Los plasticos

Los plasticos

Descripcion sobre la fabricacion, manipulacion y multiples aplicaciones de los plasticos

Consideremos una cantidad de alfileres de gancho y pensemos en las diversas formas distintas en que pueden ser encadenados. Podemos formar una cadena larga, o varias cadenas unidas, o cadenas ramificadas, etc. es fácil ver que hay cientos de formas de construir una cadena. Los animales o plantas no se ocupan de encadenar alfileres de gancho, pero en cambio construyen moléculas semejantes a cadenas utilizando moléculas mucho mas pequeñas. La planta de algodón produce algodón, la oveja produce landa, el gomero la goma. El algodón, la lana y la goma han sido fabricados por el animal o la planta a partir de moléculas simples. Los materiales plásticos son el resultado del intento del hombre de imitar a la naturaleza. El primer plástico, la seda artificial, era una imitación directa de la forma en que el gusano de seda fabrica su hilo. Esta seda artificial no fue un gran éxito y no poseía la misma estructura que la seda natural. La moderna industria del plástico rara vez se trata de fabricar copias exactas de las fibras y resinas naturales. Su objetivo es llenar los vacíos dejados por la naturaleza, empleando la idea original de construir moléculas largas a partir de otras pequeñas. Las moléculas plásticas están destinadas a trabajos para los cuales no se encuentran materiales naturales realmente adecuados. A veces resulta que lo mas satisfactorio es una mezcla de lo artificial con lo natural. Debido a sus diferentes propiedades, algunos plásticos se emplean para fabricar objetos sólidos al tiempo que otro son convertidos en hilados y tejidos. El nilón puede emplearse para fabricar objetos sólidos como ruedas de engranajes, pero dado que puede ser convertido en hilos finísimos encuentras mucho uso en la industria textil. Acetato de celulosa es el nombre del plástico con el cual se hizo la primera seda artificial. Se lo obtiene de dos sustancias químicas celulosa (pulpa de madera) y ácido acético (el vinagre es ácido acético diluido). Aunque no se lo emplea mas para fabricar seda, todavia posee muchos usos. Disolviéndolo en acetona y convirtiéndolo en rollos se fabrican las películas de seguridad (no inflamables). Mediante el proceso de modelado por inyección puede servir para fabricar objetos tales como palos de golf o lapiceras de bolilla. La resina es calentada hasta ablandarla y luego es inyectada a presión en un molde, donde se endurece. El moldeo por inyección se utiliza en el caso de los termoplásticos, que son los plásticos que se ablandan con el calor y funden a temperaturas relativamente bajas. Con la caseína, un constituyente de la leche, pueden fabricarse botones y peines. Una masa de cafeína puede recibir una forma adecuada, y colocada en una solución de formaldehído, endurece. La caseína y el formaldehído se unen para formar una gran molécula plástica (gelatina). La baquelita no es un termoplástico. Es un plástico termo endurecido. Cuando durante el proceso de moldeo a estos plásticos se les aplica calor y presión, su constitución cambia, y después que el artículo queda terminado no volverá a ablandarse aunque se le aplique calor, porque el nuevo material después del proceso posee un punto de fusión mucho mas alto. Por ese motivo no se emplea el modelo por inyección, sino por compresión. Cuando se moldea la baquelita, la resina y el aserrín (que actúa como relleno que da "cuerpo" al objeto) son ubicados en un molde caliente. Se aplica presión y el objeto, que puede ser un gabinete de radio o un cenicero, es retirado del molde. Las moléculas grandes de baquelita están compuestas por formaldehído y ácido carbónico, una sustancia química derivada del carbón. Es interesante señalar que muchos plásticos tienen su origen en el carbón y en el petróleo. La acción del formaldehído sobre la urea produce un plástico similar a la baquelita en su composición, pero a diferencia de ella, es de color blanco y por consiguiente se le pueden agregar brillantes colores. Algunas de las sustancias químicas que intervienen en la obtención de la urea se originan en el carbón. El poliestireno, un plástico transparente (mas que el vidrio); acetato de polivinilo, un plástico empleado en pinturas; el nilón, etc., todos son fabricados con sustancias químicas provenientes del carbón. Algunas de las sustancias químicas utilizadas en la fabricación de Perspex, Terylene y politeno provienen del petróleo. El politeno (o polietileno) es uno de los plásticos mas conocidos. Se lo emplea para fabricar muchos artículos de uso diario, como vasos, baldes, bolsitas, etc. ahora se lo emplea para construir cañerías para agua, con la ventaja de que es liviano y fácil de manejar. Como es resiente a los ácidos e irrompible, los frascos de politeno son muy útiles para almacenar productos químicos. Pero si le colocamos algo muy caliente, el politeno se funde, porque es un termoplástico. Basta esto para deducir que los artículos de politeno se moldean por inyección. Politeno o polietileno significa muchas moléculas de etileno unidas. El etileno es un gas muy reactivo que se obtienen por craqueo o calentamiento fuerte del petróleo, y si se dan las condiciones favorables, sus moléculas reaccionan entre sí, formando moléculas de gran tamaño. Las condiciones ideales resultaron difíciles de encontrar, porque al principio la instalación explotaba contínuamente. Las plásticos son moléculas semejantes a largas cadenas, en lugar de masas voluminosas, son aptos para fibras textiles, sogas, alfombras, etc. el plástico líquido, por ejemplo, nilón fundido, es forzado a pasar a través de un disco con numerosos agujeros de pequeño tamaño. Los numerosos filamentos que salen del otro lado del disco se solidifican al enfriarse; las hebras son lavadas y sacadas. Por lo general se las hace pasar a través de una máquina onduladora que enrula la fibra, dándole volumen. A veces esta fibras artificiales pueden ser plegadas permanentemente. Esto ocurre en los termoplásticos. El calor hacen que las fibras se doblen eb los pliegues, y al enfriarse se mantienen así.

