Los Plásticos en la Industria: Tipos, Procesos y Aplicaciones

Los Plásticos en la Industria

Introducción

Los plásticos son un conjunto de materiales de origen orgánico, sólidos a temperatura ambiente, fácilmente moldeables mediante calor y de elevado peso molecular. Un ejemplo común es el polipropileno, con un uso estimado de 110 kg.

Razones de su Uso

Los plásticos son ampliamente utilizados debido a sus propiedades, como:

• Peso ligero
• Resistencia a la fricción y productos químicos
• Absorción de impactos
• Posibilidad de ser pintados
• Alta moldeabilidad
• Buen aislamiento térmico

Procesos Químicos de Producción

Los plásticos son compuestos químicos de gran peso molecular. Su producción se basa en diferentes procesos:

Polimerización

En la polimerización, se unen moléculas individuales para formar una cadena y obtener macromoléculas. Este proceso data de 1930 y se utiliza para producir materiales como el PVC y el PE. Las fases de la polimerización son:

• Reacción de iniciación
• Crecimiento en cadena
• Reacciones de cierre

Policondensación

La policondensación, que data de 1910, se utiliza para producir poliésteres y resinas fenólicas. En este proceso, se unen dos moléculas produciendo macromoléculas.

Poliadición

La poliadición, desarrollada en 1937, libera grandes cantidades de calor. Se polimerizan dos o más monómeros para mejorar sus propiedades.

Tipos de Plásticos

Tipos de Macromoléculas

Existen diferentes tipos de macromoléculas que forman los plásticos:

• Lineales del tipo del polietileno
• Del tipo del butadieno
• Estereas o ramificadas

Clasificación Según Estructura

Termoplásticos

Los termoplásticos son duros en frío y al calentarlos se reblandecen. Algunos ejemplos son:

• ABS (rígido y tenaz, utilizado en calandras, rejillas del interior del motor)
• PA (resistente al desgaste y disolventes, utilizado en rejillas, revestimientos interiores)
• ALPHA (resistente a químicos y temperaturas, utilizado en baterías, paragolpes)
• PE (resistente a la temperatura, utilizado en paragolpes, interior)
• PP-EPDM (elástico y absorbe impactos, utilizado en paragolpes, spoilers)
• PVC (resistente a la intemperie y a la humedad, utilizado en cables)
• XENOY (elásticos y resistentes, utilizados en paragolpes, retrovisores)

Clasificación de termoplásticos:

• Celulósicos
• Polietilenos y derivados
• Producidos con acetina

Termoestables

Los termoestables no sufren variaciones al ser calentados, siempre que no se llegue a la temperatura de descomposición. Algunos ejemplos son:

• GU-P (materiales rígidos, ligeros y resistentes, utilizados en portones, capós)
• GFK (fuerza y resistencia, utilizado en paragolpes, canalizaciones)
• Epoxi (duros y resistentes, utilizados como adhesivo para metales)

Elastómeros

Los elastómeros permiten deformaciones considerables al calentarlos. Algunos ejemplos son:

• PU y PUR (resistencia a la abrasión y al desgarramiento, utilizados en cantoneras, asientos)

Aditivos

Se utilizan diferentes aditivos en la producción de plásticos, como:

• Lubricantes para trabajarlo
• Estabilizadores químicos
• Absorbentes de rayos UV
• Plastificantes
• Cargas para modificar características
• Colorantes y pigmentos
• Refuerzos

Fabricación de Termoplásticos

Conformado por Estampación

Utilizado para grandes dimensiones, como paneles de puerta y aletines.

Ventajas: bajo coste, rápido y grandes dimensiones.

Inconvenientes: residuos, tolerancias, espesor inconstante, degradamiento superficial, influencia del estiramiento.

Conformación por Molde Giratorio

Utilizado para cuerpos cóncavos de una sola pieza.

Ventajas: libertad de dar forma, coste, prototipos.

Desventajas: superficie interna no controlable, limitada selección de materiales, mucho tiempo.

Extrusión

Utilizado para producir tubos y aislantes eléctricos.

Extrusión por Soplado

Utilizado para producir cuerpos huecos, como depósitos de combustible.

Inyección

Produce piezas con buen acabado y pocos residuos. El proceso consiste en calentar el plástico para hacerlo fluido e inyectarlo en un molde.

Ventajas: grandes series, tolerancias estrictas, espesores controlados, utilizable.

Desventajas: precio, largos tiempos, las condiciones del proceso influyen.

Calandrado

Utilizado para producir láminas de PVC y recubrimientos. Se calienta el material y se estira con rodillos.

Espumación

Utilizado para crear espumas plásticas.

Fabricación de Termoestables

Moldeado por Contacto Manual

Ventajas: sencillez, coste, sin limitación de dimensión, variaciones de diseño, equipo mínimo, gel coat.

Moldeo con Inyección de la Resina

Ventajas: buen acabado en ambas caras, ausencia de burbujas, espesores diferenciados, automatización, higiene.

Desventajas: equipos adecuados, espesor mínimo 1.8-2 mm.

Moldeo a Presión en Caliente

Ventajas: aspecto superficial, baja contracción, combinación de las piezas con mat o con premezclados, dimensiones permitidas.

Desventajas: coste, poca concavidad.

Moldeo con Siliconas

Ventajas: fluidez y tiempo, propiedades de desmolde, alta resistencia al desgarro, catalizadores opcionales.

Materiales Compuestos

Los materiales compuestos incluyen:

• Duroplasticos
• Composites
• No mezclados

Ventajas: no oxidan, peso ligero, reciclables, flexibles, coloreables.

Reciclado

El plástico puede ser reciclado:

• Como materia prima para fabricación
• Como fuente de energía

Fases del Reciclado

• Descontaminación y desmontaje de componentes
• Fragmentación
• Tratamiento de residuos (peligrosos: pirotécnicos, fluidos y gases)

Métodos de Reciclado

• Reciclado mecánico: presión y calor
• Reciclado químico: pirólisis, hidrólisis, gasificación, disolventes
• Recuperación de energía: incineración