Articulo acerca del polimero abs

1. ACIDO POLILACTICO / POLIACIDO LACTICO
ANDRES EDUARDO RODRIGUEZ BUSTOS
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS
CIENCIAS DE LOS MATERIALES
INGENIERIA MECANICA
2019

2. ABSTRACT
The PLA has become one of the materials of the future since it is one of the plastics
used for both industrial and conventional 3D printing, so we will study everything
related to this innovative material.
We will also see a little of its history, its chemical form, its weaknesses and strengths
and finally all its utilities within the field of engineering and how it manages to help
the construction and operation of machines.

3. TABLA DE CONTENIDO
1. Introducción
2. Poliácido Láctico PLA
3. Estructura química y mecánica del PLA
4. Utilización del PLA
5. Debilidades del PLA
6. Precios y costos de manufactura
7. Conclusiones
8. Referencias
9. Citas

4. INTRODUCCION
El poliácido láctico más conocido como PLA aunque comúnmente es utilizado para
la impresión 3D, un concepto de impresión reciente, su plástico utilizado en gran
parte es bastante antiguo y nos acompaña hace varias décadas.
El PLA es el plástico del futuro, ya que a diferencia de sus competidores, este no es
derivado del petróleo, es totalmente biodegradable y se deriva de fibras vegetales
como el maíz, el trigo, la remolacha y demás productos con alto valor de almidón.
Su historia es bastante particular y empieza en 1932 cuando Wallace Carothers1,
científico que trabajaba para Dupont2, obtuvo un producto de bajo peso molecular
cuando calentó ácido láctico al vacío. En 1954, después de un par de mejoras al
descubrimiento Dupont patento como propio el experimento de Carothers.
Un impedimento importante para el desarrollo y estudio de este polímero había sido
el costo de producción, pero gracias a la variedad de avances en el tema de
fermentación para obtener el ácido láctico a partir de la glucosa, este ha bajado su
coste de producción y por consiguiente ha despertado un interés importante en el
polímero.
Cargill3 fue de las primeras compañías en producir polímeros con ácido láctico, esta
compañía empezó a investigar la producción de este material en 1987 y empezó su
producción desde 1992. Además, en 1997 se asoció con Dow Chemical Company
para convertirse en LLC. Actualmente tienen su sede en Blair, Nebraska.

5. POLIACIDO LACTICO PLA
¿Qué es?
El PLA es un polímero constituido por moléculas de ácido láctico, con propiedades
similares a las del tereftalato de polietileno que generalmente se utiliza para hacer
diversidad de envases y es biodegradable ya que se degrada con facilidad en agua y
oxido de carbono.
Este polímero es resistente e inodoro, es de un tono claro y brillante como el poli
estireno, que generalmente se utiliza para hacer baterías y juguetes. También es
resistente a la humedad y a la grasa. Tiene características de barrera contra olor y
sabor similares a las del polietileno tereftalato.
La fuerza de elasticidad y su resistencia a la misma del PLA también puede ser
comparable con la del polietileno. Pero es más hidrofilico que el polietileno.
El PLA tiene una densidad más baja comparado con otros polímeros derivados del
petróleo, es estable a la luz ultravioleta, evitando que las prendas se decoloren y su
inflamabilidad es muy baja.
Este polímero se puede construir para ser rígido o flexible y puede ser coporimelizado
con variedad de materiales, además puede ser construido para necesidades mecánicas
específicas.

6. ESTRUCTURA QUIMICA Y MECANICA DE PLA
El PLA surge de la manipulación del ácido láctico, este a su vez se obtiene de
productos naturales.
El ácido láctico, ácido 2-hidroxipropanoico, es el ácido carboxílico más simple con
un átomo de carbono asimétrico. Puede producirse por fermentación anaeróbica de
substratos orgánicos, con microorganismos como hongos y bacterias. El ácido láctico
obtenido de la fermentación es ópticamente activo, por lo que la producción
específica de los isótopos L (+) o D (–) puede determinarse utilizando un lactobacilo
apropiado.
Fig. 1: Estructura química del ácido láctico.
El PLA generalmente se obtiene en dos pasos, la sintetización del ácido láctico y la
polimerización. El primer paso en el proceso es la extracción del almidón de la
biomasa. Industrialmente se utilizan como sustratos, sacarosa proveniente de azúcar
de caña y remolacha azucarera, lactosa proveniente de lacto suero, y dextrosa
procedente de almidón hidrolizado. La sacarosa refinada y glucosa son los más
utilizados.