Los rellenos

Con materiales fenólicos el relleno más frecuentemente empleado es el aserrín, conocido en este caso con el nombre de harina de madera. Debido a su bajo peso específico, se obtiene un mayor número de piezas por kilogramo material. Otras propiedades que adquiere el plástico debido a la presencia de aserrín son: baja conductibilidad térmica, fácil moldeo y superficies de buen aspecto. Al mismo tiempo los plásticos que contienen en su composición harina de madera, experimentan notables variaciones de volumen y su resistencia al impacto es mediana. Los rellenos de algodón dan al material una mejor resistencia a los choques. Si en lugar de algodón se emplean trapos como relleno, la resistencia se hace aún mayor. Los elementos y piezas fabricados con plásticos fenólicos si tienen algodón como relleno pueden ser lustrados muy fácilmente. En general un aumento en la resistencia de un plástico se obtiene a expensas de alguna otra propiedad. Así, los plásticos fenólicos poseen poca fluidez cuando se los fabrica con rellenos de trapos. Utilizando rellenos de amianto las resinas fenólicas adquieren una marcada resistencia al calor. El valor elevado del peso específico del amianto, reduce el número de piezas que pueden obtenerse por unidad de peso del material. El amianto disminuye la fluidez del material, retardando el moldeado en forma sensible. También ese tipo de relleno le da gran resistencia a los ácidos. Para reducir el peso específico de los plásticos suele emplearse como relleno la sílice, que se obtiene a partir de las algas diatomeas. La sílice le comunica buenas propiedades eléctricas y disminuye la absorción de agua. Los materiales que tienen mica como constituyente, adquieren una buena resistencia eléctrica, pero al mismo tiempo se convierten en poco aptos para ser trabajados a máquina, y son muy quebradizos. El grafito como relleno, mezclado con amianto, aserrín y trapos, mejoran el moldeado, pues el grafito actúa como lubricante. La conductibilidad térmica de estos plásticos es escasa. El grafito se emplea con materiales fenólicos para moldear ruedas pequeñas, cojinetes y otras piezas.

Aplicaciones a la aeronáutica

Los plásticos acrílicos ha alcanzado su mayor empleo en el campo de la aeronáutica. Poco tiempo antes de la segunda guerra mundial, este tipo de plásticos fue empleado en la construcción de ventanas, en reemplazo del vidrio y de otros materiales menos estables. Ello fue posible gracias a su transparencia, su gran resistencia al choque y su ligero peso. Su fácil maleabilidad ha hecho que se lo emplee en torres de observación y los técnicos han encerrado la antena de radio con plásticos acrílicos, pues se ha comprobado que no interfieren con las ondas. Estos plásticos transmiten la luz con la eficiencia que oscila entre el 90 y el 93 por ciento, mientras que el vidrio, lo hace con un máximo del 83 por ciento. Asimismo, su peso específico es de 1,2 siendo el del vidrio 2,5. como su resistencia al impacto es muy buena, se obtiene una mayor visibilidad al no exigir marcos robustos.

