TEMA 5
5.1 Plásticos. Definición 5.2 Propiedades
5.3 Polimerización
5.4 Clasificación de los plásticos
5.5 Símbolos normalizados de materiales plásticos. Consumo 5.6 Fabricación de plásticos
5.7 Mecanizado y unión de plásticos 5.8 Reciclado de plásticos
5.1. PLÁSTICOS. DEFINICIÓN
Materiales formados por moléculas muy grandes llamadas polímeros, formadas por largas cadenas de átomos que contienen carbono. Los plásticos se fabrican a partir de materias minerales, vegetales e incluso animales.
(Polímero = Macromolécula)
AISLANTES AISLANTES
T
TÉÉRMICOSRMICOS AISLANTES
AISLANTES EL
ELÉÉCTRICOSCTRICOS
RESISTENCIA RESISTENCIA
QU
QUÍÍMICA A MICA A CORROSI
CORROSIÓÓNN
DENSIDAD BAJA DENSIDAD BAJA ELASTICIDAD, ELASTICIDAD, RESISTENCIA A RESISTENCIA A TRACCI TRACCIÓÓNN
FACILIDAD PARA FACILIDAD PARA TRABAJAR CON TRABAJAR CON ELLOS: DUCTILES Y ELLOS: DUCTILES Y
MALEABLES MALEABLES
TEMPERATURA DE TEMPERATURA DE
FUSI
FUSIÓÓN N
RELATIVAMENTE RELATIVAMENTE BAJA BAJA
5.2. PROPIEDADES
AISLANTES AISLANTES ACACÚÚSTICOSSTICOS
POLIMEROS
MOLECULAS PEQUEÑAS
MONOMEROS POLIMERIZACIÓNPROCESO DE
MOLÉCULAS GRANDES
5.3. POLIMERIZACIÓN
El proceso de polimerización consiste en la unión de pequeñas moléculas o monómeros, formando grandes cadenas de moléculas, denominadas POLIMEROS = PLÁSTICOS
1. POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN
2. POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN
Tipos de polimerización, por adición o por condensación: MOLECULA
DE ETILENO
SEGÚN SU PROCEDENCIA
NATURALES SINTETICOS
PROCEDEN DIRECTAMENTE DE MATERIAS PRIMAS ANIMALES o VEGETALES:
celulosa, celofán, látex…
SE ELABORAN A PARTIR DE PRODUCTOS DERIVADOS
DEL PETROLEO, GAS NATURAL O CARBÓN: la
mayoría de los plásticos
SEGÚN SU ESTRUCTURA o COMPORTAMIENTO
ANTE EL CALOR
TERMOESTABLES
TERMOPLÁSTICOS ELASTÓMEROS
CADENAS DE ESTRUCTURA
LINEAL
CADENAS ENTRELAZADAS
FUERTEMENTE EN VARIAS DIRECCIONES
CADENAS UNIDAS LATERALMENTE
5.4. CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
ºC MATERIAL SÓLIDO RÍGIDO MATERIAL DEFORMABLE O SEMISÓLIDO MATERIAL LÍQUIDO Temperatura Ambiente Temperatura de transición vítrea Ambiente Temperatura de Fusión
Cuando un material termoplástico llega a
la temperatura de fusión cambia a estado
líquido
Cuando un material termoplástico llega a la temperatura de transición vítrea el termoplástico empieza a fundirse, y se convierte en un material viscoso y fácil
de moldear
Por debajo de la temperatura de transición vítrea el termoplástico se encuentra en su situación
normal de trabajo
Tª FUSION
>
Tª DE TRANSICIÓN VITREASe ablandan con el calor, pudiéndose moldear con nuevas formas que se conservan al enfriarse. Es debido a que las macromoléculas están unidas por débiles fuerzas que se rompen con el calor, adquiriendo la forma deseada. Son los plásticos más utilizados
PLÁSTICOS
TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES
Polietileno de alta densidad (HDPE o PEAD)
Denso Pesado
Muy Resistente Bastante rígido
Se ablanda a 120-130 ºC. Resiste ataques químicos
Envases de alimentos o líquidos, bolsas, carcasas de electrodomésticos,
juguetes, engranajes y tuberías.
