Pequeña unidad didactica del tema de los plástiicos

1. Los plásticos
En la actualidad el plástico es empleado en
nuestra vida cotidiana, ha sustituido partes
metálicas en la industria automotriz, se usa
en la construcción, en empaques,
electrodomésticos (lavadoras, licuadoras,
refrigeradores, etc.) y en un futuro no muy
lejano irá entrando en otras ramas de la
industria, por ejemplo en medicina, como
sustitutos de articulaciones (articulaciones
artificiales), los juegos de toda índole y en
artículos deportivos, como pueden ver la rama
del plástico esta en proceso de crecimiento.
Ya que es común observar piezas que
anteriormente eran producidas con otros
materiales, por ejemplo con madera o metal y
que ya han sido substituidas por otras de
plástico.

2. ¿Que son los plásticos?
Son materiales formados por POLÍMEROS
constituidos por largas cadenas de átomos que
contienen carbono

3. LA POLIMERIZACIÓN
Partamos de una molécula de etileno, que es el producto base para la
fabricación de muchos plásticos. El etileno es un gas orgánico formado por dos
átomos de carbono y cuatro de hidrogeno. Tiene una peculiaridad y está es que a
una temperatura de -104 ºC se hace líquido, y, si seguimos, bajando la
temperatura hasta los -169 ºC se solidifica.
A temperatura ambiente sus moléculas tienen mucha movilidad, como las de
cualquier gas; pero si le añadimos determinados compuestos químicos
(CATALIZADORES) provocan que estas se unan en grandes cadenas, formando
las macromoléculas de un plástico muy empleado, el polietileno.
Existen dos tipos fundamentales de polimerización:
-Polimerización por adición: el caso de polietileno responde a dicho caso.
nA → An
-Polimerización por condensación: En esta, aparte de unir los monómeros
nos genera pequeñas moléculas de subproductos (amoníaco, agua)

4. Propiedades de los plásticos
Conductividad térmica: Son muy malos conductores del calor, por lo que se emplean para fabricar
aislamientos térmicos. Como ejemplo, el poliestireno (corcho blanco) y la baquelita.
Conductividad eléctrica: Los plásticos conducen muy mal la electricidad por lo que se emplean
para recubrir cables, por ejemplo.
Resistencia química: Casi todos resisten muy bien el ataque de agentes químicos, como los
ácidos, que alteran los materiales, en especial a la mayoría de los metales.
Densidad: La densidad esa la relación existente entre la masa de un objeto y el volumen que
ocupa. Los plásticos son materiales poco densos, esto es, pesan poco, y esta es una de las razones
por la que fabrican muchas piezas de este material, por ejemplo cubos, juguetes, etc.
Elasticidad: Algunos plásticos se pueden estirar bastante antes de romperse. Esta propiedad hace
que se puedan emplear para fabricar distintos productos: ruedas de coche, trajes de buzo, silicona,
etc.
Facilidad para trabajar con ellos: La mayoría de los plásticos son materiales blandos, lo que
hace que sea muy fácil trabajar con ellos. Se taladran y sierran de una forma más económica que
los metales; pero al ser materiales blandos se rayan y desgastan más fácilmente, lo que limita en
muchas ocasiones su uso.
Transparencia: Hay algunos plásticos que tienen una transparencia parecida a la del cristal, por lo
que en ocasiones se emplean para sustituirlos. Así nos encontramos los focos de los automóviles,
etc.
Temperatura de fusión: Es la temperatura a la que un elemento pasa de estado sólido a líquido.
Los plásticos tienen una temperatura de fusión muy baja, por lo que hay que emplear poca energía
térmica para calentarlo y poderlo moldear. Económicamente esta es la razón de su uso.

5. Origen de los plásticos: según su
procedencia pueden ser
● Plásticos naturales ● Plásticos sintéticos o
artificiales

6. Según su composición estructural los clasificamos:
Termoplásticos
Las cadenas están entre si unidas por enlaces (fuerzas intermoleculares)
tan débiles que se rompen si el plástico se calienta,Son aquellos plásticos que
al calentarse se ablandan y se pueden moldear dándole nuevas formas que
conservan al enfriarse. Este proceso de calentamiento y enfriamiento puede
repetirse tantas veces como se quiera.

