POLÍMEROS (PLÁSTICOS) Profesor Lorenzo Claudia Ventura

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES METALES ferrosos (hierro) y no ferrosos (aluminio, cobre, bronce, etc.) CERAMICOS vidrio, cal, cemento, arcillas, cerámicos etc. POLIMEROS naturales (celulosa) y sintéticos (baquelita)

POLÍMEROS Los polímeros son macromoléculas en las cuales se repite determinada unidad estructural un número muy grande de veces y adquieren diversas formas. Existen polímeros naturales como la celulosa, el almidón, la seda, el adn etc. O los artificiales como el nylon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) , el polietileno etc. Se forman mediante un proceso químico denominado polimeración, mediante el cual pequeñas moléculas llamadas monómeros, se enlazan entre si formando moléculas de cadena larga a la que se le añaden aditivos para mejorar sus propiedades. Cuando se suman monómeros de una misma clase hablamos de homopolímeros, pero si son de distinta clase hablaremos de copolímeros.

POLÍMEROS La palabra polímero es un sinónimo de plástico. Básicamente conocemos que un plástico es: Los polímeros se obtienen a partir de cientos de miles de moléculas pequeñas que componen los monómeros que forman cadenas de gigantescas dimensiones. Algunas de estas cadenas parecen hilos, otras presentan ramificaciones y otras son como redes tridimensionales. La palabra plástico procede del griego plastikos, que significa “capaz de ser moldeado y formado”. Los plásticos se pueden formar, maquinar, fundir y unir en diversas formas con relativa facilidad.

HISTORIA La palabra polímero se utilizó por primera vez en 1866. Los primeros polímeros se fabricaron con materiales orgánicos naturales a partir de productos animales y vegetales; la celulosa es el ejemplo más común. El primer polímero sintético (fabricado por el hombre) fue un fenol formaldehído, un termorígido desarrollado en 1906 llamado Baquelita El desarrollo de la tecnología moderna de los plásticos se inició en la década de 1920, cuando las materias primas necesarias para fabricar polímeros se extrajeron de productos del carbón y del petróleo. El etileno fue el primer ejemplo de dichas materias primas. NATURALES Celuloide Fibras textiles SINTÉTICOS Baquelita

CARACTERÍSTICAS Bajo costo de producción Alta relación resistencia mecánica/densidad: Resistencia; que se relaciona con la firmeza de un polímero frente a la presión ejercida sobre ellos sin sufrir cambios en su estructura. Un ejemplo de un polímero resistente es el policarbonato. Dureza; que es la capacidad de un polímero de oposición a romperse. Un polímero con elevada dureza es el polietileno. Elongación; es la capacidad de un polímero de estirarse sin romperse cuando se ejerce una presión externa. Los polímeros que poseen esta propiedad también se denominan elastómeros, como por ejemplo, el polibutadieno. Alta resistencia al ataque de sustancias químicas y de disolventes. No son conductores de la electricidad. Tienen una baja densidad ([0.8 – 2] g/cm3) si lo comparamos con la del acero 7.9 g/cm3 o del aluminio 2.7 g/cm3. Amplio rango de propiedades mecánicas: desde duros y frágiles, hasta blandos y flexibles (elastómeros) pasando por los duros y tenaces. Baja conductividad térmica, por lo que se puede utilizar como aislante térmico. Buena resistencia a la corrosión. Versatilidad de transformación y de diseño. Admiten una gran cantidad de aditivos que modifican sus propiedades.

CARACTERÍSTICAS Son sensibles a la temperatura, ya que tienen un limitado intervalo de temperaturas de trabajo, comparados con materiales metálicos o cerámicos. A bajas temperaturas son frágiles y a altas se ablandan. Reaccionan ante el fuego y generan combustión. Tienen tendencia a formar cargas estáticas por fricción. Muy lento período de degradación. Son reciclables.

TEMPERATURAS CRÍTICAS Tg: temperatura de transición. Tm: temperatura de fusión.

CLASIFICACIÓN

TERMOPLÁSTICOS

TERMOESTABLES

ELASTÓMEROS

CARGAS Y/O REFUERZOS Al unir dos materiales para combinar sus propiedades se obtienen plásticos reforzados: Poliéster reforzado con fibra de vidrio (UP). Las aplicaciones más comunes son embarcaciones, artículos deportivos y componentes de aeronaves. Poliéster reforzado con fibra kevlar. Las fibras kevlar son poliamidas muy resistentes y ligeras que, al combinarlas con poliéster, dan como resultado un material muy ligero y resistente, apto para ropa a prueba de balas, cascos de barcos, cañas de pescar o palos de golf. Polímero reforzado con fibras de carbono. Las fibras de carbono son filamentos de grafito que aportan rigidez al material plástico. Se usan en aplicaciones aeroespaciales y deportivas.

INTERPRETACIÓN DE LOS CÓDIGOS DE PLÁSTICOS

INTERPRETACIÓN DE LOS CÓDIGOS DE PLÁSTICOS SIGLAS DE LOS MATERIALES PLÁSTICOS MÁS UTILIZADOS Sigla Compuesto Sigla Compuesto ABS Acrilonitrilo-butadieno-estireno PF Fenol formaldehído ASA Acrilonitrilo-butadieno-acriléster PHFP Polihexafluor propileno CA Acetato de celulosa PI Poliimida CN Nitrato de celulosa PIB Políisobutileno CP Propionato de celulosa PMMA Polimetacrilato de metilo CTA Triacetato de celulosa POM Resina acetal EVA Etileno-vinil-acetato PP Polipropileno EP Epoxi PPO Polióxido de fenileno MF Melamina-formaldehído PS Poliestireno PA Poliamida PSE Poliestireno expandido PAI Poliamidaimlda PITE Politetrafluor etileno PAN Poliacrilonitrilo PU- PUR- TPU Poliuretano PBT Polibutilentereftalato PVAC Poliacetato de vinilo PC Policarbonato PVDF Poliviníliden difluoruro PE Polietileno PVC Policloruio de vinilo PE-C Polietileno clorado SB Estireno-butadieno PES Poliéter sulfona SAN Estireno-acrilonitrilo PET Polietilen tereftalato UF Urea-formaldehído

