MATERIALES PLÁSTICOS0.-

Definición.1.-Introducción.

2.-Compuestos Principales.

3.-Tipos de Plásticos.

4.-Técnicas y Procesos de conformación

5.-Técnicas de Manipulación de los plásticos.

0.-Definición. ¿Qué son los Plásticos? Son productos no naturales, obtenidos a través de diversas reacciones

químicas. Reciben el nombre de polímeros o macromoléculas, a los que les ha sido incorporado un aditivo, con la finalidad de mejorar alguna de sus propiedades, tanto durante su fabricación, como posteriormente.

El plástico obtenido dependerá, tanto de la materia prima utilizada, como del proceso seguido. Actualmente, cada plástico se fabrica “a medida”, según qué propiedades se le exija posteriormente.

1.-Introducción.

Plástico = Polímero + Aditivo

Una molécula es un polímero si está

formada por uno o varios monómeros repetidos y su peso

molecular es superior a 10.000

FIN

1.-Introducción. Actualmente se utiliza una cantidad enorme de plásticos, con

tendencia a sustituir a los materiales naturales, tales como maderas, metales, etc., debido ante todo a sus ventajas más importantes que son: resistencia a la corrosión y agentes químicos, aislamiento térmico, acústico y eléctrico, resistencia a los impactos, y además, una buena presencia estética.

El consumo de plásticos en España ocupa el séptimo lugar en la clasificación Mundial con 70 kg/año por habitante. El primer lugar lo ocupa Alemania con 120 kg/año, seguido por USA con 110 kg/año.

Distribución en distintos sectores

Breve evolución de los plásticos

Materia Prima para la Fabricación

2.-Compuestos

FIN

1.1.-Distribución en distintos sectores.

Sector en el que se emplea Algunas aplicaciones -Doméstico Botellas, bandejas, bolsas, platos, etc. -Construcción Tuberías, suelos, armarios, etc. -Embalajes Alimentos, electrodomésticos, etc. -Transportes Piezas de coches, trenes, barcos, etc. -Usos agrícolas I nvernaderos, tiestos, sacos, etc. -Electricidad/ Electrónica Teléfonos, ordenadores, electrodomésticos, etc. -Textil y calzados Zapatillas, camisas, lonas, etc. -Colas y adhesivos Pegamentos -Otras aplicaciones Bolígrafos, paraguas, flotadores, etc.

FIN

1.2.- Breve evolución de los plásticos.

1868 CELULOIDE

1909 BAQUELITA

1897 GALATITA

A) CELULOIDE: En 1868, el americano Westley Hyatt consiguió el primer termoplástico al añadir ácido nítrico y alcanfor a la celulosa de la madera. Con el Celuloide se fabricaron bolas de billar, películas de cine y fotografía, mangos, juguetes, pero tenía un problema: era muy inflamable.

B) GALATITA: Descubierta en Alemania en 1897, consistía en añadir formol a la caseína de la leche de vaca para endurecerla y formar un plástico moldeable. Se usó en la fabricación de botones, objetos de escritorio, marfil artificial, peines, etc. El problema era que tardaba hasta una semana en endurecer.

C) BAQUELITA: descubierta en el año 1909 por Baekland al hacer reaccionar formol y fenol. El plástico que obtuvo era termoestable, es decir, si se calentaba podía llega a chamuscarse y arder, pero no se deformaba. Constituye el primer plástico termoestable.

FIN

1.3.-Materia Prima usada para la Fabricación de Plásticos. Dependiendo del período histórico en que se haya empleado, su origen tiene procedencia distinta.

Podemos considerar tres grandes etapas:

1º En sus inicios (Siglo XIX): Se empleaba materia prima de origen animal (seda, caseína de la leche) y vegetal (látex y celulosa).

2º Hasta aproximadamente 1930: Mayormente el alquitrán del carbón, como residuo en la transformación del carbón mineral al de coque.

3º En la actualidad: Casi exclusivamente se emplea petróleo y en menor medida gas natural.

Proporción de hidrocarburos de una refinería, y en concreto para la

fabricación de plásticos

FIN

1.3.1.-Proporción de hidrocarburos de una refinería, y en concreto, para la fabricación de

plásticos

FIN

2.-Compuestos Principales de los Materiales Plásticos.