7. Termoestables
Son cadenas enlazadas fuertemente distintas direcciones. Los enlaces son
tan fuertes que no se rompen al calentarse. Al someterlos al calor se vuelven
rígidos, por lo que sólo pueden calentarse una sola vez, y no se deforman. Por ello
son más frágiles que los termoplásticos. No se ablandan cuando se calientan
nuevamente, sino que se descomponen y carbonizan antes de llegar a fundirse. En
general presentan una superficie dura y extremadamente resistente.

8. Elastómeros
Están formados por cadenas unidas lateralmente y plegadas sobre si
mismo, que se desenrollan disponiéndose en línea recta al aplicarles una
fuerza y recuperan su posición natural al cesar esta. Así pues, los
elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad, adherencia y baja
dureza.

12. PLÁSTICOS MEJORADOS
Plásticos reforzados: Formados por dos o
más tipos de materiales, uno plástico y otro
llamado material de refuerzo que le confiere
resistencia a la tracción. Se usan en la
fabricación de cascos, esquíes, parachoques,
equipos deportivos,....
Plásticos laminados: Capa de plástico
adosada a otros de material diferente. Pueden
ser:
Plástico/papel o cartón que resisten la
humedad (envases de bebidas) como los
tetrabrick
Plástico/vidrio, que resisten choques y
presiones (vidrios de seguridad)
Plástico/metal (latas de conserva….)
Plástico/plástico, para envases de productos
alimenticios

13. Técnicas de conformación de los plásticos
Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en
diferentes formas: polvo, gránulos, resinas (líquido viscoso), películas de grosor
inferior a 25mm, láminas o planchas con un grosor entre 0,5 25 mm, bloques de
sección rectangular, barras, tubos, perfiles en L y T e hilos,…
Los procesos de conformación difieren fundamentalmente en la maquinaria utilizada
y en las aplicaciones. Sin embargo, todos estos procesos tienen en común el
siguiente tratamiento:
Se parte del material en estado sólido (gránulos, polvo, laminas,…); este es
calentado, con lo que se transforma en una masa pastosa o bien se ablanda
mientras es conformado; por ultimo se enfría el material una vez obtenida la forma
deseada.
Distinguimos en el procedimiento de conformación o moldeo de plásticos:
1.- Moldeo a alta presión
1. Extrusión
2. Compresión
3. Inyección
2.-Moldeo a baja presión
1. Colada
2. Espumado
3. Termoconformado al vació
4. Extrusión y soplado
5. Calandrado

14. Moldeo a alta presión
Conformación por extrusión : Este proceso consiste en fabricar perfiles
largos de sección uniforme. Para ello se utiliza una maquina especial, llamada
extrusionadora, cuyo funcionamiento es similar al de las máquinas de picar carne.
El plástico, generalmente termoplásticos en forma de gránulos, es vertido en
la tolva de carga y es obligado a fluir por medio de un husillo giratorio dentro de la
cámara de extrusión. La cámara está calentada a temperaturas comprendidas entre
150º y 250º C para que se ablande y peda salir por la boquilla que reproduce la
forma del perfil que se desea fabricar. A la salida de la boquilla, el material es
enfriado para que adquiera rigidez y posteriormente es arrastrado y cortado a la
longitud deseada.
Aplicaciones: Filmes para embalajes, perfiles para rematar obras,
recubrimientos aislantes para cables eléctricos, tuberías y tubos para cañerias, etc.

15. Conformación por compresión
Aplicaciones: Recipientes para productos, por ejemplo, de alimentación,
carcasas de electrodomésticos, etc.

16. Conformación por inyección
Aplicaciones: utensilios
domésticos (cubos, recipientes,…)
y juguetes

17. Moldeo a baja presión
Termoconformado al vació
Aplicaciones: salpicaderos de coches, hueveras, bañeras, parachoques

18. Conformación por extrusión y soplado
Aplicaciones: Botellas, frascos, juguetes, etc.

19. Conformación por calandrado
Aplicaciones: hules, impermeables, etc

20. Colada: Consiste en el vertido del material plástico en estaos líquido
dentro de un molde, donde fragua y se solidifica. La colada es útil para fabricar
pocas piezas o cuando emplean moldes de materiales baratos de poca duración,
como escayola o madera.
Espumado: Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la
masa de plástico, de manera que se forman burbujas permanentes.
Aplicaciones: colchones, aislantes termo acústicos, esponjas, embalajes,
cascos de ciclismo, plafones ligeros, etc.