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS Existe una gran diversidad en la utilización de los plásticos, por ejemplo, en el caso de la industria automotriz las autopartes cada vez más utilizan este material en reemplazo de otros tradicionales y ante un daño se hace necesario averiguar el tipo de material para reemplazar la pieza o realizar la reparación correcta. Por ello, para lograr una correcta identificación en primera instancia debemos leer las siglas con la que los fabricantes identifican las piezas.

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS  En las autopartes la identificación se realiza según el siguiente esquema:

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS En ambos casos, cada polímero tiene asignada una sigla, y a su vez cada sigla tiene un único significado. Por ejemplo, en el paragolpe del auto del esquema, en el punto 1 observamos que dice PP+EPDM, dicha sigla corresponde a polipropileno mas caucho de Etileno y Propileno. El polipropileno posee alta resistencia a la tensión, a la compresión y una alta estabilidad térmica, mientras que el caucho tratado provee la elasticidad y la resistencia necesaria ante los impactos. En caso de no contar con la marca de identificación existen diversos métodos para averiguar el tipo de polímero, mencionaremos tres de ellos: Por diferencias de densidades en este método, las piezas del material se sumergen en diversos líquidos y se observa la flotabilidad. El método de la flotación se emplea para caracterizar algunos grupos de plásticos. Con el uso de químicos, como por ejemplo acetona, se observa cómo reacciona al mismo ya que no todos los polímeros se comportan del mismo modo ante este agente químico.

IDENTIFICACIÓN DE PLÁTICOS Por último mencionaremos uno de los métodos más simples y no por ello menos exacto que es el de combustión. En este método se toma una muestra del plástico a analizar y se lo somete a la llama. A partir de la observación de la forma de la flama, el color, el humo y el residuo resultante se obtienen estos datos y a continuación se comparan con las características indicadas para cada caso en una tabla.

MÉTODOS DE REPARACIÓN Y SOLDADO En caso que debamos hacer una reparación, los termoplásticos pueden soldarse. Para ello existen diversas técnicas dependiendo del tipo de polímero. La más sencilla es con el uso de acetona: se coloca una pequeña cantidad en los bordes a unir, y cuando se observa que se produce el ablandamiento, se unen las partes aplicándoles presión. Este método no es válido para el PP o a PE. Otro método, conocido como termofusión, se utiliza para unir caños de polipropileno o PP. Es un método sencillo con el que se logra que los materiales se fundan conformando un todo. La superficie de las partes que se va a unir se calienta a temperatura de fusión y se unen por aplicación de presión

MÉTODOS DE REPARACIÓN Y SOLDADO Por otra parte, los plásticos pueden soldarse con material de aporte. Para ello deberá prepararse el material limpiando la zona de los posibles restos de desmoldante con algún líquido solvente, agua y luego una lija de grano fino (80 o 100). Si el material tiene un espesor superior a los 1,5mm se recomienda realizar el biselado de las partes a unir: La profundidad del biselado no debe superar las 2/3 partes del ancho de la pieza.

MÉTODOS DE REPARACIÓN Y SOLDADO Una vez realizado el biselado se realiza un punteo para mantener unidas las partes. Luego se calienta la zona sin llegar a la temperatura de ablandamiento. Posteriormente se realiza la soldadura con la pistola que se observa en la imagen:

MÉTODOS DE REPARACIÓN Y SOLDADO Debe calentarse el plástico hasta que adopte una consistencia pastosa. Las temperaturas de los materiales se rigen por tabla ya que no todos los polímeros funden a la misma temperatura.  Por último se lija la zona con una lija 150 o 250 en varias pasadas para evitar el empaste por calentamiento, emparejar el resultado y quitarle el brillo para darle mordiente y evitar desprendimientos de pintura.

TERMINACIÓN Los plásticos también pueden pintarse para lograr un mejor acabado de las superficies y mejores aplicaciones estéticas como por ejemplo en teclados de computadoras, mouse, carcaza de celulares, paragolpes de autos etc. El principal problema al que nos enfrentamos a la hora de pintar un material de plástico es la adherencia y la flexibilidad de la superficie que hacen que la pintura se desprenda o cuartee. Para evitarlo, se deben seguir los siguientes pasos: Para lograr una correcta adhesión se debe lijar la superficie para generar un dentado. Usar para esta operación lija de grano fino 120 o superior y así se evitará rayar la zona. Una vez limpia la pieza se debe dar una base de acrílico látex en el caso que el plástico se recubre con pinturas de base acuosa y una a base aceitosa si se combina con una pintura a base de aceite. Ahora, si el plástico es maleable se requieren pinturas con elasticidad. El látex y las pinturas acrílicas son las apropiadas ya que brinda flexibilidad y evitará el resquebrajamiento. Las superficies de plástico firme se pueden pintar con acrílico, látex o pinturas a base de aceite. Las pinturas a base de aceite proporcionan acabados brillantes, duraderos y más suaves. Además existen en el mercado una gran variedad de aerosoles aptos para pintar sobre plástico. Se aconseja el uso de este tipo de pinturas ya que se logra una mejor y más uniforme distribución.

RECICLAJE