3º E.S.O.

3. Materiales de uso técnico: Los plásticos.

2. Materiales de uso técnico. Los plásticos

2.1 ¿Qué es un plástico?

Son materiales de origen orgánico y de elevado peso molecular, constituidos por largas cadenas de moléculas llamadas polímeros. Se obtienen principalmente a partir del petróleo y del gas natural.

Presentan el inconveniente de que la mayoría de los plásticos no son biodegradables, y para eliminarlos se recurre a su incineración, una práctica que, pese a generar un gran volumen de energía, constituye un grave problema medioambiental, pues contribuye a la contaminación atmosférica y a la destrucción de la capa de ozono, e incrementa el efecto invernadero.

2.2 Propiedades de los plásticos

Es difícil generalizar sobre las propiedades de los plásticos debido a la gran variedad que existe. Por tanto, en este apartado estudiaremos sólo las más significativas.

• Conductividad eléctrica.- Los plásticos son malos conductores de la electricidad, por lo que se pueden emplear como aislantes eléctricos. Por ejemplo, en el recubrimiento de cables.

• Conductividad térmica.- Los plásticos tienen una baja conductividad térmica. Suelen ser materiales aislantes, es decir, transmiten el calor muy lentamente. Por ejemplo, en los mangos de la batería de cocina.

• Resistencia mecánica.- Teniendo en cuenta lo ligeros que son los plásticos, resultan muy resistentes. Esto explica por qué se usan junto a las aleaciones metálicas para construir aviones. Por ejemplo, casi todos los juguetes están hechos de algún tipo de plástico.

• Resistencia química.- Es una de las propiedades que ha generado una producción masiva de plásticos. Casi todos resisten muy bien el ataque de agentes químicos, como los ácidos, que alteran los materiales, en especial a la mayoría de los metales.

• Combustibilidad.- La mayoría de los plásticos arde con facilidad, ya que se componen de carbono e hidrógeno. Por ejemplo, las bolsas de basura.

• Plasticidad.- Muchos plásticos se reblandecen con el calor y, sin llegar a fundir, son fácilmente moldeables. Esto permite fabricar con ellos piezas de formas complicadas.

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2.3 Clasificación de los plásticos

Como existen muchos plásticos diferentes, para estudiarlos los dividiremos en tres grupos: termoplásticos, termoestables y elastómeros.

2.3.1 TERMOPLÁSTICOS

Los plásticos más utilizados pertenecen a este grupo. Sus moléculas están dispuestas libremente sin entrelazarse. Gracias a esta disposición, se reblandecen con el calor adquiriendo la forma deseada, la cual se conserva al enfriarse. También tienen la característica de ser reciclables, es decir, pueden ser procesados varias veces sin perder sus propiedades.

TERMOPLÁSTICOS

Tipos Características Usos

POLIETILENOS (PE)

Alta densidad (PEAD)

Rígido y resistente. Transparente Cubos, recipientes, botellas,

juguetes

Baja densidad (PEBD)

Blando y ligero. Transparente Bolsas, vasos y platos

POLIESTIRENOS (expandido)

Esponjoso y blando Embalajes, envasado, aislamiento

térmico y acústico

POLIVINILOS (PVC) Impermeable. Amplio rango de

durezaTuberías, suelas de zapatos, guantes, trajes impermeables

Otros: TEFLÓN, METACRILATO, NAILON, CELOFÁN...

2.3.2 TERMOESTABLES

Al igual que los termoplásticos, la mayoría de los plásticos termoestables se obtienen del petróleo. Al someterlos al calor se vuelven rígidos, por lo que solo pueden calentarse una vez y no se deforman. Por esta razón son más frágiles que los termoplásticos. No se ablandan cuando se calientan nuevamente, sino que se descomponen y carbonizan. En general, presentan una superficie dura y extremadamente resistente.

TERMOESTABLES Tipos Características Usos

POLIÉSTER Resistente. Flexible y elásticoFibras textiles, carrocerías (con

fibra de vidrio)

RESINAS EPOXI Adherentes. Buena resistencia químicaAdhesivos, revestimientos de latas

de alimentos y bidones

Otros: RESINAS EPOXI, AMINAS

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2.3.3 ELASTÓMEROS

Sus macromoléculas se ordenan en forma de red de malla con pocos enlaces. Esta disposición permite obtener plásticos de gran elasticidad que recuperan su forma y dimensiones cuando deja de actuar sobre ellos una fuerza. También presentan buena adherencia y baja dureza. No soportan bien el calor.

ELASTÓMEROS Tipos Características Usos

CAUCHO Resistente a agentes químicos. FlexibleNeumáticos, artículos de goma,

mangueras

NEOPRENOSAislante térmico y eléctrico.

Impermeable, resistenteTrajes de submarinismo y surf,

rodilleras, correas

Otros: POLIURETANOS (gomaespuma), SILICONAS

2.4 Técnicas de conformación de los plásticos

Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en diferentes formas: polvo, gránulos, resinas, láminas, planchas, tubos e hilos. Estos materiales se someten posteriormente a técnicas de conformación muy variadas según las aplicaciones a las que se destinen y la forma que se les quiera dar. Todas estas técnicas tienen en común:

• comienzan calentando los gránulos para reblandecerlos,• necesitan algún tipo de molde,• terminan con un proceso de enfriamiento para que el plástico se solidifique, es decir, se

endurezca.Entre las más importantes destacan la extrusión, el moldeo, el calandrado y el conformado al vacío.

