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Plástica
PANORAMA
Plástico es el término general común para una amplia gama de materiales sólidos amorfos orgánicos sintéticos o semisintéticos adecuados para la fabricación de productos industriales. Los plásticos son típicamente polímeros de alto peso molecular, y pueden contener otras sustancias para mejorar el rendimiento y / o reducir costes. La palabra plástico deriva del griego (plastikos) que significa el ajuste para moldear, y (plastos) el significado moldeado. Se refiere a su maleabilidad, o plasticidad durante la fabricación, que les permite ser fundidos, prensados ​​o extrudidos en una enorme variedad de formas, tales como películas, fibras, placas, tubos, botellas, cajas y mucho más. La palabra común plástico no debe confundirse con el adjetivo técnico plástico, que se aplica a cualquier material que experimente un cambio permanente de forma (deformación plástica) cuando se somete a una tensión más allá de cierto punto. El aluminio, por ejemplo, es plástico en este sentido, pero no un plástico en el sentido común; en cambio, en sus formas acabadas, algunos plásticos se romperán antes de deformarse y por lo tanto no son plásticos en el sentido técnico.

Hay dos tipos de plásticos: termoplásticos y termoestables.
  • Los termoplásticos se suavizarán y se derretirán si se aplica suficiente calor; ejemplos son polietileno, poliestireno y PTFE.
  • Los termoendurecibles no se suavizan ni se funden sin importar cuánto calor se aplique. Ejemplos: Micarta, GPO, G-10

    Visión de conjunto:
    Los plásticos pueden clasificarse por su estructura química, es decir, las unidades moleculares que forman la columna vertebral del polímero y las cadenas laterales. Algunos grupos importantes en estas clasificaciones son los acrílicos, los poliésteres, las siliconas, los poliuretanos y los plásticos halogenados. Los plásticos también se pueden clasificar por el proceso químico utilizado en su síntesis; por ejemplo, como condensación, poliadición, reticulación, etc. Otras clasificaciones se basan en cualidades que son relevantes para la fabricación o el diseño del producto. Ejemplos de tales clases son el termoplástico y termoendurecido, elastómero, estructural, biodegradable, eléctricamente conductor, etc. Los plásticos también pueden clasificarse por varias propiedades físicas, tales como densidad, resistencia a la tracción, temperatura de transición vítrea, resistencia a diversos productos químicos, etc. Debido a su costo relativamente bajo, facilidad de fabricación, versatilidad e impermeabilidad al agua, los plásticos se usan en una gama enorme y creciente de productos, desde clips de papel hasta naves espaciales. Ya han desplazado muchos materiales tradicionales, como la madera; piedra; cuerno y hueso; cuero; papel; metal; vaso; y cerámica, en la mayoría de sus usos anteriores. El uso de plásticos está limitado principalmente por su química orgánica, que limita seriamente su dureza, densidad y su capacidad para resistir el calor, los disolventes orgánicos, la oxidación y la radiación ionizante. En particular, la mayoría de los plásticos se derretirán o se descompondrán cuando se calientan a unos pocos cientos de grados centígrados. Mientras que los plásticos se pueden hacer eléctricamente conductores en cierta medida, todavía no están emparejados para los metales como el cobre o el aluminio. Los plásticos son todavía demasiado costosos substituir la madera, el concreto y la cerámica en artículos voluminosos como edificios ordinarios, puentes, presas, pavimento, juntas de ferrocarril, etc.

    Estructura química:
    Los termoplásticos comunes oscilan entre 20.000 y 500.000 en masa molecular, mientras que los termoendurecibles tienen un peso molecular infinito. Estas cadenas se componen de muchas unidades moleculares repetitivas, conocidas como unidades repetidas, derivadas de monómeros; cada cadena de polímero tendrá varios miles de unidades de repetición. La gran mayoría de los plásticos están compuestos de polímeros de carbono e hidrógeno solos o con oxígeno, nitrógeno, cloro o azufre en la columna vertebral. (Algunos de los intereses comerciales están basados ​​en el silicio.) La columna vertebral es la parte de la cadena en el "camino" principal que une un gran número de unidades de repetición juntos. Para variar las propiedades de los plásticos, tanto la unidad de repetición con diferentes grupos moleculares "colgantes" o "colgantes" de la columna vertebral, (normalmente se "cuelgan" como parte de los monómeros antes de unir los monómeros para formar la cadena polimérica). Esta personalización por la estructura molecular de la unidad de repetición ha permitido que los plásticos se conviertan en una parte indispensable de la vida del siglo XXI ajustando las propiedades del polímero.

