1. INTRODUCCIÓN
Son materiales relativamente nuevos (desde finales del s. XIX).
Sus propiedades (ligereza y resistencia, aislantes, inertes, moldeables, duraderos, etc.) y bajo coste los han convertido en materiales insustituibles en determinadas aplicaciones.
Han producido efectos negativos como el fuerte crecimiento de sus residuos.
2. DEFINICIÓN Y CONSTITUCIÓN
Son materiales orgánicos, constituidos por macromoléculas (polímeros) producidas por transformación de sustancias naturales o por síntesis directa a partir de productos extraídos del petróleo, gas natural, carbón o otra materias minerales.
La polimerización es una reacción química en la que combinan dos o más moléculas para formar otra, repitiendo las unidades estructurales y la composición de las primitivas.
Puede ser de dos tipos:
POLIADICIÓN: las moléculas se enlazan sin modificar la forma inicial.
POLICONDENSACIÓN: el mero está formado por la condensación de unos productos de partida que de por sí no eran encadenables.
Los plásticos pueden proceder:
Origen mineral: petróleo, gas natural, carbón o sal común.
Origen vegetal: madera, algodón, gomas vegetales, resina.
Origen animal: como la leche y sus derivados (caseína) para dar la galatita.
3. ORIGEN Y EVOLUCIÓN (I)
A modo de historia presentamos los principales:
1862 – el parkesine:
1869 – el celuloide
1897 – la caseína
1909 – la baquelita
1922 – los polímeros
1927 – caucho sintético
1929 – acetato de celulosa
1930 – plexiglás
1933 – polietileno
1935 nylon.
3. ORIGEN Y EVOLUCIÓN (II)
1938 – Politetrafluoretilenos (TEFLÓN)
1941 – Poliésteres
1942 – Siliconas
1943 – PVC
1953 – mejora de la polimerización (Premio Nobel)
1953 – 1999 – periodo de expansión
3. CONSTITUYENTES
En la constitución de los plásticos intervienen los siguientes elementos:
Materia prima, puede ser celulosa, caseína, resina, poliuretano…
Estabilizadores, productos ajenos al polímero que actúan como protectores, evitando que puedan perturbarse por distintas causas (calor, luz, radiaciones, oxidación,…)
Absorbentes, absorben la radiación ultravioleta.
Plastificante, para aquellos que tienen una estructura muy rígida.
Lubricantes, mejoran la fusión o fricción.
Desmoldeantes, facilitan la extracción de la pieza moldeada.
Cargas, se añaden para dar mayor volumen, abaratar el precio.
Colorantes, en general no tienen color y hay que incorporárselo.
Catalizadores, aceleran las reacciones químicas.
4. PROPIEDADES (I)
Varían considerablemente en función de: la disposición de las macromoléculas, la naturaleza de los átomos que los unen, el ordenamiento de las macromoléculas:
Reacción ante el calor
Polímeros de cadenas lineales: Se reblandecen progresivamente, son fácilmente moldeables de nuevo (son reciclables)
Polímeros de cadenas entrecruzadas o malla cerrada: resistencia al calor importante, forma invariable al calor (no reciclables)
Resistencia química son vulnerables por algunos disolventes orgánicos, casi inalterables a ácidos y bases.
Disolución, Estructura tridimensional – no se disuelven;
Estructura lineal – se disuelven en disolventes orgánicos.
4. PROPIEDADES (II)
Oxidación, son vulnerables a la oxidación, en su procesado y en su uso.
Comportamiento eléctrico, son aislantes.
Comportamiento ante el fuego, algunos arden con facilidad y otros son incombustibles.
Comportamiento sanitario, son inertes, no son atacados por enzimas.
Densidad, varía mucho en función de su cristalinidad.
Envejecimiento, envejecen y llegan a su destrucción por luz UV, oxígeno, fatiga, etc.
5. CLASIFICACIÓN
TERMOPLÁSTICOS
Moldeables por calor sin modificación química,
Reciclables
Cadenas moleculares lineales o muy poco ramificadas.
Ej: PVC, Polietileno, Poliestireno.
TERMOESTABLES,
Moldeables por calor con modificación química irreversible
NO reciclables
Ej: Baquelita, resinas fenólicas, siliconas.
ELASTÓMEROS,
moldeables con técnicas de la industria del caucho.
Cadenas forma malla de estructura amplia y pocos enlaces transversales, buena elasticidad.
Ej. Polisopreno, caucho nitrílico, caucho fluorado,…
6. SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
6.1. PRENSADO
6.2. INYECCIÓN
6. SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
6.3. EXTRUSIÓN
6.4. SOPLADO
6. SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
6.5. LAMINACIÓN – CALANDRADO
6.6. ESPUMACIÓN
6.7. EMBUTICIÓN
7. PRINCIPALES PLÁSTICOS DE ORIGEN NATURAL
Derivados de la caseína: la galatita, leche cuajada + formol, usos: colas y objetos de uso doméstico (peines, botones, pomos)
Derivados del caucho: caucho natural es un líquido que se obtiene del látex (savia de árboles tropicales), luego se coagula con ácido acético y se obtiene el caucho crudo. Luego un proceso de vulcanizado:
Triturar el caucho Añadir Azufre (vulcanizante) + cargas + pigmentos + perfumes (para atenuar olores)
Elevar T a 142 ºC que funde el Azufre y proceso de moldeo, extrusión o calandrado.
