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Síntesis: Generalidades sobres polímeros y plásticos, usos, tipos,etc.Realizdo por: Luis Meneses, Miguel Tinelli y Silvio Díaz, E.E.T. Nro. 4 de Vicente López. Tamaño: 50 KB. Fecha de Publicación/Corrección: Diciembre de 2001. |
Características Generales de los Plásticos:
Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia-densidad, 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 termoestables (no se ablandan con el calor).
Los plásticos proceden de recursos naturales: petróleo, gas natural, carbón y sal común. Del total del petróleo usado, un 7% se destina a la industria petroquímica: de esta cantidad el 4% se utiliza para la producción de plásticos y el 3% para otros usos.
El 86% del petróleo se quema para producir energía utilizando un recurso natural no renovable. En cambio el porcentaje destinado a la fabricación de materiales plásticos puede tener nuevas vidas por la posibilidad de su recuperación.
Cronología de los Materiales Plásticos:
1830- Reichenbach destila el petróleo bruto.
1839- Goodyear vulcaniza el caucho.
1844- Walton produce linóleo.
1845- Schönbein obtiene el nitrato de celulosa, punto de partida para el celuloide.
1847- Berzelius obtiene el primer poliéster.
1862- Parkes presenta, en la Gran Exposición de Londres, los primeros artículos de "Parkesita" (nitrocelulosa plastificada).
1868- Partiendo del nitrato de celulosa y alcanfor, Hyatt obtiene el celuloide.
1872- Los hermanos Hyatt patentan la primera maquina de inyección para materiales plásticos.
1878- Hyatt fabrica el primer molde para cavidades múltiples para inyección.
1879- Gray patenta el primer extrusor a tornillo y Boucharadat obtiene un "caucho" al polimerizar isopreno.
1880- Kahlbaum polimeriza al metacrilato de metilo.
1894- Producción industrial de la nitrocelulosa.
1899- Nace la "Galalita" (proteína regenerada).
1901- Aparecen las primeras resinas alcídicas.
1907- Leo Baekeland anuncia el descubrimiento de las resinas fenólicas, patentadas bajo el nombre de "Bakelita".
1915- Nace en Leverkusen, Alemania, el primer caucho sintético.
1918- Nace la petroquímica. En una destilería de Nueva Jersey, EEUU, se obtiene alcohol isopropílico a partir del propileno.
1920- Staudinger inicia el estudio de la estructura de las macromoléculas.
1928- Producción industrial de polvos de moldeo de ures-formal-dehido.
1929- En Alemania se inicia el desarrollo industrial del estireno y del poliestireno.
1931- Carothers descubre el policloropreno. Alemania inicia la producción industrial de PVC.
1933- Aparecen las resinas poliéster no saturadas. Se descubre el polietileno.
1934- Se inicia la producción de acrílicos. Carothers obtiene la poliamida 6,6.
1935- Se introducen los polvos de moldeo de melamina formaldehído.
1936- En Gran Bretaña se produce polietileno de baja densidad.
1938- Producción en ABS, poliamidas y descubrimiento del "teflón".
1939- Se patentan las resinas epoxídicas, que se producen en 1945.
1940- Producción industrial de los poliuretanos.
1941- Producción industrial, de las siliconas.
1950- Producción industrial del politetraflúoretileno.
1954- Producción industrial del polietileno de alta densidad. Natta obtiene polipropileno isotáctico.
1959- Producción industrial de los policarbonatos.
1963- Producción industrial de poliimidas.
1965- Producción industrial de polisulfonas.
1967- Producción industrial de poliarisulfonas.
1972- Producción industrial de poliétersulfonas.
1974- Polímeros del almidón.
1975- La Mitsui Petrochemical produce el polimetilpentene, desarrollado en 1965 por la ICI y obtenido en laboratorio por Giulio Natta
1980- La Basf perfecciona los polímeros conductores basados en el polipirrolos
1982- Anunciado el tecnopolímero polieter inmide Ultem
1983- Introducción del tecnopolímero poliarilsofon
1986- La ICI desarrolla el Biopol, un termoplástico de origen vegetal totalmente biodegradable seguido unos años después por el Mater-B de la Montedison, un polímero a base de almidón
1986- La Rohm and Haaas desarrolla los copolímeros poliacrilo-inmidicas dotados de elevada barrera a los gas
1990- La Himont introduce las mezclas poliolefínicas realizadas a medida directamente en el reactor de polimerización.
¿Qué son los polímeros?
La unión de muchos monómeros, dan origen a un compuesto de mayor peso molecular, denominado polímero. Los polímeros se representan colocando entre paréntesis sus unidades básicas con un subíndice que indica cuantas de dichas unidades se encuentran en la molécula polimérica. Ejemplo: polietileno.
Los polímeros, macromoléculas o moléculas gigantes, son compuestos formados por una unidad fundamental o monómero.
Si esta unidad fundamental se repite dos veces el compuesto resultante se denomina dímero, si tres, un trímero, cuatro, un tetrámero. Y en general, si pocas veces, un oligómero.
