Tabla de contenido:
Plásticos: que son los plásticos y como se forman (Mayo 2024)
Plástico, material polimérico que tiene la capacidad de ser moldeado o moldeado, generalmente mediante la aplicación de calor y presión. Esta propiedad de plasticidad, a menudo encontrada en combinación con otras propiedades especiales como baja densidad, baja conductividad eléctrica, transparencia y tenacidad, permite que los plásticos se conviertan en una gran variedad de productos. Estos incluyen botellas de bebidas resistentes y livianas hechas de tereftalato de polietileno (PET), mangueras flexibles de jardín hechas de cloruro de polivinilo (PVC), envases de alimentos aislantes hechos de poliestireno expandido y ventanas a prueba de roturas hechas de metacrilato de polimetilo.
En este artículo se proporciona una breve revisión de las propiedades esenciales de los plásticos, seguida de una descripción más detallada de su procesamiento en productos útiles y su posterior reciclaje. Para una comprensión más completa de los materiales de los que están hechos los plásticos, consulte la química de los polímeros industriales.
La composición, estructura y propiedades de los plásticos.
Muchos de los nombres químicos de los polímeros empleados como plásticos se han vuelto familiares para los consumidores, aunque algunos son más conocidos por sus abreviaturas o nombres comerciales. Por lo tanto, el tereftalato de polietileno y el cloruro de polivinilo se conocen comúnmente como PET y PVC, mientras que el poliestireno espumado y el metacrilato de polimetilo se conocen por sus nombres comerciales, Styrofoam y Plexiglas (o Perspex).
Los fabricantes industriales de productos de plástico tienden a pensar en los plásticos como resinas "de consumo" o resinas "especiales". (El término resina data de los primeros años de la industria de los plásticos; originalmente se refería a sólidos amorfos que ocurren naturalmente como la goma laca y la colofonia). Las resinas de productos básicos son plásticos que se producen a gran volumen y bajo costo para los artículos desechables más comunes y duraderos. bienes. Están representados principalmente por polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo y poliestireno. Las resinas especiales son plásticos cuyas propiedades se adaptan a aplicaciones específicas y que se producen a bajo volumen y con un costo más alto. Entre este grupo se encuentran los llamados plásticos de ingeniería, o resinas de ingeniería, que son plásticos que pueden competir con los metales fundidos a presión en aplicaciones de plomería, hardware y automotriz. Los plásticos de ingeniería importantes, menos familiares para los consumidores que los plásticos básicos enumerados anteriormente, son el poliacetal, la poliamida (en particular los conocidos con el nombre comercial de nylon), el politetrafluoroetileno (marca registrada Teflon), el policarbonato, el sulfuro de polifenileno, el epoxi y la polieteretercetona. Otro miembro de las resinas especiales son los elastómeros termoplásticos, los polímeros que tienen las propiedades elásticas del caucho pero que pueden moldearse repetidamente al calentarlos. Los elastómeros termoplásticos se describen en el artículo elastómero.
Los plásticos también se pueden dividir en dos categorías distintas en función de su composición química. Una categoría son los plásticos compuestos de polímeros que solo tienen átomos de carbono alifáticos (lineales) en sus cadenas principales. Todos los plásticos básicos enumerados anteriormente pertenecen a esta categoría. La estructura del polipropileno puede servir de ejemplo; aquí unido a cualquier otro átomo de carbono hay un grupo metilo pendiente (CH 3):
La otra categoría de plásticos está compuesta de polímeros de heterocadena. Estos compuestos contienen átomos como oxígeno, nitrógeno o azufre en sus cadenas principales, además de carbono. La mayoría de los plásticos de ingeniería mencionados anteriormente están compuestos de polímeros de heterocadena. Un ejemplo sería el policarbonato, cuyas moléculas contienen dos anillos aromáticos (benceno):
La distinción entre los polímeros de cadena de carbono y heterocadena se refleja en la tabla, en la que se muestran las propiedades y aplicaciones seleccionadas de los plásticos de cadena de carbono y heterocadena más importantes y desde las cuales se proporcionan enlaces directamente a las entradas que describen estos materiales con mayor detalle. Es importante tener en cuenta que para cada tipo de polímero enumerado en la tabla puede haber muchos subtipos, ya que cualquiera de una docena de productores industriales de cualquier polímero puede ofrecer 20 o 30 variaciones diferentes para su uso en aplicaciones específicas. Por esta razón, las propiedades indicadas en la tabla deben tomarse como aproximaciones.
