El documento describe los plásticos, sus propiedades y procesos de manufactura. Los plásticos ofrecen propiedades como bajo peso, aislamiento eléctrico y resistencia a la corrosión. Existen dos tipos principales: termoplásticos y termofijos. Los procesos de manufactura incluyen moldeo por inyección, extrusión, termoformado y otros. El moldeo por inyección produce piezas discretas mediante el flujo de plástico fundido a alta presión dentro de un molde.

1. PLÁSTICOS

2. El término plástico en su sentido original
se aplica a un material que puede
hacerse fluir para poder moldearse o
modelarse. Esto es cierto en los metales,
arcilla y otros materiales, pero el nombre
ha llegado a denominar en forma
específica un grupo de sólidos
orgánicos que pueden hacerse fluir con
facilidad mediante calor o presión o
ambos en formas y darles un valor
comercial.

3. ofrecen combinaciones únicas con
una amplia variedad de propiedades
peso ligero
buenos aisladores eléctricos
buenos aisladores del calor
muy resistentes a la corrosión y el
ataque químico.
relación alta de resistencia a peso.

4. La mayoría de las propiedades mecánicas de los plásticos
son inferiores a las de los metales.
Los plásticos están sujetos a cierta inestabilidad
dimensional, con fluencia apreciable y flujo frío en todas
las temperaturas, y algunos se hinchan con la humedad.
La expansión térmica es grande en comparación con la de
los metales.
Las temperaturas más altas de trabajo varían desde 65 ºC
hasta 315 ºC aproximadamente.
En la mejor condición, la resistencia a la fatiga y la rigidez
de los plásticos están bastante abajo de los metales.

5. La manufactura de los plásticos es económica
porque la mayoría de los productos pueden ser
acabados por completo mediante moldeo y
formado sin operaciones secundarias.
Las operaciones de moldeo y formado se ayudan
por la facilidad de plegamiento y sensibilidad al
calor; por ejemplo, una parte plástica puede
hacerse intrincada con más facilidad en un molde
que una parte metálica.

6. Aunque para formar plásticos se requiere usualmente
el calentamiento, se necesita menos energía
que para los metales porque las temperaturas de
procesamiento son mucho más bajas para los
plásticos.
A causa de las bajas temperaturas usadas en el
procesamiento, el manejo del producto se simplifica
durante la producción. Muchos métodos de
procesamiento plástico son de una sola operación (por
ejemplo, moldeo) por tanto, el manejo de productos se
reduce sustancialmente comparado con los metales.
No se requiere acabado por pintura o depositación para
los plásticos, excepto en circunstancias inusuales.

7. Los dos tipos de plásticos son
termoplásticos y
termofijos
La diferencia es que los termofijos durante su
calentamiento y conformación sufren un proceso
de curado, que causa un cambio químico
permanente en su estructura molecular
(encadenamiento transversal). Una vez que se han
curado, no pueden fundirse a través de
recalentamiento.
Por el contrario los termoplásticos no
experimentan el proceso de curado y su
estructura química permanece básicamente sin
cambio en los recalentamientos, aun cuando se
transformen de sólido a líquido.

8. PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS FUNDIDOS.
Viscosidad
Debido a su alto peso molecular, un polímero fundido es un
fluido espeso con alta viscosidad.

10. Viscoelasticidad.
El polímero que está contenido en una sección transversal mucho
más ancha, y pasa por un canal estrecho, cuando el material
subsiguiente sale del orificio y se remueve la restricción, los
esfuerzos no relevados hacen que la sección transversal se expanda.

11. Índice de flujo de la fusión
El índice de flujo de la fusión es una medida
ampliamente usada que relaciona el flujo y
la viscosidad características del polímero.
El polímero se calienta en un cilindro a una
temperatura T y luego se hace fluir a través
de la abertura del dado de un diámetro
particular D , bajo una presión especificada.
Los parámetros del ensayo están
normalizados por organizaciones tales
como la ASTM.
El índice de flujo de la fusión IFF (en inglés
melt flow index, MFI) se define Como el
peso del material que fluye a través del
orificio del dado durante un periodo
especificado.

12. PROCESOS DE MANUFACTURA PARA
PLÁSTICOS
extrusión,
producción de laminas y películas,
procesos de recubrimiento,
moldeo por inyección,
Moldeo por compresión y transferencia, moldeo por
soplado y moldeo rotacional,
termoformado,
procesamiento y formado de espumas de polímeros,

13. La extrusión es un proceso de compresión en el
cual se fuerza al material a fluir a través del
orificio de un dado para generar un producto
largo y continuo, cuya forma esta definida por la
forma de la sección transversal del orificio.
Es un proceso de conformación para polímeros
que se usa ampliamente con termoplásticos y
elastómeros (rara vez con termofijos) para
producir masivamente artículos como
tubos, ductos, mangueras, perfiles estructurales
(molduras de ventanas y puertas), láminas y
películas, filamentos continuos, recubrimientos
de alambres y cables eléctricos. Para este tipo
de productos, la extrusión se lleva a cabo como
un proceso continuo y se corta en las longitudes
deseadas.

20. Las láminas y películas termoplásticas se producen por numerosos
procesos, el más importantes está basado en la extrusión.
lámina u hojas
se refiere a los materiales con un espesor entre 0.5 mm hasta cerca de
12.5 mm y se usan para productos tales como cristales planos de
ventana y material para termoformado.
película
se refiere a espesores por debajo de 0.5 mm. Se usan películas
delgadas para material de empaque (envolturas, bolsas para
abarrotes y bolsas de basura); las aplicaciones de películas mas
gruesas incluyen cubiertas y revestimientos, por ejemplo cubiertas para
piscinas y revestimientos para canales de irrigación.
Más de la mitad de las películas producidas hoy en día se hacen de
polietileno, en su mayoría de baja densidad. El polipropileno, el cloruro
de polivinilo y la celulosa regenerada (celofán) son otros materiales
ampliamente utilizados, todos ellos son polímeros termoplásticos.

