1 plasticos el nylon (de la marca comercial registrada: nylon®) es un polímero artificial que...
TRANSCRIPT
1
PLASTICOS
El nylon (de la marca comercial registrada: nylon®) es un polímero artificial que pertenece al grupo de las poliamidas.
Se genera formalmente por policondensación de un diácido con una diamina.
La cantidad de átomos de carbono en las cadenas de la amina y del ácido se puede indicar detrás de los iniciales de poliamida.
El más conocido, el PA6.6 es por lo tanto el producto
formal del ácido butandicarboxílico (ácido adípico) y la hexametilendiamina.
NYLON 10
2
PLASTICOS
El descubridor del nylon y quien lo patentó primeramente fue Wallace Hume Carothers.
El descubrimiento fue el día 28 de febrero de 1935, pero no fue patentado hasta el 20 de septiembre de 1938 .
A la muerte de éste, la empresa DuPont conservó la patente. Los Laboratorios DuPont, en 1938, produjeron esta fibra sintética fuerte y elástica, que reemplazaría en parte a la seda y el rayón
NYLON 11
3
PLASTICOS
Con este invento, se revolucionó en 1938 el mercado de las medias, con la fabricación de las medias de nylon, pero pronto se hicieron muy difíciles de conseguir, porque al año siguiente los Estados Unidos entraron en la Segunda Guerra Mundial y el nylon fue necesario para hacer material de guerra, como cuerdas y paracaídas.
Pero antes de las medias o de los paracaídas, el primer producto de nylon fue el cepillo de dientes con cerdas de nylon. Las primeras partidas llegaron a Europa en 1945.
NYLON 12
4
PLASTICOS
El nylon es una fibra textil elástica y resistente, no la ataca la polilla, no precisa planchado y se utiliza en la confección de medias, tejidos y telas de punto, también cuerdas y sedales.
El nylon moldeado se utiliza como material duro en la fabricación de diversos utensilios, como mangos de cepillos, peines, barras, es mecanizable, etc.
NYLON 13
5
EL GRILON ES UN TERMOPLÁSTICO
OBTENIDO A PARTIR DE LA POLIAMIDA 6, QUE DIFIERE DE LOS PLÁSTICOS DE USO
CORRIENTE POR SUS EXCELENTES
PROPIEDADES MECÁNICAS, ELÉCTRICAS, TÉRMICAS,
QUÍMICAS Y LA POSIBILIDAD DE SER
MODIFICADO CON ADITIVOS (MOS2).
6
PLASTICOS
La viscosidad de fundido es muy baja, lo que puede acarrear dificultades en la transformación industrial, y su exposición al intemperie puede causar fragilización y cambio de color, a menos que haya estabilización o protección previa.
Al nylon se le puede agregar fibra de vidrio para proporcionar un incremento en la rigidez.Es un polímero cristalino ya que se le da un tiempo para que se ordene y se enfríe lentamente, siendo por esto muy resistente.
NYLON 14
7
PLASTICOS
Las cadenas de nylon con un número par de átomos de carbono entre los grupos amida son más compactas y sus puntos de fusión serán más altos que los nylons con un número impar de átomos de C. El punto de fusión disminuye y la resistencia al agua aumenta a medida que aumenta el número de grupos metileno entre los grupos amida.
Punto de fusión y solubilidadEl nylon es soluble en fenol, cresol y ácido fórmico. Su punto de fusión es de 263 °C.
NYLON 15
8
PLASTICOS
El nylon 6,6 tiene un monómero, que se repite n veces ( 25), cuanto sea necesario para dar forma a una fibra.
El primer 6 que acompaña al nylon nos dice el número de carbonos de la amida y el segundo 6 es el número de carbonos de la cadena ácida.
El nylon 6,6 se sintetiza en el laboratorio por condensación, a partir del monómero cloruro de adipoilo y el monómero hexametilén diamina.
En una planta industrial de nylon, se fabrica generalmente haciendo reaccionar el ácido adípico (derivado del fenol) con la hexametiléndiamina (derivado del amoníaco).