Trabajado y acabado de las piezas plásticas

Los plásticos moldeados eliminan en su mayor parte, las operaciones moldeado y acabado. En ellos deben quitarse las rebajas y marcas que quedan en las piezas como consecuencia del moldeo. En las piezas moldeadas por inyección, suelen quedar marcas que pueden quitarse mediante un limado a mano. El terminado se realiza con cintas abrasivas, las cuales se adaptan en forma adecuada a las piezas medianas y grandes. El carburo de silicio, fijado con una resina sintética, constituye una cinta abrasiva muy recomendada. Un estudio detenido previo al moldeo contribuye a la disminución de las operaciones.. En general todos los plásticos son malos conductores del calor, por lo cual, el calor desarrollado por fricción con las herramientas debe eliminarse mediante refrigeración por aire o refrigerantes líquidos. Algunos materiales se ablandan por efecto del calor desarrollado, adquiriendo una consistencia gomosa y las herramientas se cubren de una capa de resina quemada. Cuando se trata de perforar una pieza de acrílico o de acetato de celulosa, una baja velocidad de rotación reduce al mínimo la producción de calor, y empleando agua como refrigerante el material no se ablanda. Cuando se decena hacer agujeros de pequeño diámetro en plásticos vinílicos, la perforación se realiza con velocidades de 4 a 6 mil revoluciones por minuto.

La madera laminada y los plásticos

El empleo de las resinas, como medio para unir y reforzar elementos de madera, constituye un campo muy amplio de aplicación de los materiales plásticos. El uso de prensas con platos múltiples permite una gran rapidez en el proceso de encolado, que logra acelerarse aún más, estabilizando las colas. Las resinas sintéticas han reducido a unos pocos minutos una operación que duraba días, de modo que el factor tiempo de la industria moderna del plástico compensa el mayor costo de la materia prima. El procedimiento exige personal experto pues los factores que intervienen son muchos, tales como presión, temperatura, grado de humedad y tiempo. Ensamblando entre sí varios paneles se obtienen grandes piezas continuas.

Calentamiento de los plásticos

La transmisión del calor a través de una masa plástica es en general lenta. Se ha generalizado el uso de corriente de alta frecuencia para calentar materiales plásticos. Los plásticos actúan como dieléctricos de un condensador en el cual se acumula la energía eléctrica, distribuyéndose uniformemente en todo el volumen del material, cualquiera sea su extensión. Una parte de la energía deforma las moléculas, que recobran su posición inicial, cuando se descarga. La deformación de las moléculas produce fricciones entre ellas, que se deben a la resistencia que ofrecen a cualquier cambio. Como resultado de las fricciones entre moléculas se produce calor. Si dentro del material se produce variación del campo eléctrico en forma alternativa, una gran parte de la energía eléctrica se transforma en calor. Cuando mayor es la frecuencia de la corriente, mayor es la cantidad de calor producido. Debe cuidarse que el plástico al cual se aplica este método de calentamiento, tenga un factor de potencia no muy bajo. Ello significa que la cantidad de energía eléctrica no convertida en calor, tome valores razonables, pues de lo contrario, el método resulta antieconómico. Es el caso de politeno. Pueden emplearse voltajes relativamente bajos, con lo que queda salvada la seguridad del personal, al mismo tiempo que se evita la perforación de material, especialmente cuando se trata de láminas delgadas. Este sistema de calentamiento es ventajoso con materiales que exigen rapidez y elevadas temperaturas.

Plásticos en espuma

Para la obtención de este tipo de plásticos se mezclan los disocianatos con compuestos polihidróxidos juntamente con grandes cantidades de carga como harina o madera. La reacción se realiza bajo presión y calor. Los productos obtenidos con temperaturas de 150 grados centígrados y con 8 minutos de moldeo, poseen propiedades ventajosas, con respecto a los plásticos fenólicos. Adquieren notable resistencia al arco, auun humedecidos, elevada resistencia eléctrica y alcalina, gran resistencia al choque y muy buena flexibilidad.

Punto de reblandecimiento

En los termoplásticos, una característica de gran importancia es el punto de reblandecimiento, que es la temperatura a la que se inicia su deformación térmica. Si se leva la temperatura por encima de este punto, el material se ablanda en forma progresiva hasta alcanzar su punto de fusión en que el material se licua totalmente. En la mayoría de los casos el punto de reblandecimiento no es fijo sino que posee una marcada fluctuación. Esta particularidad suele presentarse en los materiales amorfos. La fluidez en frío es el grado de deformación que experimenta el material debido a su propio peso. Al aumentar la temperatura este efecto se acentúa. Los materiales cuya fluidez en frío es muy grande son muy poco empleados. Existen varias sustancias plásticas que sufren variaciones importantes de volumen debido a las fuerzas que soportan. Burn ha realizado experiencias sobre fluidez en frío de algunos plásticos. Midió el porcentaje de decrecimiento en la altura de un cubo de 12 mm., sometido durante 24 horas a 100ºC entre dos platos con una carga de 450 kilogramos. Obtuvo para los plñásticos fenólicos 0.4 por ciento, para los vinílicos 1 a 32 por ciento y para el poliestireno, de 1 a 22 por ciento.

 
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