23. Proceso de extrusión de película soplada
Proceso utilizado para hacer películas delgadas de polietileno para empaque.
El proceso empieza con la extrusión de un tubo que se estira inmediatamente
hacia arriba, y aún fundido, se expande simultáneamente su tamaño por
inflado de aire

24. Calandrado
El calandrado es un proceso para producir hojas y películas de hule o
termoplásticos como el PVC plastificado.
En el proceso se pasa el material inicial a través de una serie de
rodillos que trabajan el material y reducen su espesor al calibre deseado.

25. Recubrimientos de alambres y cables
El recubrimiento de alambres y, cables aislados es uno de los procesos de
extrusión de polímeros más importante.
La fusión de polímero se aplica al alambre desnudo, mientras ésta pasa a alta
velocidad a través del dado. Se aplica un ligero vacío entre el alambre y el
polímero para propiciar la adición del recubrimiento.

26. El recubrimiento planar se usa para recubrir telas, papel, cartón y hojas
metálicas; estos artículos constituyen los productos principales, de algunos
plásticos.

27. MOLDEO POR INYECCIÓN.
Es un proceso en el que un polímero se calienta hasta un
estado altamente plástico y se hace fluir bajo alta presión
dentro de la cavidad de un molde donde solidifica
La parte moldeada, llamada moldeo se remueve entonces
de la cavidad. El proceso produce componentes
separados o discretos que son casi siempre formas netas.
La duración del ciclo típico de producción es de 10 a 30
segundos, aunque no son raros los ciclos de un minuto o
mayores.
El molde también puede tener más de una cavidad, de
manera que se pueden producir múltiples piezas
moldeadas en cada ciclo.

34. Defectos en el moldeo por inyección
Llenado deficiente.
Igual que en fundición, éste se produce en una pieza que ha solidificado antes
de llenar completamente la cavidad. El defecto puede corregirse
incrementando la temperatura o la presión. El efecto también puede
originarse por el uso de una máquina con capacidad de dosificación
insuficiente, en cuyo caso se necesita una máquina más grande.
Rebaba.
Esto ocurre cuando la fusión de polímero se mete en la superficie de
separación entre las partes del molde también puede ocurrir alrededor de
los pernos de eyección. El defecto es causado generalmente por
1) ventilas y claros muy grandes en el molde,
2) presiones de inyección demasiado altas comparadas con la fuerza de
sujeción,
3) temperatura de fusión demasiado alta o
4) Tamaño excesivo de la dosis.

35. Marcas hundidas y huecos.
Éstos son defectos relacionados generalmente con secciones
gruesas de la pieza. Una marca hundida ocurre cuando la superficie exterior
del molde solidifica, pero la contracción del material interno causa que la costra
se deprima por debajo de la superficie nominal Un hueco se causa por el
mismo fenómeno básico; sin embargo, el material de la superficie retiene su
forma y la contracción se manifiesta como un hueco interno debido al alto
esfuerzo a la tensión en el polímero aún fundido. Estos defectos pueden tener
su origen en un incremento de la presión de compactación que sigue a la
inyección. Una mejor solución es diseñar la parte para tener secciones con
espesor uniforme y usando secciones más delgadas.
Líneas soldadas.
Las líneas soldadas ocurren cuando la fusión del polímero fluye alrededor de
un corazón u otros detalles convexos en la cavidad del molde y se encuentran
en la dirección opuesta. Las temperaturas altas de fusión, las presiones altas
de inyección, las localizaciones alternas de las puertas en la pieza y una mejor
ventilación son formas de evitar este defecto.

36. Moldeo por compresión
El moldeo por compresión es un proceso antiguo y muy utilizado para
plásticos termofijos.
Se aplica también a discos fonográficos termoplásticos, llantas de hule y
varios compuestos en matriz de polímero.
1) se coloca en el fondo de un molde calentado, una cantidad fija de
compuesto de moldeo llamada carga;
2) se unen las mitades del molde para comprimir la carga y forzarla a tornar la
forma de la cavidad;
3) se calienta la carga a través del molde para que polimerice y cure el
material, transformándose en una pieza sólida y
4) se abre el molde y se retira la parte de la cavidad.

41. TERMOFORMADO
El termoformado es un proceso en el cual se usa una lámina plana de
material termoplástico para darle la forma deseada.
El proceso se usa ampliamente en el empaque de productos de
consumo para fabricar grandes artículos como tinas de baño, domos
grandes para tragaluces y revestimiento internos para refrigeradores.
El termoformado consta de dos pasos principales:
calentamiento y formado.
Puede ser:
al vacío;
a presión
mecánico

46. Diámetro 6 in
Altura 3 in
Altura 20 cm
Diámetro exterior 6 cm
Diámetro interior 3 cm
Placa cuadrada.
Lado 20 cm
Espesor 2.5 cm
Diametro del orificio 1.5 cm
Para la regla de Chvorinov:
n = 2 y k = 40.5 min/in2

47. a
Para la regla de Chvorinov:
n = 1.8 y k = 56.4 min/in2
b
d
c
a = 12 in
b = 7 in
c = 2.5 in
d = 18 in
espesor = 2 in

48. Para la regla de Chvorinov:
n = 2.1 y k = 46.1 min/in2
Espesor de la base 12 cm
Ancho de la base 25 cm
Largo de la base 90 cm
Altura de los cilindros 14 cm
Diámetro de los cilindros 8 cm
Espesor del cilindro 2 cm