    Algunos plásticos son parcialmente cristalinos y parcialmente amorfos en su estructura molecular, lo que les da tanto un punto de fusión (la temperatura a la que se superan las fuerzas intermoleculares atractivas) como una o más transiciones de vidrio (temperaturas por encima de las cuales el grado de flexibilidad molecular localizada se incrementa sustancialmente) . Los llamados plásticos semicristalinos incluyen polietileno, polipropileno, poli (cloruro de vinilo), poliamidas (nilones), poliésteres y algunos poliuretanos. Muchos plásticos son completamente amorfos, como poliestireno y sus copolímeros, poli (metacrilato de metilo), y todos los termoendurecibles.

    Historia de los plásticos:
    El primer plástico hecho por el hombre fue inventado por Alexander Parkes en 1855; llamó a esta Parkesine plástico (más tarde llamado celuloide). El desarrollo de plásticos proviene del uso de materiales plásticos naturales (por ejemplo, goma de mascar, goma laca) al uso de materiales naturales modificados químicamente (por ejemplo, caucho, nitrocelulosa, colágeno, galalita) y finalmente a moléculas totalmente sintéticas (por ejemplo, baquelita , epoxi, cloruro de polivinilo, polietileno).

    Tipos de plásticos:
    Plásticos a base de celulosa
    En 1855, un inglés de Birmingham nombrado Alexander Parkes desarrolló un reemplazo sintético para el marfil que él puso bajo el nombre comercial Parkesine, y que ganó una medalla de bronce en la feria 1862 del mundo en Londres. La parkesina se hizo a partir de celulosa (el componente principal de las paredes celulares de las plantas) tratada con ácido nítrico y un disolvente. La salida del proceso (comúnmente conocido como nitrato de celulosa o piroxilina) podría ser disuelto en alcohol y endurecido en un material transparente y elástico que podría ser moldeado cuando se calienta. Mediante la incorporación de pigmentos en el producto, se podría hacer que se parezcan a marfil.

    Baquelita
    El primer plástico basado en un polímero sintético fue hecho de fenol y formaldehído, con los primeros métodos de síntesis viables y baratos inventados en 1909 por Leo Hendrik Baekeland, un americano nacido en Bélgica que vive en el estado de Nueva York. Baekeland estaba buscando una goma laca aislante para recubrir cables en motores eléctricos y generadores. Encontró que las mezclas de fenol (C6H5OH) y formaldehído (HCOH) formaban una masa pegajosa cuando se mezclaban y calentaban y la masa se volvía extremadamente dura si se dejaba enfriar. Continuó con sus investigaciones y encontró que el material podía mezclarse con harina de madera, asbesto o polvo de pizarra para crear materiales "compuestos" con diferentes propiedades. La mayoría de estas composiciones eran fuertes y resistentes al fuego. El único problema era que el material tendía a espumar durante la síntesis, y el producto resultante era de calidad inaceptable. Baekeland construyó recipientes a presión para expulsar las burbujas y proporcionar un producto uniforme y uniforme. Anunció públicamente su descubrimiento en 1912, llamándolo bakélite. Fue utilizado originalmente para las piezas eléctricas y mecánicas, finalmente entrando en uso extenso en bienes de consumo en los años 20. Cuando la patente de la baquelita expiró en 1930, la Corporación Catalin adquirió la patente y comenzó a fabricar plástico Catalin utilizando un proceso diferente que permitía una gama más amplia de colorantes. La baquelita fue el primer plástico verdadero. Era un material puramente sintético, no basado en ninguna molécula material o incluso encontrada en la naturaleza. También fue el primer plástico termoestable. Los termoplásticos convencionales se pueden moldear y luego fundirlos de nuevo, pero los plásticos termoestables forman enlaces entre hilos de polímeros cuando se curan, creando una matriz enmarañada que no puede deshacerse sin destruir el plástico. Los plásticos termoestables son resistentes y resistentes a la temperatura. La baquelita era barata, fuerte y duradera. Se moldeó en miles de formas, tales como radios, teléfonos, relojes y bolas de billar. Los plásticos fenólicos han sido sustituidos en gran parte por plásticos más baratos y menos quebradizos, pero todavía se utilizan en aplicaciones que requieren sus propiedades aislantes y resistentes al calor. Por ejemplo, algunas placas de circuitos electrónicos están hechas de hojas de papel o tela impregnadas con resina fenólica.