Polietileno de baja densidad (LDPE o PEBD)
Ligero
Más blando y flexible que el de alta densidad.
Se ablanda a 85 ºC.
Puede ser transparento u opaco. Muy buen aislante eléctrico.
Bolsas y envoltorios, juguetes y artículos de menaje.
Policloruro de vinilo (PVC)
Duro y tenaz. Impermeable.
Poco inflamable.
Resistente a la corrosión. Puede producirse como material rígido o como material muy flexible Es un plástico bastante
contaminante.
PLÁSTICOS
TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES
Polipropileno (PP)
Bastante rígido (más rígido y
resistente que el polietileno de alta densidad).
Densidad muy baja.
Resistente a esfuerzos y al choque. Resistente a la acción de productos químicos.
Muy buen aislante.
Se ablanda a unos 150 ºC.
Tiene una gran capacidad para ser doblado muchas veces y no
romperse.
Piezas industriales, componentes eléctricos y electrónicos, envases y menaje de cocina, cascos, papelería, juguetes, fibras para tapicerías, alfombras, moquetas y cuerdas.
Poliestireno (PE)
En estado sólido es bastante frágil y tiene sonido metálico. Resistencia mecánica
moderada.
Existe un forma de
poliestireno expandido (corcho blanco), que es buen aislante térmico, tiene muy baja densidad y amortigua los golpes.
Envases de alimentos (hueveras, cucharas para medicinas, moldes de bizcochos).
PLÁSTICOS
TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES
Polietielenterefta lato (PET)
Rígido y tenaz.
Resistente a la corrosión.
Resistente a la acción de productos químicos.
Envases de alimentos, botellas, fibras textiles (dacrón), base para cintas magnéticas (mylar). Polimetacrilato de metilo (PMMA) Transparente. Rígido.
No muy duro.
Buenas propiedades mecánicas.
Sustituto del vidrio en artículos domésticos, decoración, envases, faros, etc...
Poliamida (PA)
Resistente al desgaste.
Resistente a la acción de productos químicos.
Bajos niveles de rozamiento. Temperatura de fusión alta. Si se utiliza como fibra se suele denominar nailon.
Recubrimientos, rodamientos, fibras textiles (nailon), mangos de utensilios de cocina, láminas, ruedas dentadas, etc...
Politetrafluoretile no (PTFE), teflón
Buen aislante térmico y eléctrico. Resistente a la corrosión.
Poliestireno (PE) Poliamida (PA) Polimetacrilato de metilo (PMMA) Polipropileno (PP) Politetrafluoretileno (PTFE), teflón Polietielentereftalato (PET) Policloruro de vinilo (PVC) Polietileno de baja densidad (LDPE o PEBD)
Polietileno de alta densidad (HDPE o PEAD)
JUGUETES JUGUETES BOTELLAS NO BOTELLAS NO ESTRUJABLES ESTRUJABLES BOLSAS BOLSAS BOTELLAS BOTELLAS ESTRUJABLES ESTRUJABLES CORCHO CORCHO BLANCO BLANCO TUBERIAS GAS TUBERIAS GAS NATURAL NATURAL REVESTIMIENTOS REVESTIMIENTOS DE DE ELECTRODOMESTICOS ELECTRODOMESTICOS REVESTIMIENTOS REVESTIMIENTOS CABLES CABLES EL
ELÉÉCTRICOSCTRICOS
TUBERIAS TUBERIAS JUGUETES JUGUETES CASCOS CASCOS FIBRAS FIBRAS MANGOS MANGOS SARTENES SARTENES BOTELLAS BOTELLAS ENVASES ENVASES ALIMENTOS ALIMENTOS DECORACI DECORACIÓÓN N
(SUSTITUTO (SUSTITUTO
PLÁSTICOS
TERMOESTABLES PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES
Resinas fenólicas, Baquelita
Dura y Frágil.
Resistente al calor y productos químicos.
Buen aislante térmico y eléctrico. Color oscuro y brillante.
