CAPITULO XIII: PLÁSTICOS

1. HISTORIA
   ¿En qué pensamos cuando decimos o escuchamos la palabra plástico?
   Hace cien años, al mencionar el termino plástico, este se podía entender como algo relativo a la reproducción de formas o las artes plásticas, la pintura, la escultura, el modelado. En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.
   Plásticos es una palabra que deriva del griego "Plastikos" que significa "Capaz de ser Moldeado", sin embargo, esta definición no es suficiente para describir de forma clara a la gran variedad de materiales que así se denominan.
   Los Plásticos son parte de la gran familia de los Polímeros. Polímeros es una palabra de origen latín que significa poli="muchas" y meros="partes", de los cuales se derivan también otros productos como los adhesivos, recubrimientos y pinturas.
2. GENERALIDADES
   Técnicamente los plásticos son sustancias de origen orgánico formadas por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura carbono e hidrógeno principalmente. Se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural. Es posible moldearlos mediante procesos de transformación aplicando calor y presión.
   Los polímeros son compuestos orgánicos que se derivan de la unión de dos o varias moléculas simples llamadas monómeros, por medio de reacciones de poliadición o de policondensación. Se distinguen los compuestos dímeros, trímeros, tetrámeros, etc., según si están compuestos por dos, tres, cuatro moléculas o más. Se habla de "altos polímeros" cuando estos compuestos están formados por algunos centenares de unidades monómeros o más.
3. PLÁSTICOS Y POLÍMEROS
   La denominación de los plásticos se basa en los monómeros que se utilizaron en su fabricación, es decir, en sus materias primas.
   En los homopolímeros termoplásticos se antepone el prefijo "poli" por ejemplo:
   Monómero Inicial Metil Metacrilato
   Nombre de Polímero Polimetil Metacrilato
   Como se puede observar, los nombres químicos de los polímeros con frecuencia son muy largos y difíciles de utilizar. Para aligerar este problema se introdujeron las "siglas" o acrónimos. Para el ejemplo citado, u acrónimo es:
   Nombre del Polímero Polimetil Metacrilato
   Acrónimo PMMA
   La mayor parte de estos acrónimos han sido normalizados. Sin embargo, algunos han sido inventados por los fabricantes o surgieron de la misma actividad práctica.

   Acrónimo	Plástico
   ABS	ACRILONITRILO-BUTADIENO-ESTIRENO
   CA	ACETATO DE CELULOSA
   EP	EPOXICA
   EPS	POLIESTIRENO EXPANSIBLE
   EVA	ETIL VINIL ACETATO
   HDPE	POLIETILENO ALTA DENSIDAD
   LDPE	POLIETILENO BAJA DENSIDAD
   MF	MELAMINA FORMALDEHIDO
   PA	POLIAMIDA
   PB	POLIBUTADIENO
   PBT	POLIBUTILEN TEREFTALATO
   PC	POLICARBONATO
   PEI	POLIESTERIMIDA
   PES	POLIESTERSULFONA
   PET	POLIETILEN-TEREFTALATO
   PF	FENOL-FORMALDEHIDO
   PMMA	POLIMETIL METACRILATO
   POM	POLIOXIDO DE METILENO
   PP	POLIPROPILENO
   PPS	POLIFENILEN SULFONA
   PS	POLIESTIRENO
   PTFE	POLITETRAFLUOROETILENO
   PUR	POLIURETANO
   PVC	CLORURO DE POLIVINILO
   SAN	ESTIRENO-ACRILONITRILO
   SB	ESTIRENO BUTADIENO
   TPE	ELASTOMERO TERMOPLASTICO
   TPU	POLIURETANO TERMOPLASTICO
   UHMWPE	POLIETILENO ULTRA ALTO PESO MOLECULAR
   UF	UREA-FORMALDEHIDO
   UP	POLIESTER INSATURADO