    Las hojas, las barras y los tubos de Phenolic se producen en una variedad amplia de grados bajo diversos nombres de marca.
  • Micarta es el estándar industrial para formas semielaboradas fenólicas de alta calidad. Los grados más comunes de este fenólico industrial son lienzo, lino y papel.

    Poliestireno y PVC
    Después de la Primera Guerra Mundial, las mejoras en la tecnología química condujeron a una explosión de nuevas formas de plásticos. Entre los primeros ejemplos en la ola de nuevos plásticos se encontraban el poliestireno (PS) y el cloruro de polivinilo (PVC), desarrollado por IG Farben de Alemania.

    El poliestireno es un plástico rígido, quebradizo, barato que se ha utilizado para hacer kits de modelos de plástico y similares knick-knacks. También sería la base para uno de los plásticos más populares "espumados", bajo el nombre de espuma de estireno o espuma de poliestireno. Los plásticos de espuma se pueden sintetizar en una forma de "celdas abiertas", en la que las burbujas de espuma están interconectadas, como en una esponja absorbente, y "celda cerrada", en la que todas las burbujas son distintas, como globos diminutos, aislamiento de espuma y dispositivos de flotación. A finales de 1950, de Alto Impacto Se introdujo estireno, que no era quebradizo. Encuentra mucho uso actual como la sustancia de la señalización, las bandejas, las estatuillas y las novedades.

    El PVC tiene cadenas laterales que incorporan átomos de cloro, que forman enlaces fuertes. El PVC en su forma normal es rígido, fuerte, resistente al calor y al tiempo, y ahora se utiliza para hacer la plomería, las canaletas, el revestimiento de la casa, los recintos para las computadoras y el otro engranaje de la electrónica. El PVC también se puede ablandar con el proceso químico, y en esta forma ahora se utiliza para shrink-wrap, el empaquetado de la comida, y el engranaje de la lluvia.

    Nylon
    La verdadera estrella de la industria del plástico en la década de 1930 fue la poliamida (PA), mucho más conocida por su nombre comercial de nylon. Nylon fue la primera fibra puramente sintética, presentada por DuPont Corporation en la Feria Mundial de 1939 en la ciudad de Nueva York. En 1927, DuPont había comenzado un proyecto de desarrollo secreto designado Fiber66, bajo la dirección del químico de Harvard Wallace Carothers y el director del departamento de química Elmer Keizer Bolton. Carothers había sido contratado para realizar investigación pura, y trabajó para comprender la estructura molecular y las propiedades físicas de los nuevos materiales. Él tomó algunos de los primeros pasos en el diseño molecular de los materiales. Su trabajo llevó al descubrimiento de la fibra sintética del nilón, que era muy fuerte pero también muy flexible. La primera aplicación fue para cerdas para cepillos de dientes. Sin embargo, el objetivo real de Du Pont era la seda, sobre todo las medias de seda. Carothers y su equipo sintetizaron una serie de poliamidas diferentes incluyendo poliamida 6.6 y 4.6, así como poliésteres. DuPont necesitó doce años y 27 millones de dólares para refinar el nylon y para sintetizar y desarrollar los procesos industriales para la fabricación a granel. Con una inversión tan importante, no fue ninguna sorpresa que Du Pont ahorró poco gasto para promover el nylon después de su introducción, creando una sensación pública, o "manía de nylon". La manía de nylon se detuvo abruptamente a finales de 1941 cuando Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial. La capacidad de producción que se había construido para producir medias de nilón, o simplemente nilones, para las mujeres estadounidenses fue tomada para producir un gran número de paracaídas para aviadores y paracaidistas. Después de que la guerra terminó, DuPont volvió a vender el nylon al público, emprendiendo otra campaña promocional en 1946 que dio lugar a una manía aún más grande, provocando los disturbios llamados nilón.

