Plasticos Elastomeros

[pic 1]PLASTICOS Y ELASTOMEROS

MATERIALES PLASTICOS

GENERALIDADES. Infinidad de objetos de uso cotidiano se fabrican a partir de ciertos materiales que, en general, se denominan plásticos; materiales que desempeñan un papel importante y cada día mayor en la economía mundial. Complementan en la industria y en el uso domestico a los materiales básicos tradicionales como los áridos, las maderas y los metales.

NATURALEZA Y PROPIEDADES GENERALES. No es fácil definir a los materiales plásticos. En general, son mezclas o combinaciones de naturaleza orgánica, amorfos (carecen de estructura cristalina) que sometidos a la acción de calor y a la presión se fluidizan o ablandan suficientemente como para ser moldeados por calentamiento, pero otros adquieren rigidez permanente. Los plásticos son maleables, razón por la cual pueden ser convertidos en laminas delgadas (laminación), o dúctiles en ciertas condiciones, lo que permite convertirlos en hilos delgados (trefilado). Algunos suelen tener gran resistencia química y mecánica (elásticos, flexibles y duros). No conducen, o lo hacen en muy pequeña proporción, el calor y la electricidad.

CLASIFICACION. Los plásticos pueden clasificarse por sus propiedades tecnológicas o por su naturaleza química. Conforme al primer criterio se agrupan en:

- Termofraquables, termoestables o termorkiidos: durante la primera etapa de elaboración son blandos y por lo tanto moldeables, por una adecuada aplicación de presión y temperatura; pero al continuar el calentamiento tienen lugar ciertas reacciones químicas que hacen que el material adquiera una dureza permanente (fraguado). Por lo general, estos materiales son insolubles en los solventes ordinarios (agua, alcohol, éter, cloroformo, acetona, etc.) La bakelita es un ejemplo de este tipo.

Termoplásticos: son blandos durante toda la etapa de su elaboración y se endurecen al enfriarse, pero pueden volver a ablandarse por calentamiento ulterior y vueltos a endurecer por un nuevo enfriamiento, pudiendo repetirse el ciclo indefinidamente. A diferencia de los termorígidos, estos materiales son siempre solubles en solventes adecuados. Son ejemplo de estos plásticos el nylon, el celuloide, etc.

Quimioestables: son productos infusibles e insolubles, con una gran resistencia a los agentes químicos (ácidos, álcalis, disolventes, etc.) como por ejemplo, el teflón, la galalita y los glyptales modificados por agentes secantes.

Elastómeros: son plásticos que poseen una elasticidad parecida a la del caucho natural, como por ejemplo, los cauchos sintéticos.)

Desde el punto de vista de su naturaleza química, los plásticos pueden agruparse en tres grandes familias:

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Las resinas sintéticas se obtienen a partir de ciertas materias primas sintéticas (fenol, urea, formaldehído, alcohol etílico, glicerina, anhídrido ftálico, etc.) provenientes de la destilación fraccionada del alquitrán de hulla (benceno, fenol, etc.) o del cracking del petróleo (etileno, metano, propileno, etc.). Dentro de este grupo se encuentran las más importantes: bakelita, nylon, glyptal, acryloid, vinilita, plexiglás, lucite, caucho sintético, etc.

Las resinas semisintéticas de origen vegetal, que se obtienen a partir de materias primas de origen vegetal, como las gomas, el algodón, la colofonia, etc. Entre estos plásticos pueden citarse el celuloide, las sedas artificiales (rayón), el celofán, la acetilcelulosa, etc.

Las resinas semisintéticas de origen animal, obtenidas a partir de materias primas de origen animal, de las cuales la principal es la caseína de la leche, que combinada con otras sustancias permite obtener productos como la galerita, la nanita, ó lana sintética, etc.

PROCESOS GENERALES DE OBTENCION. Los plásticos se fabrican a partir de moléculas de bajo peso molecular que pertenecen a un único compuesto, o bien son el resultado de la condensación de moléculas, usualmente no más de dos compuestos. Estas moléculas iniciales reciben el nombre de monómeros los que, sometidos a ciertas condiciones de presión y temperatura y en presencia de determinados catalizadores se polimerizan dando lugar a los polímeros, verdaderas macromoléculas, las que como tales o adicionadas con diferentes materiales de relleno, constituyen los plásticos propiamente dichos.

Así, cuando se calienta el etileno por encima de los 100°C a presiones superiores a las 1000 atm, se obtiene un hidrocarburo saturado de elevado peso molecular

x CH2 = CH2        ( CH2 — CH2—) x

ETILENO        POLIETILENO

monómero        polímero

El producto obtenido esta constituido por cadenas largas y el valor de x puede variar de 100 a 1000 o más, según las características del producto deseado. Otro ejemplo bien representativo de una polimerización directa es la obtención del poliestireno a partir del estireno.

xc6115cH = CH2        ( CH CH—)x 

ESTIRENO

monómero        6'6115

POLIESTIRENO

polfmero

Algunos monómeros como el estireno y el butadieno pueden polimerizarse en forma individual para formar polímeros simples como el poliestireno y el polibutadieno respectivamente; pero cuando se condensan conjuntamente para obtener el caucho sintético denominado BUNA 8, el copolímero es un producto diferente a cada uno de los compuestos de polimerización individuales.

[pic 2]___>. („.— CH2CH = CH — CH2 — CH — CH2— '")x

BUTADIENO        ESTIRENO        1

comonómero        comonómero        C6 Hs

BUNA S polímero

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Regulando las condiciones del proceso de elaboración (temperatura, presión, catalizadores), a partir de las mismas materias primas se pueden obtener plásticos con las propiedades que se deseen. Así, por ejemplo, por condensación del fenol con el formaldehido y posterior polimerización se obtienen tres tipos de bakelitas:

la A, líquida (resinoide), la B, pastosa (resitoles) y la G, sólida (resina).

Las resinas resultantes presentan las más variadas propiedades: desde las fusibles a la llama de alcohol, hasta las infusibles; desde las frágiles al golpe de un instrumento cortante, hasta las exfoliables y torneables como la madera.

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