Para ser considerado un polímero, la unidad se debe repetir por lo menos un centenar de veces, pudiendo llegar a miles, incluso millones de veces.
La unión de los monómeros puede efectuarse en una sola dirección, lo que origina los polímeros lineales o en cadena y en más de una dirección, para dar lugar a los polímeros ramificados, o bien reticulados, de cadenas tridimensionales.
Las moléculas pueden estar físicamente entrelazadas unas a las otras, especialmente cuando su longitud es apreciable y relativamente enrolladas. Esto puede estar representando groseramente por un plato de espaguetis hervidos.
La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.
Dos grandes tipos de plásticos:
Los TERMOPLÁSTICOS, que no sufren cambios en su estructura química durante el calentamiento: se pueden calentar y moldear cuantas veces se desee. Aunque se endurezcan al enfriarse, pueden fundir y volver a tomar una nueva forma por efecto del calor o la presión. Son flexibles y resistentes a los golpes.
"Son Termoplásticos"
Polietileno:
Se desarrolló industrialmente cincuenta años atrás en Inglaterra. Es una de las materias plásticas más difundida y más conocida. Existen varios procedimientos para la obtención del polietileno que varían entre ellas sobre todo en relación a la presión. Los tipos de polietileno obtenido tienen características diversas: a media, alta y baja densidad. Recientemente se ha desarrollado también un tipo de polietileno llamado de baja densidad lineal que tiene mejores características que el tradicional producido a baja densidad. Las características del polietileno se pueden resumir así: bajo costo, facilidad de elaboración, tenacidad y flexibilidad aún a bajas temperaturas, no tiene olor, y no es tóxico, transparencia. Por ejemplo se encuentra envases y embalajes: para leche, aceite, automotor, lavandina, detergente, baldes para pintura, bolsas para supermercados-caños para gas, agua potable-cajones para pescados, gaseosas o cervezas-películas para el agro- etc.
Polipropileno:
Es la más nueva de las materias plásticas de masa y ha alcanzado en pocos años un desarrollo productivo y una variedad de aplicaciones sin precedentes. Fue obtenida por primera vez en 1954 por Giulio Natta, con la colaboración con los investigadores de la Montecatini, sociedad que fue la primera a desarrollar la producción de este elemento industrialmente. Similar al poliestileno a alta densidad tiene una densidad menor y posee una mayor densidad y dureza. Es el más rígido entre los polímeros poliofinicos y mantiene esta característica hasta sobre los 100 °C. Posee una apreciable resistencia a la abrasión y al calor, excelentes características dieléctricas de aislamiento, una especial resistencia a las flexiones reiteradas (10 millones de flexiones). Existen varios tipos de polipropileno en comercio. Se lo encuentra en las cajas de baterías, paragolpes y otras partes del automotor-en los artículos de bazar y menaje-en bolsas tejidas para papas y cereales-en los caños para el agua caliente-en las películas para alimentos, cigarrillos o golosinas-en telas no tejidas para pañales descartables, etc.
Poliestireno:
Etileno y benceno son los materiales de inicio para la producción de la resina termoplástica poliestireno que se ha difundido durante los años Treinta y ha tenido un enorme éxito por cuanto es posible elaborarla mediante inyección, extrusión y soplado, empleado en los potes para yogur, helados y dulce de leche-en los vasos y bandejas de supermercados, en las contrapuertas de heladeras-en juguetes y cassetes, etc.
El poliestireno expandido:
Se lo encuentra en las bandejas de alimentos de supermercados y restaurantes de comidas rápida-potes para helados-protección en el embalaje de productos, etc.
PVC:
El poli cloruro de vinilo es la materia plástica más utilizada, junto con el poliestileno, el poliestireno y el polipropileno. Aún si las patentes sobre la producción del cloruro de polivinilo son anteriores, el nacimiento de una verdadera industria del PVC se ha verificado pocos años antes del estallar de la segunda guerra mundial. El PVC puede ser elaborado con casi todas las tecnologías utilizadas para los materiales plásticos y es imposible describir todas sus aplicaciones que incluyen: manufacturados rígidos, elásticos y esponjosos. Con el poli cloruro de vinilo se realizan aislantes para cables, enchufes, tomas de corriente, cajas de derivación, válvulas, bombas, persianas, tuberías para alcantarillado, tapices, revestimientos para interiores de automóviles, calzado, impermeables, juguetes, películas para utilizaciones agrícolas.
Los TERMOESTABLES, sufren un cambio químico cuando se moldean. Una vez que se moldean por acción del calor, no pueden ya modificar su forma. En algunos casos pueden ser duros- aunque frágiles- y en otros blandos y flexibles. Componen muchos objetos de uso corriente, como:
"Son Termoestables"
Epoxídicas:
Son resinas termofraguantes de una gran importancia técnica y comercial disponibles en el mercado a partir del 1946, inmediatamente después de la segunda guerra mundial. Los productores son numerosos en todo el mundo, sobre todo por el interés desarrollado en los últimos años en la fabricación de los mencionados compuestos hechos a base de resinas termofraguantes (como las epoxídicas y el poliéster) con la agregación de refuerzos fibrosos que sirven para aumentar su resistencia mecánica. Además que para los materiales compuestos las epoxídicas se usan en los elementos de la industria electrotécnica, química y mecánica.