    Posteriormente, las poliamidas 6, 10, 11 y 12 se han desarrollado basándose en monómeros que son compuestos de anillo; por ejemplo, caprolactam.nylon 66 es un material fabricado por polimerización por condensación.
    Los Nylons siguen siendo importantes plásticos, y no sólo para su uso en tejidos. En su forma a granel es muy resistente al desgaste, particularmente si está impregnado con aceite, y por lo tanto se utiliza para construir engranajes, cojinetes, bujes y debido a una buena resistencia al calor, cada vez más para aplicaciones submarinas en automóviles y otros dispositivos mecánicos partes.

    Caucho natural
    El caucho natural es un elastómero (un polímero de hidrocarburo elástico) que originalmente fue derivado del látex, una suspensión coloidal lechosa encontrada en la savia de algunas plantas. Es útil directamente en esta forma (de hecho, la primera aparición de caucho en Europa es tela impermeabilizada con látex no vulcanizado de Brasil) pero, más tarde, en 1839, Charles Goodyear inventó caucho vulcanizado; esta forma de caucho natural calentado con, sobre todo, sulfuro formando enlaces cruzados entre cadenas de polímero (vulcanización), mejorando la elasticidad y durabilidad. El plástico es muy conocido en estas áreas.

    Caucho sintético
    El primer caucho totalmente sintético fue sintetizado por Lebedev en 1910. En la Segunda Guerra Mundial, los bloqueos de suministro de caucho natural del sudeste asiático causaron un auge en el desarrollo del caucho sintético, notablemente caucho de estireno-butadieno. En 1941, la producción anual de caucho sintético en los EE.UU. fue de sólo 231 toneladas, que aumentó a 840 000 toneladas en 1945. En la carrera espacial y la carrera de armas nucleares, los investigadores de Caltech experimentaron con el uso de cauchos sintéticos para combustible sólido para cohetes. En última instancia, todos los grandes cohetes militares y misiles utilizarían combustibles sólidos basados ​​en caucho sintético, y también jugarían un papel significativo en el esfuerzo espacial civil.

    Otros plásticos
    Metacrilato de polimetilo (PMMA), mejor conocido como vidrio acrílico . Aunque los acrílicos son ahora bien conocidos por su uso en pinturas y fibras sintéticas, tales como pieles falsas, en su forma a granel son en realidad muy duros y más transparentes que el vidrio, y se venden como reemplazos de vidrio bajo nombres comerciales tales como clase = bluelink> Acrilita, Perspex, Plexiglas y Lucite . Estos fueron utilizados para construir copas de aviones durante la guerra, y su aplicación principal ahora es grandes letreros iluminados, como se utilizan en los frentes de la tienda o dentro de grandes almacenes, y para la fabricación de bañeras formadas al vacío.