Resiste bien el calor sin ablandarse, pero a cierta temperatura se
carboniza.
Es el primer plástico que se fabricó artificialmente a partir de productos químicos.
Industria eléctrica y electrónica, recubrimientos, menaje de cocina, adhesivos.
Mandos de cocinas y
electrodomésticos, asientos de inodoros.
Melamina Resistente a la corrosión y a los agentes químicos. Poco inflamable.
Laminados y recubrimientos de
muebles (formica), industria eléctrica, adhesivos, barnices.
Piezas de ajedrez. Encimeras de cocinas.
Resinas epoxi
Es un ejemplo de plástico
termoestable que se polimeriza a temperatura ambiente (se mezcla la resina con un producto
endurecedor).
Tenaces con elevada resistencia al impacto.
Plástico duro y frágil. denominar nailon.
Adhesivos, pinturas y barnices.
Piscinas de jardín, piraguas, papeleras, estanques.
B. TERMOESTABLES
Melamina
Resinas epoxi Resinas
fenólicas
Baquelita TERMOESTABLESTERMOESTABLES
ELEMENTOS ELECTRICOS
ELEMENTOS ELECTRICOS
Y ELECTR
Y ELECTRÓÓNICOSNICOS
MENAJE DE COCINA
MENAJE DE COCINA
COMPONENTES
COMPONENTES
ELECTR
ELECTRÓÓNICOSNICOS
PINTURAS y
PINTURAS y
BARNICES
BARNICES
ADHESIVOS y BARNICES
ADHESIVOS y BARNICES
RECUBRIMIENTOS DE
RECUBRIMIENTOS DE
MUEBLES
PLÁSTICOS
ELASTÓMEROS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES
Caucho natural y sintético
Resistente al desgaste. Resiste al impacto.
Buen aislante eléctrico y térmico. Resistencia ante ataques químicos.
Neumáticos, juntas, tacones, y suelas de zapatos.
CAUCHO NATURAL
El caucho natural se extrae de la savia del árbol del caucho, haciendo una incisión en el tronco de forma similar a la de cómo se extrae la resina de los pinos. La aplicación más importante es para la fabricación de las ruedas de los coches por medio de un proceso industrial llamado vulcanización, que consiste en adicionar azufre y calentar el caucho a unos 140 ºC.
Neopreno
Similar al caucho artificial. Gran resistencia al desgaste. Buen aislante térmico.
Elevada elasticidad.
Trajes de inmersión, asiento en las cimentaciones de edificios protegidos contra terremotos, apoyo de grandes vigas de puentes.
Silicona
Gran elasticidad.
Hidrófugo e inalterable a la mayoría de agentes químicos.
Se presenta normalmente en estado pastoso.
Buen aislante térmico.
Material adhesivo para la unión de superficies.
C. ELASTÓMEROS
Neopreno
TRAJES DE INMERSIÓN IMPERMEABLES
Caucho natural y
sintético
NEUMATICOS SUELAS DE
ZAPATOS JUNTAS DE
UNIÓN
Silicona
MATERIAL ADHESIVO
CELOFAN MATERIAL DE
5.5. SIMBOLOS NORMALIZADOS DE
MATERIALES PLÁSTICOS. CONSUMO
PET PET PEAD PEAD OTROS OTROS PE PE PP PP PEBD PEBD PVC PVC
ESTE ES LISTADO DE LOS
ESTE ES LISTADO DE LOS
MATERIALES PL
MATERIALES PLÁÁSTICOS STICOS M
MÁÁS UTILIZADOSS UTILIZADOS
APROXIMADAMENTE EL 90% DE 90%
LOS MATERIALES PLÁSTICOS CONSUMIDOS Y FABRICADOS EN EL MUNDO PERTENECEN A LOS SEIS PRIMEROS TIPOS
1. POLIETILENTEREFTALATO (PET).
2. POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD) 3. POLICLORURO DE VINILO (PVC).
4. POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD). 5. POLIPROPILENO (PP).
ESQUEMA DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS
EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE
GRÁNULOS O BOLITAS DE PLÁSTICOS
TOLVA TORNILLO SIN FIN TOBERA
ENTRADA SALIDA
CALOR FRIO
¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE EXTRUSIÓN ?