4. ACRÓNIMOS
5. FABRICACIÓN Y OBTENCIÓN

Petróleo

70 % El diesel y el aceite calorífico 20 % Nafta 13 % Gasolina 7 % Productos Químicos crudos      4% Plásticos      3% Otros productos químicos 10 % Otros

FABRICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS

Existen diferentes tipos de materias primas para producir plásticos. Es en el comienzo del siglo XX que empezaron a desarrollarse productos químicos obtenidos, por síntesis, a partir de los hidrocarburos y que representan hoy en día el 90 % de la producción de los plásticos. Por refinado del petróleo crudo se obtiene diferentes fracciones gaseosas o líquidas. Entre ellas, la NAFTA es la más importante para la síntesis de los plásticos.
Hay dos grandes principios de puesta en práctica:
- uno para los Termoplásticos
- el otro para los Termoendurecibles
Según el tipo de producto a fabricar (según su tamaño, su forma, las cualidades buscadas) y el polímero utilizado (termoplásticos o termoendurecibles) hay una tecnología correspondiente. Es así como existen más de 20 procedimientos de transformación.

OBTENCIÓN

MATERIAS PRIMAS

La materia prima más importante para la fabricación de plásticos es el petróleo, ya que de él se derivan los productos que originan diferentes tipos de plásticos. Es importante mencionar que también otras materias primas para la fabricación de plásticos son algunas sustancias naturales como la madera y el algodón de donde se obtiene la celulosa, así como otros plásticos se obtienen del carbón y el gas natural. Todas las materias primas mencionadas tienen en común el hecho de contener Carbono (C) e Hidrógeno (H). También pueden estar presentes el Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Azufre (S) o el Cloro (Cl). En general, se considera al etileno, propileno y butadieno como materias primas básicas para la fabricación de una extensa variedad de monómeros, que son la base de todos los plásticos.

En la siguiente sección se presentan los diferentes mecanismos químicos utilizados para la unión de las materias primas mencionadas, que es el punto de partida para la síntesis de resinas plásticas.

REACCIONES DE SÍNTESIS

Como se ha mencionado, los polímeros son el resultado de la modificación de productos naturales o bien de reacciones de síntesis partiendo de las materias primas más elementales. Son reacciones químicas llevadas a cabo con un catalizador, calor o luz, cu las cuales dos o más moléculas relativamente sencillas (monómeros) se combinan para producir moléculas muy grandes. A esta reacción se le llama Polimerización.

Para que la mezcla sea coherente y más o menos homogénea se agregan compatibilizadores. Puede suceder que las mezclas de polímeros tengan propiedades especiales que ninguno de sus componentes posea y generalmente se buscan resultados de sinergia. Otros procesos de modificación física consisten en aumentar él ordenamiento de las moléculas. Esto se puede lograr mediante un proceso de "Orientación" y el "Estirado".

Algunos productos de plástico como láminas, película o cuerpos huecos como botellas sopladas, se someten a un estiramiento durante el proceso de la fabricación, aplicándoles fuerzas cuyo efecto consiste en el alineamiento de las macromoléculas en estado termoelástico, preferentemente en la misma dirección del estiraje, con esta operación se aumenta la resistencia mecánica, la transparencia y la barrera a los gases.

MODIFICACIÓN CON ADITIVOS

El hecho de incorporar aditivos antes de la transformación de los plásticos, es una práctica necesaria. En realidad un plástico es un polímero en conjunto con pequeñas cantidades de otras sustancias como son catalizadores y emulsificantes. Posteriormente es necesario utilizar aditivos que tienen el objetivo de mejorar sus propiedades y facilitar su transformación.

Las funciones de los aditivos y la cantidad de éstos es muy grande, y en la actualidad juegan un papel muy importante para que los productos terminados de plástico cumplan con las especificaciones que el mercado demanda.

Un ejemplo: el PVC o Policloruro de vinilo
El PVC :
57% de cloro (obtenido por electrólisis de la sal)
43% de etileno (hidrocarburo procedente del petróleo)