    El polietileno (PE) , a veces conocido como polietileno, fue descubierto en 1933 por Reginald Gibson y Eric Fawcett en el gigante industrial británico Imperial Chemical Industries (ICI). Este material evolucionó en dos formas: polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE) . Los PE son baratos, flexibles, duraderos y resistentes químicamente. LDPE se utiliza para hacer películas y materiales de embalaje, mientras que HDPE se utiliza para los contenedores, fontanería y accesorios de automoción. Aunque el PE tiene baja resistencia al ataque químico, se encontró más tarde que un contenedor de PE podría hacerse mucho más robusto exponiéndolo al gas fluorado, que modificó la capa superficial del recipiente en el polifluoroetileno mucho más resistente.
    Polipropileno (PP) , que fue descubierto a principios de los años 1950 por Giulio Natta. Es común en la ciencia moderna y la tecnología que el crecimiento del cuerpo general de conocimiento puede conducir a las mismas invenciones en diferentes lugares al mismo tiempo, pero el polipropileno fue un caso extremo de este fenómeno, siendo inventado por separado nueve veces. El litigio subsiguiente no se resolvió hasta 1989. El polipropileno logró sobrevivir al proceso legal y dos químicos estadounidenses que trabajan para Phillips Petroleum, J. Paul Hogan y Robert Banks, ahora son generalmente acreditados como los principales inventores del material. El polipropileno es similar a su antepasado, el polietileno, y comparte el bajo costo del polietileno, pero es mucho más robusto. Se utiliza en todo, desde botellas de plástico hasta alfombras y muebles de plástico, y es muy utilizado en automóviles.
    El poliuretano (PU) fue inventado por Friedrich Bayer & Company en 1937, y entró en uso después de la guerra, en forma soplada para colchones, acolchado de muebles y aislamiento térmico. Es también uno de los componentes (en forma no soplada) del spandex de la fibra.
    Epoxi - En 1939, IG Farben presentó una patente para el poliepóxido o epoxi. Los epóxidos son una clase de plástico termoestable que forma reticulaciones y cura cuando se añade un agente catalizador o endurecedor. Después de la guerra entrarían en uso amplio para recubrimientos, adhesivos y materiales compuestos. Los compuestos que utilizan epoxi como matriz incluyen plástico reforzado con vidrio, donde el elemento estructural es fibra de vidrio, y compuestos de carbono-epoxi, en los que el elemento estructural es fibra de carbono. La fibra de vidrio ahora se utiliza a menudo para construir barcos deportivos, y los compuestos de carbono-epoxi son un elemento estructural cada vez más importante en los aviones, ya que son ligeros, fuertes y resistentes al calor.
    PET, PETE, PETG , PET-P (tereftalato de polietileno)
    Dos químicos llamados Rex Whinfield y James Dickson, que trabajaban en una pequeña compañía inglesa con el pintoresco nombre de la Asociación de Impresores Calico en Manchester, desarrollaron tereftalato de polietileno (PET o PETE) en 1941, y se utilizaría para fibras sintéticas en la era de posguerra , con nombres tales como poliéster, dacron, y Terylene. El PET es menos permeable al gas que otros plásticos de bajo costo y por lo tanto es un material popular para fabricar botellas de Coca-Cola y otras bebidas carbonatadas, ya que la carbonatación tiende a atacar a otros plásticos y bebidas ácidas como jugos de frutas o verduras. PET también es fuerte y resistente a la abrasión, y se utiliza para la fabricación de piezas mecánicas, bandejas de alimentos, y otros elementos que tienen que soportar el abuso. Las películas de PET se utilizan como base para la grabación de cinta.
    PTFE (politetrafluoroetileno) (también conocido como Teflón)
    Uno de los plásticos más impresionantes utilizados en la guerra, y un secreto superior, fue politetrafluoroetileno (PTFE), mejor conocido como Teflon, que podría ser depositado sobre superficies metálicas como un revestimiento protector antirayaduras y resistente a la corrosión, de baja fricción. La capa superficial de polifluoroetileno creada al exponer un contenedor de polietileno al gas fluorado es muy similar al Teflón. Un químico de DuPont llamado Roy Plunkett descubrió Teflón por accidente en 1938. Durante la guerra, se utilizó en procesos de difusión gaseosa para refinar el uranio para la bomba atómica, ya que el proceso era altamente corrosivo. Por a principios de los años 60, las sartenes resistentes a la adhesión de Teflon estaban en demanda.
    Lexan es un plástico de policarbonato de alto impacto fabricado por General Electric. Makrolon es un plástico de policarbonato de alto impacto fabricado por Bayer.
    Plásticos Biodegradables (Compostables)
    Se han realizado investigaciones sobre plásticos biodegradables que se rompen con la exposición a la luz solar (por ejemplo, la radiación ultravioleta), el agua o la humedad, las bacterias, las enzimas, la abrasión eólica y algunos ejemplos de plagas de roedores o ataques de insectos también se incluyen como formas de biodegradación o medio ambiente degradación. Está claro que algunos de estos modos de degradación sólo funcionarán si el plástico se expone a la superficie, mientras que otros modos sólo serán eficaces si existen ciertas condiciones en los sistemas de vertederos o de compostaje. El polvo de almidón se ha mezclado con el plástico como relleno para permitir que se degrade más fácilmente, pero todavía no conduce a la descomposición completa del plástico. Algunos investigadores han desarrollado ingeniería genética de bacterias que sintetizan un plástico completamente biodegradable, pero este material, como Biopol, es caro en la actualidad. La empresa química alemana BASF fabrica Ecoflex, un poliéster totalmente biodegradable para aplicaciones de envasado de alimentos. Gehr Plastics ha desarrollado ECOGEHR , una gama completa de Formas de Bio-Polímero distribuidas por profesionales Plástica.
  • CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS
    Plásticos profesionales ofrece más de 1.000 productos de plástico en diferentes láminas de plástico, varillas, tubos, películas, resina y perfiles.
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