Goma blanda: azufre (S) 3-20%, más elástica ? S, ej: juntas, correas.
Goma dura: S 16-50%, puede mecanizarse, ej. Volante automóvil.
Goma esponjosa, esponjas, almohadas.
Caucho sintético, más económico, se obtiene por sístesis a partir del butadieno que procede del petróleo. Ej: buna, neopreno, perbunan (juntas y arandelas de motores.
Derivados de la celulosa: Celuloide (muy inflamable), Celofán, Cellón (monturas de gafas y barnices)
7. PRINCIPALES PLÁSTICOS
8. PRINCIPALES PLÁSTICOS DE ORIGEN SINTÉTICO (I)
8.1. TERMOESTABLES:
Estructura tridimensional: gran rigidez, estabilidad física y mecánica
Al calentarlos no funden y se endurecen
No puede reciclarse
Arden mal y son relativamente frágiles.
Ejemplos:
Resinas fenólicas – PF (baquelita)
Resinas de urea – UF
Resinas de melamina – MF
Resinas de poliéster – UP
Resinas epoxi – EP
Poliuretano – PUR
8. PRINCIPALES PLÁSTICOS DE ORIGEN SINTÉTICO (II)
8.2. TERMOPLÁSTICOS:
Los más utilizados (4 de cada 5 plásticos)
Gran variedad de propiedades
Pueden reciclarse
Inconveniente: poca resistencia mecánica al ?T.
Ejemplos:
Policloruro de vinilo – PVC: rígido o flexible
Polietileno – PE: baja (blando) o alta densidad (duro)
Poliestireno – PS: duro o expandido
Polimetacrilatos – PMMA
Poliamidas – PA
Siliconas
Fluorados – PTFE
PET o PETE (Polietileno tereftalato): Es el plástico típico de envases de alimentos y bebidas, gracias a que es ligero, no es caro y es reciclable.
HDPE (Polietileno de alta densidad): Gracias a su versatilidad y resistencia química se utiliza sobre todo en envases, en productos de limpieza de hogar o químicos industriales, como por ejemplo botellas de champú, detergente, cloro, etc.
V o PVC (Vinílicos o Cloruro de Polivinilo): También es muy resistente, limpiadores de ventanas, botellas de detergente, champú, aceites, y también en mangueras, equipamientos médicos, ventanas, tubos de drenaje, materiales para construcción, forro para cables, etc.
LOS SIETE SÍMBOLOS DEL PLÁSTICO
LDPE (Polietileno de baja densidad): Este plástico fuerte, flexible y transparente. Ej: algunas botellas y bolsas muy diversas (de la compra o para comida congelada, pan, etc.) algunos muebles, y alfombras.
PP (Polipropileno): Su alto punto de fusión permite envases para líquidos y alimentos calientes. Ej: fabricación de envases médicos, yogures, pajitas, botes de ketchup, tapas, algunos contenedores de cocina, etc.
PS (Poliestireno): Utilizado en platos y vasos de usar y tirar, hueveras, bandejas de carne, envases de aspirina, cajas de CD, etc. Su bajo punto de fusión hace posible que pueda derretirse en contacto con el calor.
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OTROS: se engloban a otros plásticos, difíciles de reciclar.
9. PLÁSTICOS Y SUS RESIDUOS (I)
9.1. TIPOS DE RESIDUOS PLÁSTICOS:
Desperdicio industrial (scrap), provienen de recortes, rechazos de producción; la propia empresa lo reutiliza, material limpio y homogéneo.
Residuos postconsumo:
Residuo industrial/comercial, empleado en embalajes, homogéneo y de reciclado alto.
Residuo agrícola
Residuo doméstico, amplio y variado.
9. PLÁSTICOS Y SUS RESIDUOS (II)
9.2. GESTIÓN DE RESIDUOS
La sensibilización por proteger el medio ambiente ha creado una legislación para favorecer el reciclado; se basan en una directiva de la UE sobre envases y residuos de envases, cuyos objetivos son:
Armonizar las legislaciones nacionales sobre gestión de envases y residuos.
Reducción, reutilización y valorización de los residuos.
Alcanzar a los 5 años:
Valorizar (operaciones para recuperar, regenerar o aprovechar los residuos) entre 50% – 65% del peso de residuos de envases.
Reciclar entre 25% – 45%
VALORIZACIÓN
RECICLADO DE MATERIAL
RECUPERACIÓN ENERGÉTICA
RECICLADO MECÁNICO
RECICLADO A MATERIAS PRIMAS