 Los plásticos se obtienen mediante polimerización de compuestos derivados del petróleo y del gas natural.

 Intervienen los siguientes elementos:

a) Materia Básica: (Elementos 1 y 2) Monómeros que entran en reacción química. b) Cargas: Se añaden para abaratar el producto y mejorar sus propiedades físicas, químicas o mecánicas.c) Aditivos: Mejoran las cualidades del polímero

d) Catalizadores: Inician y aceleran el proceso de polimerización.

Fabricación

FIN

2.1.-Fabricación de los Plásticos.

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización.

Los tipos de polímeros son: Homopolímeros y Copolímeros.

Aditivos más importantes:

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación.

UN MISMO MONÓMERO QUE SE REPITE A LO LARGO DE LA MACROMOLÉCULA

FORMADO POR DISTINTOS TIPOS DE MONÓMEROS

FIN

3.-CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS.

Con una estructura lineal

TERMOPLÁSTICOS

Con una estructura formada por cadenas

enlazadas fuertemente en

distintas direcciones TERMOESTABLE

S

Estructura formada por cadenas unidas

lateralmente y plegadas sobre sí

mismas ELASTÓMEROS

Según su estructura, se distinguen:

PROPIEDADES y TIPOS PROPIEDADES y TIPOS PROPIEDADES y TIPOS

FIN

PROPIEDADES DE LOSPLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS:

Estos materiales se ablandan cuando se calientan y se pueden moldear dándoles nuevas formas que conservan al enfriarse. Este proceso de calentamiento y enfriamiento puede repetirse

tantas veces como se quiera

•TIPOS MÁS IMPORTANTES :

PVC (cloruro

de polivinilo)

Poliestireno (PS)

Polietileno (PE)

Metacrilato

(plexiglás)

Teflón (fluorocarbona

to)

Policarbonato

Celofán y Nailon (PA ó poliamida)

FIN

PROPIEDADES DE LOS

PLÁSTICOS TERMOESTABLES:

Al igual que los termoplásticos, la mayoría de los plásticos termoestables se obtienen del

petróleo. Al someterlos al calor se vuelven rígidos, por lo que solo pueden calentarse una

vez, y no se deforman. 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.•TIPOS MÁS IMPORTANTES :

POLIURETANO (PUR)

RESINAS FENÓLICAS: BAQUELITAS

MELAMINA

FIN

PROPIEDADES DE LOS

ELASTÓMEROS:

Los elastómeros son un tipo de plástico que se caracterizan por su gran elasticidad, adherencia y baja dureza. Son capaces de permitir enormes

deformaciones elásticas, pero el oxígeno, el calor y la luz solar actúan lentamente sobre los elastómeros reduciendo la elasticidad del

material.•TIPOS MÁS IMPORTANTES :

CAUCHO NATURAL

CAUCHO SINTÉTICO

NEOPRENO

FIN

Traje Impermeabl

eguantesmangueras

Bombas de agua

Discos de Vinilo

Puertas y ventanas

Tuberías

PVC (CLORURO DE POLIVINILO) Tiene gran resistencia mecánica, rigidez y dureza.

Es impermeable

Se comercializa en dos formas distintas:

a) PVC rígido:

b) PVC plastificado:

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Transporte de electrodomésticos

hueverasAislamiento térmico y acústico

Filmes transparentes para embalajes y envoltorios

de productos alimenticios

Interiores de

automóviles

Casetes y cintas de

videos

PS (POLIESTIRENO)

Resiste bastante bien los agentes externos pero es un poco frágil.

Se comercializa en dos formas distintas:

a) Poliestireno duro: Que es transparente y pigmentable

b) Poliestireno expandido (porexpán): Que es esponjoso y blando

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Sacos de

dormir

Vasos y platos

bolsas

Cubos, contenedores

Recipientes de cocina juguetes

PE (POLIETILENO)

Al quemarlo no contamina

Es transparente y blanquecino. Se puede colorear con facilidad.

Se comercializa en dos formas distintas:a) Polietileno de alta densidad: Rígido, transparente y resistente

b) Polietileno de baja densidad: Blando ligero y transparente

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Parada de autobús

Escudos de policia

Cascos de seguridad

Para cámaras fotográficas y

de video microscópios

POLICARBONATO

Es transparente con brillo elevado.

