Tipos de plásticos, estructura y procesos de fabricación

Definición de Plástico y Polimerización

El Plástico es un material formado por polímeros (macromoléculas de gran tamaño formadas a su vez por otras más pequeñas y sencillas), constituidos por largas cadenas de átomos que contienen carbono.

La Polimerización es la transformación de materias primas y compuestos en plásticos.

Origen de los Plásticos

Naturales

Se obtienen de materias primas vegetales o animales.

Sintéticos

Se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, gas o carbón. La mayoría de los plásticos pertenecen a este grupo.

Estructura y Clasificación de los Plásticos

Termoestables

Proceden de compuestos derivados del petróleo. Están formados por cadenas enlazadas en distintas direcciones. Al someterlos a calor, se vuelven rígidos y solo pueden calentarse una vez sin deformarse. Presentan una superficie dura y extremadamente resistente, aunque son más frágiles que los termoplásticos.

Ejemplos: Poliuretano, Baquelitas, Melamina.

Elastómeros

Se obtienen por vulcanización, un proceso inventado por Charles Goodyear que consiste en mezclar azufre y caucho a 160ºC. Este proceso confiere al material elasticidad. Están formados por cadenas unidas lateralmente sobre sí mismas. Cuando se aplica una fuerza, las cadenas se estiran, confiriendo a estos materiales una gran elasticidad, adherencia y dureza.

Ejemplos: Caucho natural, Caucho sintético, Neopreno.

Termoplásticos

La mayoría se obtienen de compuestos derivados del petróleo. Están constituidos por cadenas unidas entre sí débilmente. Estos materiales se ablandan cuando se calientan y se pueden moldear, conservando la nueva forma al enfriarse. El proceso de calentar y enfriar puede repetirse tantas veces como se desee.

Ejemplos: PVC, Poliestireno (duro y expandido), Polietileno (alta y baja densidad), Metacrilato, Teflón, Celofán, Nailon.

Procesamiento Básico de Plásticos

Corte

• Cúter/Cuchilla: Para planchas de diferente grosor según la dureza del material.
• Tijeras: Para láminas blandas y flexibles cuyo grosor no supere 1 mm (cortes rectos y curvos).
• Segueta: Para plásticos blandos de espesor no superior a 1 mm (cortes rectos y curvos).
• Sierra de Calar: Para planchas de gran dimensión.
• Hilo Caliente: Para láminas blandas de material termoplástico (poliestireno expandido).

Perforado

• Taladradora: Para hacer agujeros.

Desbastado o Afinado

• Lima y Escofina: Para eliminar material sobrante.

Técnicas de Fabricación de Plásticos

Extrusión

Se utiliza para fabricar piezas huecas donde predomina la longitud.

Pasos:

1. El material termoplástico se introduce en forma de gránulos por el embudo de la extrusora y cae en un cilindro caliente.
2. El cilindro consta de un husillo de grandes dimensiones que desplaza el material fundido, forzándolo a pasar por un molde de salida.
3. El material ya conformado se enfría y solidifica en un baño de refrigeración.
4. Las piezas obtenidas se recogen mediante un sistema de arrastre.

Ejemplos: Filmes de embalaje, recubrimientos aislantes para cables de luz, tubos, tuberías.

Calandrado/Laminado

Consiste en hacer pasar material termoplástico procedente del proceso de extrusión entre cilindros giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas. Se pueden conseguir superficies con diferentes tipos de acabado (brillante, mate) dependiendo del último cilindro.

Conformado al Vacío

Pasos:

1. El material termoplástico se sujeta a un molde.
2. La lámina se calienta con un radiador para ablandar el material.
3. Se succiona el aire que hay debajo de la lámina, haciendo el vacío, de modo que el material se adapta a las paredes del molde y toma la forma deseada.
4. Cuando se enfría, se abre el molde y se extrae la pieza.

Moldeo por Soplado

El material se introduce en forma de tubo en un molde hueco cuya superficie interna corresponde a la forma del objeto que se quiere fabricar. Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido para que el material se adapte a las paredes del molde y tome forma. Se enfría, se abre el molde y se extrae la pieza.

Ejemplos: Botellas (aceite, agua), frascos, balones.

Moldeo por Inyección

Se inyecta material termoplástico fundido en un molde. Cuando el material se enfría y solidifica, se abre el molde y se extrae la pieza.

Ejemplos: Cubos, recipientes, componentes de automóviles y aviones.

Moldeo por Compresión

Se introduce material termoestable en polvo o gránulos en un molde hembra. Se comprime con un contramolde macho y un sistema de recalentamiento ablanda el material. El material adopta la forma de la cavidad interna de ambos moldes. Se refrigera y se extrae.

Ejemplos: Recipientes alimenticios, carcasas de máquinas.

Hilado

Se introduce plástico en polvo, se añade nitrógeno a altas temperaturas, pasa por una criba y sale líquido en función del grosor de la criba. Luego se aplica aire frío y se pasa a una cadena de embobinado.

Espumación

Técnica aplicada a elastómeros o termoplásticos. Consiste en insuflar aire al plástico.

Ejemplos: Esponjas.