MATERIALES SINTETICOS

Definición

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.


Características de los Materiales Sintéticos. 

Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia y densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y 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. 

Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termoestables (no se ablandan con el calor).

Clasificación Materiales Sintéticos 

Se pueden clasificar dentro de dos grupos básicos: los “Termoplásticos” y los “Termoestables”.

Todos los termoplásticos se funden cuando se calientan a temperaturas suficientemente altas y se vuelven a solidificar cuando se enfrían, esto significa que se pueden reutilizar. 

Los plásticos termoestables no tienen esta propiedad; son resistentes a temperaturas mucho mas altas y por esta razón se utilizan con frecuencia para hacer ceniceros y mangos de sartenes.

TERMOPLÁSTICOS:

• POLIETILENO: Se le conoce con las siglas PE. Existen fundamentalmente tres tipos de polietileno:

 

Polietileno duro: 

Es un polímero obtenido del etileno en cadenas con moléculas bastantes juntas. Es un plástico incoloro, inodoro, no toxico, fuerte y resistente a golpes y productos químicos.tiene una resistencia a la tracción de 25 N/mm2 y una densidad de 0.94 g/cm3 Su temperatura de ablandamiento es de 120º C. Aprox. 

Se utiliza para fabricar envases de distintos tipos de fontanería, tuberías flexibles, prendas textiles, contenedores de basura, botellas, etc... Todos ellos son productos de gran resistencia y no atacables por los agentes químicos.

 

Polietileno blando: 

Es un polímero con cadenas de moléculas menos ligadas y más dispersas. Es un plástico incoloro, inodoro, no toxico, mas blando y flexible que el de alta densidad., por otro lado es menos resistente tiene una resistencia a la tracción de 10 N/mm2. Se ablanda a partir de los 85 ºC. Aprox. Por tanto se necesita menos energía para destruir sus cadenas. Aunque una de sus más valiosas propiedades es la de ser un buen aislante. Lo podemos encontrar bajo las formas de transparentes y opaco. 

Se utiliza para bolsas y sacos de los empleados en comercios y supermercados, tuberías flexibles, aislantes para conductores eléctricos (enchufes, conmutadores), juguetes, etc... que requieren flexibilidad.

 

• VIDRIO ACRÍLICO: Se le conoce con las siglas PMMA.

Las resinas acrílicas, llamadas también acrílicos, se obtienen por la polimerización de los acrilatos u otros monómeros que contengan el grupo acrílico. Tienen una resistencia a la tracción de 55 N/mm2 y una densidad de 1.8 g/cm3. 

Tiene buenas características mecánicas y de puede pulir con facilidad. Por esta razón se utiliza para fabricar objetos de decoración. 

También se emplean como sustitutivo del vidrio para construir vitrinas, dada su resistencia a los golpes.

 

Los compuestos acrílicos son termoplásticos (capaces de ablandarse o derretirse con el calor y volverse a endurecer con el frío), impermeables al agua, y tienen densidades bajas. Estas cualidades los hacen idóneos para fabricar distintos objetos y sustancias, entre los que se incluyen materiales moldeados decorativos, cristales de seguridad, gafas protectoras. Paneles luminosos, letreros. Etc.

• POLICLORURO DE VINILO: Se le conoce con la siglas PVC.

Polímero sintético de adición que se obtiene por polimerización del cloruro de vinilo. Su resistencia a la tracción es de 30 N/mm2 una densidad de 1.38 g/cm3. El cloruro de vinilo, es la materia prima para la preparación del PVC. 

La polimerización se efectúa en suspensión acuosa, utilizando un jabón como emulsionante y un persulfato como iniciador, y transcurre en las tres etapas típicas de las reacciones por radicales libres: iniciación, propagación y terminación.

El PVC es un plástico duro. Se ablanda y deforma a baja temperatura, teniendo una gran resistencia a los líquidos corrosivos, por lo que es utilizado para la construcción de depósitos y cañerías de desagüe. 

El PVC en su presentación más rígida se emplea para fabricar tuberías de agua, tubos aislantes y de protección, canalones, revestimientos exteriores, ventanas, puertas, conducciones y cajas de instalaciones eléctricas.

• POLIAMIDAS: Se le conoce con las siglas PA.

Tiene una resistencia a la tracción de 60 - 80 N/mm2 y una densidad de 2.2 g/cm3, es duro y resiste tanto al rozamiento y al desgaste como a los agentes químicos.