Permite el paso de luz y tiene resistencia al impacto, por lo que es ideal para sustituir cristales.

Posee gran resistencia mecánica, tenacidad y rigidez.

NO produce astillas cuando se rompe.

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Acristalamientos de barcos,

aviones, etc.

relojes

Gafas protectoras

Faros y pilotos de automóviles

Carteles luminosos

METACRILATO ( PLEXIGLÁS)

Es transparente pero se puede colorear con facilidad.

NO se decolora con el tiempo.

Aplicaciones:

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sartenes superficies de

encimeras

TEFLÓN (FLUOROCARBONO)

Es deslizante y antiadherente.

Aplicaciones:

plancha

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Cepillos de dientes

Tejidos como

mochilas, traje

deporte...

CELOFÁN

Transparente (con o sin color).

Flexible y resistente.

Brillante y adherente.

Aplicaciones. En embalajes, envasado y empaquetado.

Cuerdas de raquetas

NAILON (PA O POLIAMIDA)

Translúcido, brillante y de cualquier color.

Resistente, flexible e impermeable.

Aplicaciones.

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Espuma para colchones y

asientos

juntas

POLIURETANO (PUR)

Esponjoso y flexible.

Blando y macizo.

Elástico y adherente.

Aplicaciones más importantes:

Aislantes térmicos y

acústicos para paredes

volver

Correas de transmisión para

movimientos

Pegamentos y barnices

FIN

Carcasas de electrodomésticos Teléfonos,

interruptores...

RESINAS FENÓLICAS

Formada con fibras, resistentes al choque.

Formada con amianto, resistentes térmicos.

Color negro o muy oscuro.

NO es apto para recipientes de alimentos, pues al calentarse emite un olor fuerte.

Aislantes eléctricos.

Mangos y asas de

utensilios de cocina

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Superficie de encimeras de

cocina Mesas y sillas del

aula

MELAMINA

Ligero, resistente y de considerable dureza.

No tiene olor ni sabor, por lo que pueden ser utilizados como recipientes para alimentos.

Aislante térmico.

Su aplicación más extendida es el recubrimiento de tableros. (Así como las mesas y sillas del Instituto).

Recipientes para

alimentos

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CAUCHO NATURAL

Es un jugo lechoso, denominado látex, que exudan ciertos árboles tropicales al hacerles pequeños cortes en el tronco.

Es resistente e inerte.

En la actualidad ha sido prácticamente reemplazado por el caucho sintético, ya que es más barato y aporta mejores cualidades.

Sus aplicaciones suelen restringirse a colchones y almohadas.

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Neumáticos

parachoques

CAUCHO SINTÉTICO

Es derivado del petróleo.

Es un material resistente a agentes químicos.

Resisten muy bien el calor, la abrasión y el envejecimiento.

Aplicaciones más destacadas:

volantes

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NEOPRENO

Es incombustible y no se deteriora con facilidad.

Mejora las propiedades del caucho sintético, siendo más duro y resistente.

Es impermeable.

Se emplea como aislante de cables, y ropa de submarinistas y bombero.

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4.-TÉCNICAS DE CONFORMACIÓN DE LOS PLÁSTICOS.

Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en diferentes formas: polvo, gránulos, resinas, películas, láminas o planchas (con un grosor entre 0,5 y 25 mm), bloques ( de sección rectangular), barras, tubos, perfiles (en L y en T) e hilos.

Después, se someten a técnicas de conformación muy variadas:

FIN

a) MÉTODO DE EXTRUSIÓN

El material se introduce en forma de gránulos en una tolva

y cae en un cilindro previamente calentado

Un husillo dentro del cilindro desplaza el

material fundido

El material es forzado a pasar por un molde de

salida que se enfría lentamente

solidificándose en un baño de refrigeración

Aplicaciones

FIN

b) Moldeo por compresión

Primero: Se introduce material termoestable en forma de polvo o gránulos en un molde hembra.

Segundo: Se comprime con un contra-molde macho, mientras un sistema de recalentamiento reblandece el material.

