han encontrado una amplia aplicación. Hoy se han convertido en el grupo de plásticos más importante desde el punto de vista cuantitativo.

 Naturales como por ejemplo nitrocelulosa(CN) y acetato de celulosa (CA).

Sintéticos: Polietileno (PE); Poliestireno(PS); Policarbonato(PC); Policloruro de vinilo (PVC), polimetacrilato (PMMA); Polipropileno (PP) y Poliamidas (PA; nailon)

Termoestables: Los polímeros termo resistentes o" resinas" se caracterizan por adquirir consistencia mediante procesos de  polimerización y no perderla por efectos de las elevadas temperaturas, hasta su descomposición por combustión. Solo se pueden transformar por aserrado, taladrado, cortado con herramientas propias de carpintería. En general son materiales más duros y resistentes que los termoplásticos

Naturales (cuero, linóleo, caucho vulcanizado)

Sintéticos: resinas fenólicas (PF), resinas uréicas (UF), resinas melamínicas(MF), siliconas(S), resinas epoxi(FP) , poliéster insaturado(PUR).

PROPIEDADES:

Los plásticos, tienen una estructura, amorfa sin electrones libres, y basados en moléculas orgánicas muy largas. Por esta razón los plásticos, son malos conductores del calor y de la electricidad. Esto es así, porque las moléculas no tienen electrones libres. Y las largas moléculas, están trabadas, no se permiten el movimiento. También tiene una densidad baja, porque las moléculas de lo que están hechos, son moléculas muy grandes. Por lo que encajan mal y dejan mucho espacio entre moléculas.

Densidad de 0.2-1.8 g/cm3.

La resistencia mecánica de los plásticos es baja por debajo del Mpa, mientras que el módulo de elasticidad es elevado, son materiales flexibles, que se recuperan bien. Los materiales termoestables, resisten mal el impacto, mientras que los materiales termoplásticos pueden ser sometidos a estiramientos.

Las resistencias al Calor: Los Termoresistentes no se reblandecen ni funden por efecto del calor. Y justo por debajo de la temperatura de descomposición, se observa una pérdida de rigidez. En cuanto los materiales termoplásticos, una baja temperatura, los vuelve quebradizos. Al aplicar calor, disminuye su rigidez. Si se sigue calentando, aumenta la maleabilidad del plástico, permitiéndose el deslizamiento de las cadenas moleculares. Esta zona se provoca, justo antes de la temperatura, de descomposición del plástico.

La resistencia Química: Los plásticos son material inertes, esto es que no son reactivos. Es este sentido los plásticos son mejores, como la madera, el metal, los papeles. Siendo únicamente superado por los vítreos.

Permeabilidad: en la mayoría de los casos, los plásticos son impermeables. Evitan el paso de líquidos y hasta gases. Dentro de la impermeabilidad, hay plásticos polares como poliamida y poliéster capaces de absorción de agua, mejorando la sensación sobre la piel.

Fricción y desgaste: los materiales por lo general son blandos, con una dureza por debajo de 3 en la escala de mohs. En general los plásticos se desgastan fácilmente. Y encontramos dos plásticos en resistir roce.

La resistencia al fuego: la mayoría son materiales termoplásticos. Ejemplos: Plástico reforzado con fibra de vidrio y Teflon.

Intemperie: Los materiales plásticos, al ser aislantes al agua. Soportan bien su estancia en la intemperie. Sin embargo, el sol, afecta a la mayoría de materiales, termoplásticos. El polimetacrilato, aguanta la radicación hasta el punto se utiliza para proteger el resto de plásticos, la mayoría de plásticos, que van a estar expuestas a la radiación solar. 

Las propiedades lumínicas: El polimetacrilato, es el material artificial con mejores propiedades lumínicas, se utilizan para señalizaciones. El polietileno: Posee un alto brillo, si se compara con el metacrilato. Las planchas de PVC transparentes  es más opacos, que el metacrilato y el polietileno.

Los plásticos reforzados con fibra de vidrio (PRFV) o combinados (Silestone Corian): son materiales opacos, se va incrementando su uso. Reciclado como el de los termoestables combustión.

DARLES FORMA:

 Extrusión

Antes de darle forma al granulado se debe secar, unas horas antes de meterlo al horno a 115º. Después de eso le podemos añadir los colorantes. En la primera fase, el plástico recorre todo cilindro. El termoplástico se funde, por la acción del tornillo y de la calefacción del cilindro.

 En la segunda fase, hacemos pasar el plástico, en forma viscosa por una maya de entre 40 y 80 micrómetros.

En la tercera fase, la boquilla, de moldeo da forma al material plástico, al perfil de la lámina del termoplástico. En esta tercera fase es fácil ver el proceso de la COEXTRUSIÓN en donde se añade una capa viscosa de otro plástico para mejorar algún aspecto de la lámina extruida.

Calandrado

El calandrado, cuando el resultado de la extrusión, es una película continua. Se le puede hacer pasar por rodillos pulidos, la distancia entre estos rodillos, determina el grosor de la plancha, los rodillos de calandrado pueden tener distintas superficies, con lo que se produce el estampado de motivos decorativos en el plástico o convertirlos en mate o aplicarle cualquier textura. 

Colado

El colado se usa para darle forma al pmma. Que requiera una posterior adaptación a la obra. Para este caso, vamos a utilizar como moldes vidrio float, se rellenan del monómero metacrilato. Se cierra el contorno del vidrio y se mete en un horno, donde circula aire a 60ºC hasta que se produce la polimerización del metacrilato hasta el 85%. En la tercera fase, se calienta el horno hasta 120ºC y se mantiene así, hasta que acaba la polimerización. La ventaja que tiene el colado, es que es un proceso simple y los productos finales se pueden moldear con más facilidad, que los que resultan de la extrusión.

 Moldeado

La inyección: se usa para productos huecos, o con formas muy precisas, se deben utilizar técnicas de moldeo, y de soplado. Se usa para termoplásticos y termoresistentes (compresión y transferencia).