Varios
El consumo medio de materiales plásticos en los países industrializados es de 70 Kg/habitante por año.
Dos características de los plásticos justifican este uso generalizado: su facilidad para moldearse a geometrías complicadas en tiempos muy cortos y su resistencia a la intemperie.
Definición y clasificación
Los plásticos son materiales que se pueden moldear fácilmente, en sumayoría sintéticos y orgánicos, constituidos por macromoléculas.
Los polímeros son moléculas lineales o ramificadas, formadas por la repetición indefinida de grupos funcionales simples (monómeros) que se componen básicamente de C, H, O, N.
Se llama grado de polimerización (G.P.) al número de veces que se repite el monómero para formar la macromolécula, en valor promedio. Para grados de polimerizaciónmuy bajos, se obtienen líquidos a temperatura ambiente (aceites sintéticos y ceras); al aumentar el G.P. el producto será normalmente sólido a temperatura ambiente, aumentando progresivamente su temperatura de fusión, hasta llegar a tamaños donde se estabiliza este valor, característico para cada polímero. Por tratarse en muchos casos de sólidos amorfos, no se puede hablar de punto de fusión, conuna transición brusca de sólido a líquido, sino de un reblandecimiento progresivo con la temperatura.
Para conseguir estabilidad térmica y evitar que la agitación cinética provocada por la temperatura rompa ésta macromolécula, los enlaces que forman el esqueleto de la molécula deben ser de muy alta energía, como por ejemplo -C-C-C-, o anillos bencénicos, o -Si-O-Si-O-.
No todas las propiedades delos polímeros se derivan de la fuerza de esos enlaces primarios; las fuerzas de atracción intermoleculares, mucho más débiles, pero reversibles, justifican la mayor parte de las propiedades de los polímeros, justifican la mayor parte de las propiedades de los polímeros; al calentar el material estos enlaces se debilitan, permitiendo a las macromoléculas deslizarse unas sobre otras, dando lugar afenómenos de fluencia y de flujo en fundido.
Este esquema estructural de largas moléculas lineales o ramificadas, unidas entre sí sólo por enlaces secundarios, corresponde al grupo de polímeros que se conocen como termoplásticos. El procesado de estos materiales se realiza calentando el material hasta que se licúe, y dejándolo enfriar en un molde con la forma deseada. Dado el bajo salto detemperaturas requerido, el proceso de fabricación se realiza muy rápidamente, en tiempos inferiores a un minuto.
En ocasiones, interesará bloquear el deslizamiento de unas macromoléculas sobre otras para limitar la fluencia. Una forma de hacerlo será establecer anclajes químicos mediante enlaces primarios puntuales entre moléculas. Con ello, se anula para siempre la posibilidad de reprocesar esematerial. Cuando el número de puntos de anclaje es pequeño, la molécula puede todavía cambiar apreciablemente su geometría al someterla a deformación mecánica, recuperando la geometría original al eliminar la tensión. Se tiene el grupo de loselastómeros, caracterizados por ésta propiedad.
A los plásticos caracterizados por su bajo alargamiento a rotura y por su infusibilidad, se les llamatermoestables. El procesado de estos materiales será permitir que la masa líquida de prepolímero se adapte a la geometría deseada, y esperar que se complete la reacción química.
Síntesis de polímeros
Los polímeros provienen mayoritariamente del petróleo (mezcla de hidrocarburos). Un 4 % de la producción mundial de petróleo se convierte en plástico. Después de un proceso de "cracking" y "reforming", se tienenlas moléculas simples, como etileno, benceno, etc., a partir de las que comenzará la síntesis del polímero.
Se distinguen dos métodos de polimerización:
Polimerización por adición: el polímero es sintetizado por la adición de monómero insaturado a una cadena de crecimiento. Por este procedimiento se sintetizan el polietileno (PE) y las distintas poliolefinas, polímeros vinílicos y acrílicos....
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