| Propiedades y aplicaciones de plásticos comercialmente importantes. | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| * Todos los valores mostrados son para muestras reforzadas con fibra de vidrio (excepto para poliuretano). | |||||
| familia de polímeros y tipo | densidad
(g / cm 3) |
grado de
cristalinidad |
vidrio
de transición de temperatura (° C) |
temperatura de
fusión del cristal (° C) |
temperatura de deflexión a 1.8 MPa (° C) |
| Termoplásticos | |||||
| Cadena de carbono | |||||
| polietileno de alta densidad (HDPE) | 0.95–0.97 | alto | –120 | 137 | - |
| polietileno de baja densidad (LDPE) | 0,92–0,93 | moderar | −120 | 110 | - |
| polipropileno (PP) | 0.90–0.91 | alto | −20 | 176 | - |
| poliestireno (PS) | 1.0–1.1 | nulo | 100 | - | - |
| acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) | 1.0–1.1 | nulo | 90-120 | - | - |
| cloruro de polivinilo, no plastificado (PVC) | 1.3–1.6 | nulo | 85 | - | - |
| metacrilato de polimetilo (PMMA) | 1,2 | nulo | 115 | - | - |
| politetrafluoroetileno (PTFE) | 2.1–2.2 | moderado-alto | 126 | 327 | - |
| Heterocadena | |||||
| tereftalato de polietileno (PET) | 1.3–1.4 | moderar | 69 | 265 | - |
| policarbonato (PC) | 1,2 | bajo | 145 | 230 | - |
| poliacetal | 1.4 | moderar | –50 | 180 | - |
| polieteretercetona (PEEK) | 1.3 | nulo | 185 | - | - |
| sulfuro de polifenileno (PPS) | 1,35 | moderar | 88 | 288 | - |
| diacetato de celulosa | 1.3 | bajo | 120 | 230 | - |
| policaprolactama (nylon 6) | 1.1–1.2 | moderar | 50 | 210-220 | - |
| Termoestables * | |||||
| Heterocadena | |||||
| poliéster (insaturado) | 1.3–2.3 | nulo | - | - | 200 |
| epoxis | 1.1–1.4 | nulo | - | - | 110-250 |
| fenol formaldehído | 1.7–2.0 | nulo | - | - | 175–300 |
| urea y melamina formaldehído | 1.5–2.0 | nulo | - | - | 190-200 |
| poliuretano | 1.05 | bajo | - | - | 90–100 |
| familia de polímeros y tipo | tracción
fuerza (MPa) |
alargamiento
a la rotura (%) |
módulo de flexión (GPa) |
productos y aplicaciones típicos | |
| Termoplásticos | |||||
| Cadena de carbono | |||||
| polietileno de alta densidad (HDPE) | 20-30 | 10–1,000 | 1–1.5 | botellas de leche, aislamiento de cables y alambres, juguetes | |
| polietileno de baja densidad (LDPE) | 8-30 | 100-650 | 0.25–0.35 | película de embalaje, bolsas de supermercado, mantillo agrícola | |
| polipropileno (PP) | 30-40 | 100-600 | 1.2–1.7 | botellas, envases de comida, juguetes | |
| poliestireno (PS) | 35-50 | 1–2 | 2.6–3.4 | Utensilios para comer, envases de alimentos espumados | |
| acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) | 15–55 | 30–100 | 0.9–3.0 | carcasas de electrodomésticos, cascos, accesorios de tubería | |
| cloruro de polivinilo, no plastificado (PVC) | 40-50 | 2–80 | 2.1–3.4 | tubería, conducto, revestimiento de casas, marcos de ventanas | |
| metacrilato de polimetilo (PMMA) | 50-75 | 2–10 | 2.2–3.2 | Ventanas resistentes a los golpes, tragaluces, marquesinas | |
| politetrafluoroetileno (PTFE) | 20-35 | 200-400 | 0,5 | rodamientos autolubricados, utensilios de cocina antiadherentes | |
| Heterocadena | |||||
| tereftalato de polietileno (PET) | 50-75 | 50–300 | 2.4–3.1 | botellas transparentes, cinta de grabación | |
| policarbonato (PC) | 65-75 | 110-120 | 2.3–2.4 | discos compactos, gafas de seguridad, artículos deportivos | |
| poliacetal | 70 | 25-75 | 2.6–3.4 | rodamientos, engranajes, cabezales de ducha, cremalleras | |
| polieteretercetona (PEEK) | 70-105 | 30-150 | 3.9 | partes de máquinas, automotrices y aeroespaciales | |
| sulfuro de polifenileno (PPS) | 50-90 | 1–10 | 3.8–4.5 | partes de máquinas, electrodomésticos, equipos eléctricos | |
| diacetato de celulosa | 15-65 | 6–70 | 1,5 | film fotográfico | |
| policaprolactama (nylon 6) | 40-170 | 30–300 | 1.0–2.8 | rodamientos, poleas, engranajes | |
| Termoestables * | |||||
| Heterocadena | |||||
| poliéster (insaturado) | 20-70 | <3 | 7–14 | cascos de barcos, paneles de automóviles | |
| epoxis | 35-140 | <4 | 14-30 | placas de circuito laminado, pisos, partes de aviones | |
| fenol formaldehído | 50-125 | <1 | 8–23 | conectores eléctricos, manijas de electrodomésticos | |
| urea y melamina formaldehído | 35-75 | <1 | 7.5 | encimeras, vajillas | |
| poliuretano | 70 | 3–6 | 4 4 | Espumas flexibles y rígidas para tapicería, aislamiento. | |
Para los propósitos de este artículo, los plásticos se definen principalmente no en base a su composición química sino a su comportamiento de ingeniería. Más específicamente, se definen como resinas termoplásticas o resinas termoendurecibles.