NYLON 16
9
PLASTICOS
Estado
El nylon es una fibra, generalmente de alta densidad. La organización de las moléculas y el enfriamiento cuidadoso con que se hace para este fin, determina que el polímero sea cristalino
NYLON 17
Nylon 6 6
Nylon 6
10
PLASTICOS
Kevlar y Nomex
Las aramidas pertenecen a una familia de nylons, incluyendo el Nomex y el Kevlar.
El Kevlar se utiliza para hacer objetos tales como chalecos a prueba de balas y neumáticos de bicicleta resistentes a las pinchaduras.
Las mezclas de Nomex y de Kevlar se utilizan para hacer ropas anti-llama.
El Nomex es el que protege de morir quemados a los conductores de grandes camiones y de tractores, en el caso de que sus trajes se incendien. Las mezclas de Nomex-Kevlar también protegen a los bomberos.
NYLON 18
11
PLASTICOS
El Nomex, por otra parte, posee grupos meta-fenileno, es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en las posiciones 1 y 3.
NYLON 19
12
PLASTICOS
Kevlar y Nomex
El Kevlar es una poliamida, en la cual todos los grupos amida están separados por grupos para-fenileno, es decir, los grupos amida se unen al anillo fenilo en posiciones opuestas entre sí, en los carbonos 1 y 4. El Kevlar se muestra en la figura
NYLON 20
13
PLASTICOS
El Kevlar es un polímero altamente cristalino.
Llevó mucho tiempo encontrar alguna aplicación útil para el Kevlar, dado que no era soluble en ningún solvente.
Por lo tanto, su procesado en solución estaba descartado.
No se derretía por debajo de los 500 °C, de modo que también se descartaba el hecho de procesarlo en su estado fundido.
NYLON 21
14
PLASTICOS NYLON 22
El Kevlar® o poliparafenileno tereftalamida
es una poliamida sintetizada por primera vez en 1965 por la química Stephanie Kwolek, quien trabajaba para DuPont. La obtención de las fibras de Kevlar fue complicada, destacando el aporte de Herbert Blades, que solucionó el problema de qué disolvente emplear para el procesado.
Finalmente, DuPont empezó a comercializarlo en 1972. Es muy resistente y su mecanización resulta muy dificil.
PLASTICOS
15
Esencialmente hay dos tipos de fibras de Kevlar: Kevlar 29 y Kevlar 49.
El Kevlar 29 es la fibra tal y como se obtiene de su fabricación.
Se usa típicamente como refuerzo en tiras por sus buenas propiedades mecánicas, o para tejidos.
Entre sus aplicaciones está la fabricación de cables, ropa resistente (de protección) o chalecos antibalas
Plasticos Nylon 23
16
PLASTICOS
La celulosa es uno de los muchos polímeros encontrados en la naturaleza.
La madera, el papel y el algodón contienen celulosa.
La celulosa es una excelente fibra. La madera, el algodón y la cuerda de cáñamo están constituidas de celulosa fibrosa.
La celulosa está formada por unidades repetidas del monómero glucosa. Ésta es la misma glucosa que su cuerpo metaboliza para vivir, pero usted no puede digerirla en la forma de celulosa.
.
CELULOSA 23
17
La celulosa está constituída por un monómero del tipo de los azúcares, se la denomina polisacárido
PLASTICOS CELULOSA
18
PLASTICOS
La celulosa ocupa un lugar importante en la historia de los polímeros porque fue utilizada para hacer algunos de los primeros polímeros sintéticos, tales como:
nitrato de celulosa, acetato de celulosa y rayón.
CELULOSA 24
19
NITRATO DE CELULOSA :El nitrato de celulosa, también llamado pólvora de algodón, resulto ser un poderoso explosivo, pronto sustituyo a la pólvora común en la fabricación de balas.Es un termoplástico y reemplazo a las bolas de billar de marfil, también se uso como fibra, en reemplazo de la seda, y con el se hicIeron las primeras laminas transparentes para pegar los vidrios en los parabrisas sándwich.El celuloide fue otro de los productos, nació junto con el desarrollo del cinematografo.