La poliamida puede presentarse de diferentes formas aunque los dos mas conocidos son la rígida y la fibra. 

En su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc...), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos, herramientas y utensilios caseros, etc... 

En su presentación como fibra ( nylon) ,debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza este plástico en la industria textil y en la cordelería para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles.

• PLÁSTICOS REFORZADOS CON FIBRA DE VIDRIO: Se le conoce con las siglas GFK.

Tienen una resistencia a la tracción de 400 - 500 N/mm2 y una densidad de 1.6 g/cm3 es un material duro y muy resistente a los golpes .

Se compone de plástico y fibra de vidrio la cual se obtiene soplando el vidrio fundido hasta obtener fibras, durante su fabricación el plástico es líquido, endureciéndose a continuación.

Por ser muy resistentes a los golpes se utiliza en la construcción de embarcaciones, herramientas especiales y moldes, tuberías, depósitos, piezas para carros, piezas de aviones. etc... 

 

 

TERMOESTABLES:

• BAQUELITA: Se le conoce con las siglas PF.

Se trata de un plástico oscuro, duro y frágil, de color oscuro, brillante, con aspecto metálico. Por esta razón, las piezas de Baquelita se confunden a veces con piezas mecánicas, como las empleadas en la fabricación de electrodomésticos y en la industria del automóvil. 

La Baquelita tiene también propiedades aislantes por lo que se emplea en la fabricación de elementos eléctricos y electrónicos: 

Interruptores, enchufes, placa de soporte para circuitos impresos. Al no ablandarse por el calor y por aprovechar sus propiedades aislantes tanto térmicas como eléctricas, la Baquelita también se emplea para mangos de utensilios y aparatos sometidos al calor, aparatos de mandos eléctricos, tapones, etc.

 

 

Proceso de Obtencion

La fabricación de productos sintéticos se realiza sin arranque de viruta. Normalmente se lleva a cabo a partir de la materia prima que procede del plástico reciclado; o bien, de un proceso químico. Posteriormente, el producto plástico se hace pasar por unos molinos, que los convierte en escamas, polvo o gránulos. A continuación se introducen en moldes con la forma de la pieza a obtener. Las piezas salen de él, prácticamente terminadas, esto quiere decir que no necesitan un proceso posterior. Los principales métodos de obtención son:

Prensado: se emplea para materiales termoestables. Con este sistema, el material pulverizado, se introduce en la parte inferior del molde; a continuación, se prensa y se le aplica calor para que se vuelva plástico y llene los espacios huecos del molde, una vez que la pieza está endurecida, se quita el molde.

 

Inyección: se emplea normalmente para los materiales termoplásticos. La materia prima se introduce en un recipiente, que por medio de un émbolo, comprime la masa y la hace pasar al interior del molde, y después de haber endurecido, se abre el molde y se quita la pieza.

Termoconformado: este método se emplea para materiales termoplásticos. Las piezas se fabrican a partir de planchas por deformación en caliente, una vez que se cierra el molde a la temperatura deseada, se aplica el vacío o presión; y cuando el material está frío se desmolda.

Extrusión y soplado: se emplea en materiales termoplásticos, para la fabricación de cuerpos hueco. El proceso consiste en lo siguiente:

1º.-El material sale en estado plástico por un conducto tubular.

2º.-El material extraído se recoge entre las mitades de un molde.

3º.-Al cerrar el molde, queda la forma del molde. Las rebabas que quedan, se cortan y se expulsan automáticamente al cubrir el molde.

4º.-En el caso del soplado, por la cabeza del molde se insufla aire caliente, por lo cual, el material adquiere la forma interna del molde.

 

Historia de los Materiales Sintéticos 

El invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de 10 000 dólares a quien consiguiera un sustituto del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano Jhon Wesley Hyatt, quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales de siglo XIX.

En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial, a partir de moléculas de fenol y formaldehído. Se bautizó con el nombre de baquelita y fue el primer plástico totalmente sintético de la historia, fue la primera de una serie de resinas sintéticas que revolucionaron la tecnología moderna iniciando la «era del plástico». A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo popular y llegó a sustituir a otros materiales tanto en el ámbito doméstico, como industrial y comercial.

En 1919 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de los materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos realizados para probar estas afirmaciones iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química.