7. Fig. 2: Pasos para la sintetización del ácido láctico.
Fig. 3: Estructura del PLA
Las propiedades físicas y mecánicas, farmacéuticas y de reabsorción dependen de la
composición del polímero, de su peso molecular y de su cristalinidad. La cristalinidad
puede ajustarse desde un valor de 0% a 40% en forma de homopolímeros lineales o
ramificados, y como copolimeros al azar o de bloque.
La temperatura de procesamiento (Tg.) está entre 60 y 125°C y depende de la
proporción de D o L ácido láctico en el polímero. Sin embargo el PLA puede ser

8. plastificado con su monómero o alternativamente con ácido láctico oligomérico y esto
permite disminuir Tg.
El PLA tiene propiedades mecánicas en el mismo rango de los polímeros
petroquímicos, a excepción de una baja elongación. Sin embargo esta propiedad puede
ser afinada durante la polimerización (por copolimerización) o por modificaciones post
polimerización (por ejemplo plastificantes).
El PLA puede ser tan duro como el acrílico o tan blando como el polietileno, rígido
como el poli estireno o flexible como un elastómero. Puede además ser formulado para
dar una variedad de resistencias. Las resinas de PLA pueden ser sometidas a
esterilización con rayos gama y es estable cuando se expone a los rayos ultravioleta.
Al PLA se le atribuyen también propiedades de interés como la suavidad, resistencia
al rayado y al desgaste.

9. UTILIZACION DE PLA
La aplicación más prometedora para el PLA, sin duda, es la impresión 3D ya sea para
impresión de artículos a menor escala como la producción de objetos en impresoras
3D convencionales y de bajo rendimiento como la producción de prótesis, hilo de
sutura, implantes, capsulas para la lenta dispersión de fármacos.
El PLA es tan conveniente que puede utilizarse tanto para tejidos vivos como para la
cotidianidad del día, también es utilizado para la producción de envases
biodegradables para contener alimentos frescos sin dañar los mismos.
A continuación se mostrara una tabla con las mayores empresas de PLA a nivel
global:

10. DEBILIDADES DEL MATERIAL
El PLA parece ser un producto impresionante, algunos llegan a dudar del potencial de
este polímero, por lo que se han encontrado algunas debilidades del material.
Una crítica importante surge en su proceso de descomposición biológica porque este
emite CO2 Dióxido de Carbono y CH4 Metano y estos son dos de los gases
invernaderos que se quieren disminuir a nivel mundial. Otra crítica contundente es la
mínima necesidad de combustibles fósiles que aunque no se usa directamente en el
polímero, si son utilizados para la cosecha y cultivo de las plantas productoras de
glucosa.
En respuesta a estas críticas los partidarios del PLA se defienden afirmando que el
uso de combustibles fósiles comparado con otros plásticos es mínimo y se requiere un
50% menos que en los plásticos fabricados con estos combustibles.
También afirman que ayudan a disminuir el efecto invernadero al no utilizar grandes
cantidades de energía para producir su materia prima, en este caso el ácido láctico a
diferencia de otros plásticos que consumen grandes cantidades de energía para
procesar su materia prima como lo son los derivados del petróleo o el gas.