PLASTICOS CELULOSA
20
PLASTICOS
ACETATO DE CELULOSA, con el se pueden hacer todas las mismas cosas que con el Nitrato, pero no explota, ni se prende fuego.
El Acetato reemplazó al Nitrato en todo, debido a su peligrosidad.
RAYON ( XANTATO DE CELULOSA) , Se utiliza como fibra, con ella se hacen las famosas camisas hawaianas, es una fibra brillante, que se usa para hacer ropa de rayón, reemplaza a la seda.
CELULOSA 25
21
PLASTICOS
El polipropileno es uno de esos polímeros versátiles que andan a nuestro alrededor.
Cumple una doble tarea, como plástico y como fibra.
Como plástico se utiliza para hacer cosas como envases para alimentos capaces de ser lavados en un lavaplatos. Esto es factible porque no funde por debajo de 160 °C.
POLIPROPILENO 26
22
Partes automobilCubos, recipientes, botellasMueblesJuguetesPelículas para envases de alimentosFibras y filamentosBolsasFondo de alfombrasPañales, toallas higiénicas, ropa
23
USOS DEL POLIPROPILENOEl Polipropileno es un verdadero protagonista en muchos de los productos que se encuentran en cada hogar y en diferentes industrias.
24
PLASTICOS
El polipropileno
Como fibra, el polipropileno se utiliza para hacer alfombras de interior y exterior, la clase que usted encuentra siempre alrededor de las piscinas y las canchas de mini-golf.
Funciona bien para alfombras al aire libre porque es sencillo hacer polipropileno de colores y porque el polipropileno, a diferencia del nylon, no absorbe el agua
POLIPROPILENO 27
25
PLASTICOS
El polipropileno
Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo.
El polipropileno se puede hacer a partir del monómero propileno.
POLIPROPILENO 28
26
PLASTICOS
Los poliésteres son los polímeros, en forma de fibras, que fueron utilizados en los años '70 para confeccionar toda esa ropa maravillosa que se usaba en las confiterías bailables.
Las formidables botellas plásticas irrompibles que contienen su gaseosa.
Otro lugar en donde se encuentra poliéster es en los globos.
POLIESTER 29
27
El poliéster, es una fibra resistente e inarrugable desarrollada en 1941. Es la fibra sintética más utilizada, y muy a menudo se encuentra mezclada con otras fibras para reducir las arrugas, suavizar el tacto y conseguir que el tejido se seque más rápidamente.
28
PLASTICOS
Los poliésteres pueden ser tanto plásticos como fibras.
Otro lugar en donde se encuentra poliéster es en los globos. No los baratos que se utilizan como bombitas de carnaval, ésos se hacen de caucho natural. Estoy hablando de los elegantes . Éstos se hacen de una película de poliester hecha por DuPont llamada Mylar.
Los globos se hacen con una mezcla compuesta por Mylar y papel de aluminio.
Los productos como éstos, hechos de dos clases de materia prima, se llaman compósitos.
POLIESTER 30
29
PLASTICOS
Los grupos éster en la cadena de poliéster son polares, donde el átomo de oxígeno del grupo carbonilo tiene una carga negativa y el átomo de carbono del carbonilo tiene una carga positiva. Las cargas positivas y negativas de los diversos grupos éster se atraen mutuamente. Esto permite que los grupos éster de cadenas vecinas se alineen entre sí en una forma cristalina y debido a ello, den lugar a fibras resistentes.
POLIESTER 31FIBRAS
Los poliésteres tienen cadenas hidrocarbonadas que contienen uniones éster, de ahí su nombre.
30
PLASTICOS
Esta estructura se denomina poli (etilén tereftalato) o PET para abreviar, porque se compone de grupos etileno y grupos tereftalato..
El inventor que descubrió primero cómo hacer botellas de PET fue Nathaniel Wyeth.
POLIESTER 32
LAS BOTELLAS
31
PLASTICOS
Hay dos preguntas sobre el PET : La primera es:
¿Por qué las botellas plásticas no son retornables, y en cambio sí lo son las viejas
botellas de vidrio?Y la segunda que creo que todos se cuestionan es:
¿Porqué la pasta de maní viene en frascos de PET y la mermelada no?
