1.- Material de construccion: Plástico
El término Plástico, en su significación mas general, se aplica a las
sustancias de distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo
de ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de
elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes
formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos
de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o
multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas
moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras
sustancias naturales.
La definición enciclopédica de plásticos reza lo siguiente:
Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas
gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir
una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas
pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule)
natural, o sintéticas, como el polietileno y el nylon. Los materiales empleados
en su fabricación son resinas en forma de bolitas o polvo o en disolución. Con
estos materiales se fabrican los plásticos terminados.
1.1.- Origen
El primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en
1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and
Collander ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un
sustituto aceptable del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de
billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano
Wesley Hyatt, quien desarrolló un método de procesamiento a presión de la
piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con
alcanfor y una cantidad mínima de disolvente de alcohol. Si bien Hyatt no ganó
el premio, su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó para
fabricar diferentes objetos detallados a continuación. El celuloide tuvo un
notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y de su deterioro al exponerlo
a la luz.
El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato de carbono
obtenido de las plantas, en una solución de alcanfor y etanol. Con él se
empezaron a fabricar distintos objetos como mangos de cuchillo, armazones de
lentes y película cinematográfica. Sin éste, no hubiera podido iniciarse la
industria cinematográfica a fines del siglo XIX. Puede ser ablandado
repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor, por lo que recibe el
calificativo de termoplástico.
En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik
Baekeland (1863-1944) sintetizó un polímero de interés comercial, a partir de
moléculas de fenol y formaldehído. Este producto podía moldearse a medida
que se formaba y resultaba duro al solidificar. No conducía la electricidad, era
resistente al agua y los disolventes, pero fácilmente mecanizable. Se lo bautizó
con el nombre de baquelita (o bakelita), el primer plástico totalmente sintético
de la historia.
Baekeland nunca supo que, en realidad, lo que había sintetizado era lo
que hoy conocemos con el nombre de copolímero. A diferencia de los
homopolímeros, que están formados por unidades monoméricas idénticas (por
ejemplo, el polietileno), los copolímeros están constituidos, al menos, por dos
monómeros diferentes.
Otra cosa que Baekeland desconocía es que el alto grado de
entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la
propiedad de ser un plástico termoestable, es decir que puede moldearse
apenas concluida su preparación. En otras palabras, una vez que se enfría la
baquelita no puede volver a ablandarse. Esto la diferencia de los polímeros
termoplásticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que
las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan
entrecruzamiento.
Entre los productos desarrollados durante este periodo están los
polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de productos
de celulosa.
1.2.- Características Generales de los Plásticos
Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta,
unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una
buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de
las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas,
dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son
termoplásticas (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son
termoendurecibles (se endurecen con el calor).
1.3.- Obtención ó Fabricación Del Plastico
La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro
pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico,
obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o
deformación del plástico hasta su forma definitiva.
Materias primas.
En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de
resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la
cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón.
La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A
pesar de que la producción del nailon se basaba originalmente en el carbón, el
aire y el agua, y de que el nailon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la
mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo. Las
materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No
obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se
están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del
carbón.
Síntesis del polímero
El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización.
Como se comentaba anteriormente, los dos métodos básicos de polimerización
son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden
llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza
sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se
realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la
polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula
seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven
en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre
los dos líquidos.
Aditivos.
Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una
propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de
degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma
parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes
producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los
pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas
se utilizan también como aditivos.
Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que
implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o
de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen
la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más
ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan
una masa de gran tamaño pero muy ligera.
Forma y acabado
Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de
los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La
naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden
clasificarse como continuos o semicontinuos.
Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de
extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde
con la forma deseada. Los productos extrusionados, como por ejemplo los
tubos, tienen una sección con forma regular. La máquina de extrusión también
realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.
Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la
presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por
transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un
molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de
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