Fenólicas:
Las resinas fenólicas son las mas antiguas y aún hoy las mas usadas entre las resinas termofraguantes. Las desarrolló, como es sabido, L. H. Baekeland en el 1909 y tuvieron un gran éxito sobre todo en el periodo entre las dos guerras mundiales. Las masas de estampado fenólico se usan para fabricar elementos de la industria eléctrica, en radio, en televisión, en teléfonos y en la industria automovilística; además se fabrican piezas para el sector de los electrodomésticos, en el sector aerospacial y en la defensa.
Poliuretano:
Son polímeros obtenidos mediante la poliadición de los isocianato y de los poliol. Han aparecido en comercio alrededor de 1941, primero en Alemania y hoy en día son producidos en todo el mundo. Se presentan con la forma de material rígido o bien flexible y esto permite un enorme esfera de aplicaciones. Se utilizan en forma flexible para fabricar cojines, colchones, muebles, revestimientos de tejidos y en forma rígida para empleos en la industria automovilística, construcción civil, amueblado. Pueden sustituir el cuero y la madera en la fabricación de revestimientos. Son un aislante térmico y acústico de óptima calidad.
Fabricación de los plásticos:
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.
Forma y acabado de los plásticos:
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.
Tratamiento general de los residuos:
Los estudios científicos que vienen realizando como la American Plastics (APC), Association of Plastics Manufacturers in Europe (APME), Plastics Waste Management Institute (PWMI), permite comprender cada vez mas porque los residuos de hoy serán los combustibles, los recursos del mañana.
En algunos países europeos, Japón, EEUU, ya se ha comprobado que el tratamiento integral de los residuos es el método que permite extraer el máximo beneficio de los mismos, y a la vez, reducir al mínimo su impacto ambiental.
Este tratamiento consiste en la convergencia del reciclado mecánico, combustión controlada con recuperación energética y reciclado químico.
Para que esto sea posible, es prioritario que la VALORIZACION de los residuos sea llevada a la practica por las autoridades gubernamentales, la industria y los consumidores.
¿Es conveniente sustituir los plásticos por otros materiales?
Si los plásticos de envasado y embalaje fueran sustituidos por otros materiales tradicionales, la cantidad de materia prima a utilizar se multiplicaría por cuatro, el peso de residuos por tres y el consumo de energía en la fabricación del envase se duplicaría.
¿Que hacer con los plásticos cuando terminan su vida útil?
La valorización es la etapa en que un material plástico post-consumo (residuo) es transformado en un recurso nuevo.
Al final de su vida útil, los plásticos son sumamente versátiles, permitiendo diferentes formas de reciclado y recuperación, lo que significa que los mismos se transforman en materias primas, para ser utilizadas nuevamente a través de diferentes alternativas:
Reciclado mecánico: Es la transformación de residuos plásticos en materia prima para la industria plástica.
Reciclado químico: Es el proceso por el cual se rompen las moléculas transformándose en materias primas para la industria petroquímica.
El Ecobalance de los plásticos:
No sólo en la fabricación se puede reducir el costo ambiental de los plásticos, también es posible actuar en el momento del consumo y en lo que sucede cuando el material plástico se convierte en desecho.
El Ecobalance o Análisis de Ciclo de Vida (ACV) es una técnica científica y objetiva que trata de valorar la relación entre la cantidad de recursos naturales utilizados, la energia necesaria para su producción, y los desechos generados en todas las fases de la vida de un producto. Es decir, de la Cuna a la Tumba, desde la extracción como materia prima hasta su producción, transporte, consumo y finalmente eliminación de residuos.
La realización de un Ecobalance consta de una serie de etapas que se inician con un inventario detallado de todos los elementos que intervienen en el proceso a analizar. Tras ello, se procede una evaluación de los datos obtenidos, y finalmente a su corrección aplicando las mejoras correspondientes.
Mediante la aplicación de criterios de Ecobalance se logra reducir el consumo de energia y la generación de residuos ya que podemos conocer el impacto de todos los materiales en sus diversas aplicaciones, cuál es el más idóneo para usar en una aplicación determinada o el tipo de gestión de residuos para una recuperación óptima.
Por todo ello, el Análisis del Ciclo de Vida se presenta como una herramienta útil y valiosa para llevar a cabo una gestión eficaz de los recursos naturales y para evolucionar hacia procesos de fabricación cada vez más perfectos desde el punto de vista medioambiental.
Bibliografía:
Internet:
www.monografias.com/losplásticos/
www.sandretto.it/museo/spagnolo/smappa.
www.dominios.net/eykon/ilustr1
Enciclopedia:
Microsoft Encarta 2001
Libros:
Fundación de la industria Plástica-Agosto 1995(Para la preservación del medio ambiente. Los plásticos y sus residuos.
Instiplast( Instituto Técnico de la Industria del Plástico). Química de los Plástomeros-Autor: Prof. Leo Peraldo.
VI Exposición Internacional de plásticos. Argenplás 96. Valorización.