5.6. FABRICACIÓN DE PLÁSTICOS
5.6. FABRICACIÓN DE PLÁSTICOS
También se llama moldeo por extrusión y soplado
ESQUEMA DEL PROCESO DE MOLDEO POR SOPLADO DE MATERIALES PLÁSTICOS
EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE
MATERIAL VISCOSO (PASTOSO)
MOLDE SOPLADO FRIO
ENTRADA SALIDA
ENTRADA DE AIRE A
PRESIÓN
SOLIDIFICACIÓN DEL MATERIAL
PLÁSTICO
¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE SOPLADO ?
¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR INYECCIÓN ?
AQUÍ SE PRODUCE LA PLASTIFICACIÓN
MATERIAL PLÁSTICO EN
FORMA DE
BOLITAS COMPRESIÓN + CALOR
¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR COMPRESIÓN ?
EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE
GRÁNULOS O BOLITAS DE PLÁSTICOS
TOLVA TORNILLO SIN FIN MOLDE
ENTRADA SALIDA
CALOR FUSIÓN
INYECCIÓN
ENDURECIMIENTO A TEMPERATURA
AMBIENTE
¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR TRANSFERENCIA ?
AQUÍ SE PRODUCE LA PLASTIFICACIÓN
DIFERENCIA CON EL MOLDEO POR
INYECCIÓN
TERMOCONFORMADO
TERMOCONFORMADO
POR VACIO o MOLDEO
POR VACIO o MOLDEO
POR VACIO
POR VACIO
TERMOCONFORMADO
TERMOCONFORMADO
POR PRESI
POR PRESIÓÓNN
HILADO
HILADO
PON EJEMPLOS DE MATERIALES PLÁSTICOS REALIZADOS MEDIANTE ESTOS METODOS DE ¿ CONFORMADO ?CONFORMADO
MÉTODO DE LAMINACIÓN ( CALANDRADO )
Mediante este método de conformado obtenemos planchas y láminas de plástico
MÉTODO PARA REVESTIR CABLES ELÉCTRICO
INTRODUCCI
INTRODUCCIÓÓNDE NDE
MATERIAL
MATERIAL
PL
PLÁÁSTICO EN STICO EN ESTADO VISCOSO
ESTADO VISCOSO
INTRODUCCIÓN DEL CABLE DESNUDO
TORNILLO PARA FIJAR LA
SECCIÓN DEL CABLE
LOS MATERIALES
PLÁSTICOS SE PUEDEN
UNIR
FUNDAMEN-TALMENTE ....
ATORNILLADO
S O L D A D U R A
MEDIANTE APORTACIÓN DE
CALOR
MEDIANTE EMISIÓN DE ULTRASONIDOS
Los plásticos constituyen una parte importante del volumen total de residuos y muchos de ellos son muy contaminantes. Esto hace especialmente interesante el reciclaje de estos materiales.
El reciclaje aminora estos problemas, ya que se reduce los residuos y nos permite producir nuestras propias materias primas.
Resulta habitual hablar de la regla de las 3 R: REDUCIR, REUTILIZAR Y RECICLAR
Las siguientes gráficas muestran la evolución del reciclado de plásticos en España y como se reutilizan.
1
2 3
4
5 6
A)
RECICLADO MECÁNICO
B)
RECICLADO QUÍMICO
EJEMPLOS REUTILIZACIÓN
Un nuevo proyecto transformará residuos para elaborar una mezcla asfáltica que se aplicará a lo largo de dos kilómetros en una carretera de Madrid. El proyecto se llama Polymix. Participa el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) y permitirá el reciclaje de más de 22.000
5.9. MATERIALES TEXTILES
5.9.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
Los materiales textiles se utilizan en forma de hilos para elaborar tejidos. Según la procedencia de las fibras que los constituyen, pueden ser naturales o sintéticas.
Materiales naturales
Se extraen de materias primas animales, vegetales o minerales
De origen animal (lana, seda,...)