POLIESTER 33
LAS BOTELLAS
32
Estas dos preguntas cautivantes, tienen la misma respuesta.
La respuesta es que el PET tiene una temperatura de transición vítrea demasiado baja, es decir, la temperatura a la cual el PET se ablanda. El hecho de re-utilizar una botella de gaseosa, requiere que la misma sea previamente esterilizada antes de que se utilice otra vez. Esto significa lavarla a temperaturas realmente altas, temperaturas demasiado elevadas para el PET. El llenado de un frasco de mermelada también se realiza a altas temperaturas. En las industrias, el material se vuelca dentro de los frascos caliente, a temperaturas que harían que el PET se ablandara. Por eso este polímero no es adecuado para frascos de mermelada.
33
PLASTICOS
Hay una nueva clase de poliéster que representa justamente lo que se necesitaba para los frascos de mermelada y las botellas retornables. Es el poli (etilén naftalato) o PEN.
POLIESTER 34
34
PLASTICOS
El PEN tiene una temperatura de transición de vítrea más alta que el PET.
Ésa es la temperatura a la cual un polímero se ablanda. La temperatura de transición vítrea del PEN es lo suficientemente alta como para poder soportar el calor del lavado esterilizante de las botellas, como el llenado de una jalea de frutillas caliente.
POLIESTER 35
35
El PEN soporta tan bien el calor que no es necesario que la botella tenga que estar hecha exclusivamente con este material.
Con sólo mezclar una pequeña cantidad de PEN con el PET se logran botellas capaces de resistir el calor mucho mejor que si estuvieran hechas sólo de PET.
POLIESTERPLASTICOS
36
37
PLASTICOSPOLIETILENO 36
El polietileno es probablemente el polímero que más se ve en la vida diaria.
Es el plástico más popular del mundo.
Éste es el polímero que hace las bolsas de almacén, los frascos de champú, los juguetes de los niños, e incluso chalecos a prueba de balas.
El polietileno es un polímero vinílico, hecho a partir del monómero etileno
38
PLASTICOS
• A veces algunos de los carbonos, en lugar de tener hidrógenos unidos a ellos, tienen asociadas largas cadenas de polietileno. Esto se llama polietileno ramificado, o de baja densidad, o LDPE.
El polietileno ramificado es más barato y más fácil de hacer.
POLIETILENO 37
LOW DENSITY POLIETILENE = LDPE
39
PLASTICOS
El polietileno lineal se produce normalmente con pesos moleculares en el rango de 200.000 a 500.000
Cuando no hay ramificación, se llama polietileno lineal o HDPE. El polietileno lineal es mucho más fuerte que el polietileno ramificado.
POLIETILENO 38
HIGH DENSITY POLIETILENE = HDPE
40
PLASTICOS
• El polietileno con pesos moleculares de tres a seis millones se denomina polietileno de peso molecular ultra-alto, o UHMWPE. El UHMWPE se puede utilizar para hacer fibras que son tan fuertes que sustituyeron al Kevlar para su uso en chalecos a prueba de balas.
• Grandes láminas de éste se pueden utilizar en lugar de hielo para pistas de patinaje.
POLIETILENO 39
41
PLASTICOS
• Por ser un material tan versátil, tiene una estructura muy simple, la más simple de todos los polímeros comerciales. Una molécula del polietileno no es nada más que una cadena larga de átomos de carbono, con dos átomos de hidrógeno unidos a cada átomo de carbono.
POLIETILENO 40
42
43
PLASTICOS
El policarbonato es una familia especial poliésteres
El policarbonato, o específicamente policarbonato de bisfenol A, es un plástico claro usado para hacer ventanas inastillables, que la GE fabrica y vende como Lexan.
Lentes livianas para anteojos y otros que se fabrican con otro policarbonato.
POLICARBONATO 41
44
PLASTICOS
El policarbonato toma su nombre de los grupos carbonato en su cadena principal.