2.4.1 LA EXTRUSIÓN

Utiliza, generalmente, termoplásticos. Consiste en introducir plástico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. Cuando el plástico se reblandece, un tornillo sinfín lo empuja y lo hace salir a través de una boquilla con la forma que se quiera que tenga el objeto de plástico. De esta manera se obtiene una pieza continua, de gran longitud y poco grosor que se enfría para endurecer con aire o agua fría. Mediante este sistema se fabrican tubos, mangueras, varillas, etc.

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2.4.2 EL CALANDRADO

Consiste en hacer pasar el material termoplástico, procedente del proceso de extrusión, por entre unos cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas. Con el calandrado se pueden conseguir superficies con diferentes tipos de acabado (brillante, mate...) dependiendo del recubrimiento del último rodillo.

Se aplica para el acabado mate o brillante de superficies, como por ejemplo, encimeras o muebles de cocina. También permite fabricar películas plásticas, planchas de PVC, carpetas, portadocumentos, toldos, láminas para la agricultura, hules, etc.

2.4.3 EL MOLDEO

b) Moldeo por soplado

El material en forma de tubo (obtenido en el proceso de extrusión) se introduce en un molde hueco cuya superficie interior corresponde a la forma del objeto que se quiera fabricar. Una vez cerrado el molde, se inyecta aire comprimido en el interior del tubo para que el material se adapte a las paredes del molde y tome su forma. Después de enfriarse, se abre el molde y se extrae el objeto.

Se emplea para elaborar objetos huecos, como botellas para aceite de uso culinario y agua mineral; frascos, y algunos juguetes, como balones.

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b) Moldeo por inyección

Este proceso consiste en inyectar material termoplástico en estado fundido en un molde. Cuando el material se ha enfriado y solidificado, se abre el molde y se extrae la pieza.

Se aplica para la fabricación de utensilios domésticos (cubos, recipientes, ...) y juguetes.

2.4.4 EL CONFORMADO AL VACÍO

Esta técnica se utiliza, sobre todo, con láminas de plástico de gran superficie que no admiten ningún otro proceso de conformado. El material plástico en forma de lámina de pequeño grosor se sujeta a un molde. La lámina se calienta con un radiador para ablandar el material. A continuación, se succiona el aire de debajo de la lámina haciendo el vacío, de modo que el material se adapte a las paredes del molde y tome la forma deseada. Una vez enfriado, se abre el molde para extraer la pieza. Este método se aplica para fabricar hueveras, salpicaderos de coches, bandejas para bombones, etc.

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ACTIVIDADES

1. ¿Cuáles son las materias primas fundamentales de las que se obtienen los plásticos?

2. Define con tus palabras qué es un plástico.

3. ¿Por qué se denomina a los plásticos con el término de polímeros?

4. ¿Cuál es el mayor problema que presentan, en general, los plásticos?

5. Enumera cinco objetos que antes no se fabricaran con plástico y ahora sí (indica ventajas que se obtiene al sustituirlos por plásticos)

6. Di al menos dos cosas que podrías hacer para contribuir a reducir la cantidad de objetos plásticos que acaban en los vertederos.

7. ¿Cuáles son las propiedades generales de un plástico?

8. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas. En caso contrario, explica por qué:a) En general, los plásticos son buenos conductores de la electricidad.b) Los plásticos no se utilizan para fabricar tuberías ya que no resisten la corrosión.c) La mayoría de los plásticos se quema fácilmente.d) Todos los plásticos tienen las mismas propiedades.

9. ¿Qué diferencias hay entre plásticos termoestables y termoplásticos?

10. Relaciona la columna de la izquierda con los materiales plásticos de la columna de la derecha:Tubería de agua PoliestirenoBolsa de supermercado PVCAislamiento de paredes Polietileno PE

11. Averigua para qué se añade fibra de vidrio a las resinas de poliéster.

12. ¿Qué son los elastómeros?

13. Clasifica en uno de los tres tipos de plásticos diferentes los objetos siguientes: neumático, tubería, bandeja de corcho, suela de zapato, adhesivo, camiseta elástica.

14. ¿Podemos emplear polietileno (PE) para fabricar la tapa de una sartén? ¿Por qué?

15. ¿Qué es el PVC? Enumera alguna de sus aplicaciones.

16. Los trajes de los buceadores se fabrican de neopreno. Indica cuáles son las propiedades que tiene este plástico que lo hacen idóneo para esa función.

17. Indica el tipo de plástico al que pertenece: a) neopreno, b) polietileno, c) poliestireno, d) teflón, e) resinas epoxi, f) metacrilato.

18. Describe el proceso de moldeado por extrusión de plásticos. Pon un ejemplo de un objeto fabricado con esta técnica.

19. Identifica los métodos de conformación que tuvieron que emplearse para fabricar: una botella de agua, una bandeja de plástico, una tubería, un mantel de plástico, el recubrimiento de un cable eléctrico, una pelota de ping-pong, una funda para folios, una pelota de playa, la carcasa de una batidora.

20. ¿Crees que un balde se podría fabricar por el método de extrusión? Razona tu respuesta

21. Una manguera de jardín se ha fabricado en PVC. ¿Qué método de fabricación se habrá utilizado para hacerla?

22. Di las diferencias que encuentras entre los siguientes métodos de moldeo:a) Entre el moldeo por soplado y el moldeo al vacíob) Entre la conformación por inyección y por extrusión

23. Confecciona una lista con varios elementos de plástico obtenidos por calandrado que puedas encontrar en el hogar.

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