"Los plásticos 1"

Una buena definición podría ser que: “Los plásticos son aquellos materiales que, compuestos por resinas, proteínas y otras sustancias, son fáciles de moldear y pueden modificar su forma de manera permanente a partir de una cierta compresión y temperatura”. Y ¿qué se entiende cuando se habla de un polímero? La ciencia explica que "se trata de una macromolécula, o sea, una molécula de gran tamaño formada por otras moléculas más sencillas y que se repiten de manera constante para formar el denominado como polímero". 

Por lo general, los plásticos son polímeros que se moldean a partir de la presión y el calor. Una vez que alcanzan el estado que caracteriza a los materiales que se suelen denominar como plásticos, resultan bastante resistentes a la degradación y, a la vez, son muy livianos. De esta manera, los plásticos se emplean para fabricar una amplia gama de productos. “El coste reducido de fabricación, su resistencia al deterioro, la impermeabilidad y la posibilidad de colorearlos en diferentes tonos son algunos de los motivos que hacen que los plásticos sean tan populares”. 

Los plásticos se caracterizan por una alta relación entre la resistencia y la densidad, unas propiedades que son excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico, además de 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 al que uno se refiera. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas, o lo que es lo mismo, se ablandan con el calor; mientras que las entrecruzadas son termoestables, es decir, no se ablandan con el calor.

La investigación de estos materiales se inició en 1830 y condujo a muchos científicos a la síntesis de materias primas que, después, llegarían a ser aprovechadas para la elaboración de diferentes tipos de plásticos. 

Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales como: el betún, la gutapercha, la goma, la laca y el ámbar, productos con los que se podían fabricar herramientas útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que estas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China para una variedad de aplicaciones que iban desde el modelo básico de artículos rituales hasta el uso para impregnar a los muertos para su momificación.

El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el inventor estadounidense Wesley Hyatt desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de alcohol. Su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales hasta cuellos de camisas. El celuloide tuvo un notable éxito comercial, a pesar de ser inflamable y deteriorarse al exponerlo a la luz.

Sin embargo, no sería hasta 1907 cuando se introdujeron los polímeros sintéticos, gracias al Dr. Leo Baeckeland que descubre un compuesto de fenol-formaldehído al cual denominó “baquelita” y que se empezó a comercializar en 1909. Este material presentaba una gran resistencia mecánica, aislamiento eléctrico y resistencia a elevadas temperaturas.

Durante las décadas siguientes aparecerían, de forma gradual, otros tipos de plásticos. Se inventaron los primeros plásticos totalmente sintéticos: este era un grupo de plásticos termoestables o resinas que fueron desarrollados, hacia 1906, por el químico estadounidense de origen belga Leo Hendrik Baekeland y comercializado con el ya referido nombre de baquelita.

Entre los productos desarrollados durante este período estaban los polímeros naturales alterados, como el rayón, que era fabricado a partir de la celulosa, del nitrato de celulosa o del etanoato de celulosa. Ya en 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. Otro químico, esta vez un alemán, Hermann Staudinger, aventuró que estos se componían, en realidad, de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química. 

Uno de los plásticos más populares de esta época fue el metacrilato de metilo polimerizado, que se comercializó en Gran Bretaña con el nombre de Perspex y como Lucite en Estados Unidos, y que se conoció en español como plexiglás. Este material posee unas propiedades ópticas excelentes, por lo que puede ser usado tanto para gafas y lentes como para el alumbrado público o publicitario.

Las resinas de poliestireno, comercializadas alrededor de 1937, se caracterizaron por su alta resistencia a la alteración química y mecánica, sobre todo a bajas temperaturas, y por su escasa absorción de agua. Estas propiedades hacían del poliestireno un material adecuado para aislamientos y accesorios utilizados a bajas temperaturas, como en instalaciones de refrigeración y aeronaves destinadas a los vuelos a gran altura. El PTFE (politetrafluoretileno), sintetizado por primera vez en 1938, se daría a conocer con el nombre comercial de teflón tan solo en 1950.

Propiedades y características generales

Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos, aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales, son estas:

-Se trata de materiales fáciles de trabajar y moldear.

-Poseen un bajo coste de producción.

-Tienen baja densidad.

-Suelen ser impermeables.

-Funcionan como buenos aislantes eléctricos.

-Son aislantes acústicos aceptables.

-También se constituyen como buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resiste temperaturas muy elevadas.

-Son duros a la corrosión y a otros factores químicos.