12. PRECIOS Y COSTOS DE MANUFACTURA
El PLA es un material muy fácil de comprar, ya que su principal uso en la cuidad de
Bogotá es la impresión 3D, por lo que se comercializa en forma de filamento, por lo
general, este tiene un precio asignado dependiendo de la calidad del filamento y el
peso del mismo, es decir, se comercializa por kilo o metros de filamento.
Actualmente, se comercializa gran variedad de productos de este tipo, estos son los
más importantes:
 Filamento P/impresión 3d Anet 340m 1.75mm Pla Biodegradable $32.894
 Filamento Pla Premium Impresión 3d, 250gr, 100 M $32.000
 3d Mars Fluorescente Pla 1.75mm 3d Filamento De Impresora 3d $151.900
 Filamento Pla 1.75mm 1Kg/Rollo $80.000
El precio varía entre los $30.000 y $160.000 cop, ya que la calidad juega un papel
importante en el resultado final del producto, la marca comercializadora también es
muy importante ya que la mayoría de comercializadoras importan el plástico desde
China.
Es importante tener en cuenta la finalidad de este polímero ya que al ser utilizado para
pequeños proyectos su variable económica no se ve plenamente reflejada.
Es recomendable utilizar este tipo de polímero con la tecnología adecuada como lo son las
impresoras y los lápices 3d, ya que con estos instrumentos se pueden obtener las mejores
propiedades de este material. Como lo mencione antes es importante utilizarlo para proyectos
coherentes para notar sus propiedades y sus costos.
Personalmente, este material todavía es muy costoso comparado con los polímeros utilizados
habitualmente, pero tiene un plus ya que los plásticos convencionales necesitan un proceso de
manufactura industrial y cualquier persona no sabría manipular correctamente estos
materiales, en cambio, el PLA puede llegarse a utilizar con facilidad en nuestros hogares con
los elementos pertinentes.
Este es un polímero que todavía necesita evolucionar y ganar popularidad para que cada vez
su producción sea más alta y sea mucho más fácil de comprar, es cuestión de tiempo para
notar un cambio en sus precios y que la gente se adapte a uno de los materiales del futuro, un
plástico que no contamina, es biodegradable y puede crear multitud de cosas.

14. CONCLUSIONES
El poliácido láctico PLA es un polímero biodegradable fabricado con recursos
naturales y renovables. Es un material completamente versátil que presenta diversos
avances en campos como la medicina, la industria textil, la industria farmacéutica y el
empaquetado de un sinfín de productos.
Su producción es menor en costos y recursos comparándose con otros plásticos de
características similares, lo que despierta un especial interés en este polímero.
El PLA es un polímero que se verá mucho en el futuro por sus excepcionales
características, por tener un rendimiento eficiente y ayudar al efecto invernadero y a
la contaminación en general.
Además, lo veremos en nuestros hogares cuando las impresoras 3D cada vez sean
más populares y tengamos piezas fabricadas con este polímero desarrollando
funciones de cualquier índole.
Representa un avance ya que ofrece múltiples ventajas, como su resistencia y su
tenacidad, además es un material que se ha ido produciendo cada vez más, lo que
hace que sus costos de producción sean bajos y se pueda acceder al polímero de
manera económica y sin complicaciones ya que se exporta desde china y países
europeos en grandes proporciones y se puede conseguir con relativa facilidad a
precios justos y calidades importantes.

15. REFERENCIAS
REFERENCIAS WEB
 Textoscientificos.edu.co
 Eis.uva.es/Polímeros
 Ptrt-es.es
 TecnologiaDeLosPlasticos.com
 Ecured.cu
 MercadoLibre.com.co
 OLX.com.co
 Puntocad.com.co
 CatalogoDelEmpaque.com
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Industria de los plásticos – Richardson&Lokensgard
 Materiales plásticos.pdf
 Ingeniería de los materiales plásticos – M.A. Ramos Carpio, M.R. De María
Ruiz
 Ciencia de los polímeros – Fred W. Bill Meyer JR
ARTICULOS CIENTIFICOS
 Preparation and characterization of collagen PLA
 Water Transport in Polylactic Acid (PLA)
 Characterization of mechanical properties and fracture mode of PLA

16. CITAS
1. Wallace Carothers (1896-1937): Fue un químico estadounidense, inventor y
líder del departamento de química orgánica de DuPont, se le atribuye la
invención del nailon.
2. Dupont: Es una empresa multinacional de origen estadounidense, dedicada
fundamentalmente a varias ramas industriales de la química.
3. Cargill: Es una corporación multinacional privada, con base en Minnesota, en
los Estados Unidos.