21. Mecanización de los plásticos
La industria tiene en los plásticos un buen sustituto de la madera y los
metales para ciertas aplicaciones. Estos se suelen obtener en forma
estándar, como chapas, láminas, tubos, etc., para después mecanizarlos o
darles formas mediante máquinas herramientas
Mecanizar cualquier tipo de material consiste en realizar mediante
máquinas o herramientas, trabajos para dar forma a los objetos. Una
máquina herramienta porta una herramienta que se acopla a los mecanismos
de la máquina, que, por lo general, realizará algún movimiento, bien en la
pieza a mecanizar o bien en la propia herramienta.
Estas máquinas, como taladradoras, tornos, fresadoras y sierras de
corte, son las habituales al trabajar con madera y metales. Además,
podemos aplicar a estos plásticos otros trabajos de acabado, como lijado,
limado de virutas, rectificado de superficies, con los que se consiguen
superficies alisadas con el mínimo de rugosidad. De todos los trabajos, los
más habituales son el torneado, el fresado y el rectificado.

22. El torneado: Consiste principalmente en agarrar una pieza mediante una mordaza de
sujeción en los extremos longitudinales de la misma, que hacen girar el material. Mientras esta
girando, una herramienta de corte, denominada cuchilla, se acerca al objeto y elimina material
de forma perimetral, consiguiendo formas cilíndricas o cónicas.

23. El fresado. Consiste igualmente en la eliminación de parte del material de una pieza en
bruto, pero esta vez de una forma superficial. La fresadora la pieza en una bancada, de forma
que ofrece una de sus superficies a una herramienta de corte, llamada fresa, que mediante
diversas pasadas por el área a retirar, realiza rebajas en la superficie.
Mediante el fresado se pueden conseguir piezas con diferentes formas planas

24. El rectificado: La máquina rectificadora dispone, a modo de herramienta, de una
muela abrasiva que pule la superficie de una pieza. Para ello, la muela va girando sobre la
superficie rugosa, mientras la pieza se va desplazando en una dirección determinada.
Las muelas están compuestas por granos de material abrasivo de elevada dureza,
compactados mediante un aglomerante. Los granos pueden ser muy gruesos, con el que se
desbasta la superficie; el medio y el fino, con los que se consiguen acabados finos y el muy
fino o superfino, que permiten pulir una superficie sin que queden apenas rugosidad.

26. Identificación de los plásticos
Los plásticos tienen códigos para facilitar su identificación y sus
características. Observa el siguiente dibujo:

27. El reciclado de los plásticos
El desarrollo tecnológico conlleva dos problemas de los que debemos tomar
conciencia: la desaparición de las materias primas y la degradación del medio
ambiente. La gran demanda de productos de consumo desde los países
industrializados está agotando los escasos recursos naturales en el planeta.
El reciclaje aminora en gran medida ambos problemas, ya que reduce en forma
considerable la cantidad de residuos que dañan el medio ambiente y nos permite
producir nuestras propias materias primas. Es habitual oír hablar del plan de las tres
«R»: reducir, reciclar y reutilizar, es decir:
Reducir el consumo.
Reciclar para evitar malgastar las materias primas y aplicar los
procedimientos más eficaces para recuperar la mayor cantidad de desechos
posibles.
Reutilizar objetos usados para nuevos usos.
Los plásticos constituyen una parte importante del volumen total de residuos
y muchos de ellos son muy contaminantes. Ello hace especialmente interesante el
reciclaje de estos materiales.
Una vez que los plásticos han sido separados y clasificados según el tipo de
termoplástico, se procede al reciclado. Para ellos disponemos de tres métodos
diferentes: el reciclado mecánico, el reciclado químico y el reciclado energético.

28. Reciclado mecánico

29. Reciclado químico

30. Reciclado energético