Tercero: El material adopta la forma de la cavidad interna de ambos moldes y seguidamente se refrigera y se extrae la pieza ya conformada del molde.Aplicaciones

FIN

c) Moldeo por sopladoPrimero:El material en forma de tubo (obtenido en el método de extrusión) se introduce en un molde hueco cuya superficie interior corresponde a la forma del objeto que se quiere fabricar.Segundo:Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido en el interior del tubo para que el material se adapte a las paredes del molde y tome su forma..Tercero:Después de enfriarse, se abre y se extrae el objeto.

Aplicaciones

FIN

d) Moldeo por inyecciónPrimero: Este proceso consiste en inyectar material termoplástico en estado fundido en un molde.

Segundo: Un émbolo comprime la masa y la hace pasar al interior del molde a través de una o varias boquillas.Tercero: Después de haber endurecido, se abre el molde y se saca la pieza.

Aplicaciones

FIN

e) Calandrado

Consiste en hacer pasar el material termoplástico, procedente del proceso de extrusión, por entre unos

cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas.

Aplicaciones: acabado mate o brillante de superficies, como, por ejemplo, encimeras o muebles de cocina.

FIN

f) Conformado al vacío

Primero:El material termoplástico en forma de lámina se sujeta en un molde.

Segundo: La lámina se calienta con un radiador para ablandar el material.

Tercero: Se succiona el aire de debajo de la lámina haciendo el vacío, de modo que el material se adapte a las paredes del molde y tome la forma deseada.

Cuarto: Una vez enfriado, se abre el molde para extraer la pieza

Aplicaciones

FIN

5.-Técnicas de Manipulación de los Plásticos:

CORTEPERFORAD

O LIMADO UNIONES

NORMAS DE

SEGURIDAD

•Conocer las técnicas de uso de todas las herramientas, útiles y máquinas-herramientas.

• Usa las herramientas adecuadas para cada tarea.

• Comprueba que las herramientas se encuentran en perfecto estado.

•Concéntrate en la tarea sin distraerte.•Utiliza los medios de protección adecuados cuando sean necesarios: gafas protectoras, guantes..• Mantén una postura adecuada en cada tarea.

• Acude al profesor/a en caso de lesión inmediatamente.• Cuida las condiciones ambientales: ventilación y la

temperatura han de ser adecuadas y la iluminación suficiente. El exceso de ruido provoca agresividad, irritabilidad y falta de concentración.

Para llevar a cabo éstas técnicas se precisa el conocimiento de las siguientes:

FIN

PARA EL CORTECÚTER O CUCHILLA

Se emplea para cortar planchas de diferentes grosores,( desde 3mm hasta varios centímetros)

TIJERAS

Para cortar láminas blandas y flexibles cuyo grosor no supere 1 mm y para realizar cortes rectos, oblicuos y curvilíneos.

PUNTA DE ACERO

Para cortar láminas de grosor no superior a 1 mm.

SIERRA DE MARQUETERÍA

Para cortar plásticos blandos y de espesor no superior a 1 mm.

SIERRA DE CALAR

Permite cortar planchas o láminas de grandes dimensiones y plásticos rígidos.

PRENSA O TROQUEL

Para planchas de pequeño espesor.

HILO METÁLICO CALIENTE

Para láminas blandas de material termoplástico, principalmente poliestireno expandido o porexpán.

FIN

PARA EL PERFORADO

LA TALADRADORA

Se utiliza para hacer agujeros en el material a medida que la broca gira y avanza.

FIN

PARA EL LIMADO

La lima presenta la cara estriada y se emplea para eliminar la parte sobrante de los materiales triangulares y gruesos y se utiliza para eliminar el sobrante de los materiales blandos.

FIN

UNIONES DE MATERIALES PLÁSTICOS

UNIONES DESMONTABLES

UNIONES FIJAS

•Permiten la unión y separación de las piezas mediante elementos roscados•Tipos de uniones:

• Tornillo pasante

con tuerca

2.

Tornillo

de unión

3. Enroscad

o

•Adhesivos

•Resinas de dos componentes

•Cemento acrílico

•Adhesivos de contacto

•Soldadura

FIN

Trabajo realizado por:

MERCEDES RUBIO ORTEGA

ISBN: 84-689-3872-6 Depósito Legal: AB-467-2005