De origen vegetal (lino, esparto, yute, cáñamo…) De origen mineral (amianto, metales)
Materiales sintéticos
Tejidos cálidos en invierno y frescos en verano
Caros No producen alergias
El algodón encoje en los primeros lavados debido a la distensión del tejido tras su proceso de fabricación Se lavan con facilidad.
Buen comportamiento ante los detergentes
Su estructura provoca que se arruguen fácilmente
Tacto suave debido a la gran capacidad de absorción de la humedad, que hace que no acumulen electricidad estática
Inconvenientes Ventajas
Materiales naturales
Materiales sintéticos
Inconvenientes Ventajas
-En algunos (como los acrílicos) se da el fenomeno de
formación de pelotitas Más baratos
Producen alergias en pieles sensibles
Fácil cuidado
Tienen poca higroscopicidad
(absorben muy poco la humedad), con lo que producen sensación de frío en invierno y
calor en verano. Gran duración y
5.10. MATERIALES PÉTREOS
Los materiales pétreos se obtienen de las rocas. Se encuentran en la naturaleza y se extraen en canteras y graveras o areneros.
Los materiales pétreos naturales se utilizan en arquitectura (columnas, muros, estructuras, tejados), en recubrimientos de suelos y paredes, en la construcción de calles, bordillos…, normalmente se utilizan los materiales que se extraen cerca de donde se van a emplear, con objeto de abaratar costes. Así por ejemplo, podemos ver un castillo en granito, situado en la sierra de Madrid, y la plaza de un pueblo en Guadalajara, don montañas de pizarra.
Los materiales pétreos artificiales sustituyen a las piedras naturales. En algunos casos constituyen materiales con iguales propiedades (materiales aglomerantes), y en
otros son materiales con
características y propiedades diferentes.
Se pueden clasificar en:
Materiales Pétreos Artificiales cerámica y vidrio
• Yeso: se obtiene de la piedra de yeso, que se cuece y se muele. Es un material soluble y adherente. Produce corrosión con hierro y acero y resistente al fuego. Se utiliza en revestimiento de interiores.
• Cemento: se obtiene a partir de una mezcla triturada y cocida de caliza, arcillo y una pequeña cantidad de yeso, el resultado es un polvo gris que mezclado con agua forma una pasta que al fraguar adquiere gran dureza. Se utiliza en la fabricación de mortero y hormigones.
• El mortero. Es una mezcla de cemento y arena. Se utiliza en la fabricación de ladrillos, bloques, pavimentos… y en la fabricación de uralita junto con amianto.
• El hormigón es un producto derivados que se obtiene al añadir al cemento agua , grava y arena. Reforzado con barras de acero se llaman hormigón armado y resiste mejor los esfuerzos de tracción. Es el mas utilizado en la construcción
A)
MATERIALES PÉTREOS AGLOMERANTES
B)
MATERIALES CÉRÁMICOS
• Se obtiene a partir de la arcilla, se modela, tornea, prensa o moldea. A continuación, se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas.
• Se clasifican en cerámicas gruesas y cerámicas finas:
• Cerámicas gruesas: son permeables, incluyen la arcilla cocida (ladrillos, tejas, vasijas…, la loza (azulejos, vasijas…) y los refractarios (aguantan temperaturas superiores a 3.000º C), para revestimiento interior de altos hornos. A continuación vemos el proceso de fabricación de ladrillos.
C)
VIDRIO
• Es un material transparente o translúcido. Impermeable, suave al tacto, duro pero muy frágil. Buen aislante térmico, eléctrico y acústico
• Se obtiene a partir de una mezcla de arena de cuarzo, sosa y cal, que se funde a unos 1.500º C.
Estructura: el esqueleto de los
edificios (hormigón,, piedra natural):
• Vigas
• Forjados • Pilares
Cerramientos: Sirven de
protección externa (hormigón, ladrillo, cerámicos, vidrio, aluminio, pvc…)
• Muros
• Cubiertas
Tabiquería interior:
• Ladrillo
• Mortero
• Pladur (2 placas de yeso + aislante)
Revestimientos: son los suelos
paredes y techos bien acabados (yeso)