-Algunos no son biodegradables ni tampoco fáciles de reciclar.

-Si se queman, son muy contaminantes.

-A priori, son altamente rígidos, duros y muy resistentes.

-Suelen poseer una superficie que se puede barnizar, que es especialmente adherente a pinturas o lacas, por lo que reduce la necesidad de realizar un pretratamiento.

-El calor no suele deformarlos y se muestran estables cuando se dejan a la intemperie.

-Tienen un nivel bajo de absorción de humedad, por lo que son muy usados para fabricar fibras.

-Resistentes a las dobleces.

Clasificación

Los plásticos se pueden clasificar de acuerdo a:

1)         Procedencia:

1.a. Naturales: si se obtienen directamente de materias primas vegetales como, por ejemplo, la celulosa, que se encuentra en las células de las plantas. El celofán se obtiene disolviendo fibras de madera, algodón y cáñamo y el látex se obtiene del jugo de la corteza de un árbol tropical.

1.b. Sintéticos (artificiales): los que se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría pertenece a este grupo. En la actualidad, la mayoría de los plásticos que se comercializan provienen de la destilación del petróleo. La industria de plásticos utiliza el 6% del petróleo que pasa por las refinerías para convertirlo en plástico.

2)         El proceso de polimerización.

Existen dos procesos para hacer polímeros: la condensación y las reacciones de adición. La condensación produce varias longitudes de polímeros, mientras que las reacciones de adición producen longitudes específicas.

Algunos polímeros típicos de condensación son el nailon, los poliuretanos y los poliésteres. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, el polipropileno, el cloruro de polivinilo y el poliestireno.

3)         La forma en que pueden procesarse.

En este caso, todo depende de si se hará un plástico termoplástico o si, en cambio, será termodurecible.

4)         La naturaleza química de un plástico.

Su naturaleza depende de la unidad repetitiva que compone la cadena del polímero porque, por ejemplo, las poliolefinas están compuestas de monómeros de olefinas, que son hidrocarburos de cadena abierta con al menos un doble enlace. El polietileno es una poliolefina. Su monómero es el etileno.

Usos más comunes

·      Aplicaciones en el sector industrial: piezas de motores, aparatos eléctricos y electrónicos, carrocerías, aislantes eléctricos, etc.

· En construcción: tuberías, impermeabilizantes, espumas aislantes de poliestireno y otros.

·  Industrias de consumo y similares: envoltorios, juguetes, maletas, artículos deportivos, fibras textiles, muebles, etc.

·  Una de las aplicaciones principales del plástico es el empaquetado. Se comercializa una buena cantidad de polietileno de baja densidad, en forma de rollos de plástico transparente, para envoltorios. El polietileno de alta densidad se usa para películas plásticas más gruesas, como la que se emplea en las bolsas de basura. 

Proceso productivo

El proceso de producción de plásticos se debe realizar, en primer lugar, mediante la polimerización, que consiste en transforman las cadenas cortas de hidrocarburos, llamados monómeros, en polímeros, que son cadenas largas de este mismo material. Este proceso de polimerización se puede realizar mediante dos técnicas que son las reacciones de condensación y de adición. Las materias primas de las cuales se pueden sacar los monómeros que se van a polimerizar son los derivados del petróleo, furfural, celulosa; asimismo se ha experimentado con la gasificación del carbono, caseína de la leche, semillas de ricino y, en general, cualquier sustancia con monómeros presentes. 

La polimerización se lleva a cabo mediante la unión de diferentes monómeros en varios polímeros y para lograr esto se lleva a los monómeros a una fase gaseosa o liquida, en la cual se unen por acción del calor invertido. Otra forma sería colocar los monómeros en dos líquidos que no puedan mezclarse de forma homogénea (inmiscibles) y así los monómeros se unirán entre los dos líquidos. 

Mientras se realiza la polimerización, se suelen agregar varios aditivos con los cuales el producto final va lograr ciertas características, como son su sensibilidad, durabilidad, elasticidad, color, forma u otras propiedades. Por ejemplo, para lograr que los plásticos tengan cierto color se suelen agregar pigmentos a la mezcla; a su vez, si se le agregan antioxidantes a la mezcla, el plástico resultante será más resistente a los daños producidos por el oxígeno o muchas de las acciones causadas por ciertos elementos. El acabado final del plástico depende de tres factores específicos que son el tiempo, calor y deformación. 

¿Te interesan los plásticos?

Todavía tengo más que contarte, 

espera mi próxima entrega.

Pepe Cocodrilo