Lo llamamos policarbonato de bisfenol A, porque se elabora a partir de bisfenol A y fosgeno.
Esto comienza con la reacción del bisfenol A con hidróxido de sodio para dar la sal sódica del bisfenol A.
POLICARBONATO 42
45
PLASTICOS
Hasta ahora hemos estado hablando de sólo un policarbonato, el policarbonato de bisfenol A.
Pero hay otro policarbonato por allí, ese que algunos de nosotros vemos todo el tiempo. De hecho, algunos de nosotros, no vemos nada sin la ayuda de este policarbonato.
POLICARBONATO 43
46
Éste es el policarbonato que se utiliza para hacer lentes ultra-livianas. Para las personas con vista realmente mala, si las lentes fueran hechas de cristal, serían tan gruesas que serían demasiado pesadas para usar.
Este nuevo policarbonato cambió todo eso. No sólo es mucho más liviano que el cristal, sino que tiene un índice de refracción mucho más alto. Eso significa que la luz se refracta más que en el cristal, así que los cristales ya no necesitan ser tan gruesos.
POLICARBONATO PLASTICOS
47
PLASTICOS
Se puede ver que tiene dos grupos alílicos en los extremos. Estos grupos alílicos contienen enlaces dobles carbono-carbono.
Esto significa que pueden polimerizar por una polimerización vinílica por radicales libres.
POLICARBONATO 44
Y qué es este nuevo policarbonato tan maravilloso? Es muy diferente del policarbonato del bisfenol A. Se hace a partir de este monómero:
48
PLASTICOS
Hay una diferencia fundamental entre los dos tipos de policarbonato descritos aquí, que debe ser señalada.
El policarbonato de bisfenol A es un termoplástico. Esto significa que puede ser moldeado en caliente.
Pero el policarbonato usado en anteojos es un termorrígido. Los termorrígidos no funden y no pueden moldearse nuevamente. Se utilizan para hacer objetos realmente fuertes y resistentes al calor.
POLICARBONATO 45
49
PLASTICOS
Como se puede ver, los grupos que contienen carbonato (mostrados en azul) forman los entrecruzamientos entre las cadenas poliméricas (mostradas en rojo). Este entrecruzamiento hace el material muy fuerte, de modo que no se romperá tan fácilmente como el cristal.
Obviamente, hay dos grupos alílicos en cada monómero. Esos grupos se convertirán en parte de distintas cadenas poliméricas. De esta forma, todas las cadenas se unirán unas con otras para formar un material entrecruzado parecido a éste:
POLICARBONATO 46
50
51
PLASTICOS
Estructura de epoxi prepolymer. n indica el número de subunidades polimerizados y se encuentra en el rango de 0 hasta casi 25.
EPOXI 47
Una resina epoxi o poliepóxido es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o "endurecedor".
Las resinas epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol-a.
52
PLASTICOSEPOXI 48
Los primeros intentos comerciales de producción tuvieron lugar en 1927 en los EE. UU.
El mérito de la primera síntesis de una resina basada en bisfenol-a lo comparten el Dr. Pierre Castan de Suiza y el estadounidense Dr. S. O. Greenlee en 1936.
El trabajo del suizo fue licenciado por la compañía química Ciba-Geigy, también suiza, que se convirtió rápidamente en uno de los tres mayores fabricantes mundiales de resinas epoxi, comercializándolas bajo el nombre de Araldite.
El trabajo del Dr. Greenlee fue a parar a una compañía pequeña, que luego fue comprada por la Shell.
53
PLASTICOSAdhesivos
A esta familia de adhesivos corresponden todos aquellos que están bajo la marca Araldit.Las resinas epoxídicas son un tipo de adhesivos llamados estructurales o de ingeniería el grupo incluye el poliuretano, acrílico y cianoacrilato. Estos adhesivos se utilizan en la construcción de aviones, automóviles, bicicletas, esquíes. Sirven para pegar gran cantidad de materiales, incluidos algunos plásticos, y se puede conseguir que sean rígidos o flexibles, transparentes o de color, de secado rápido o lento.
En general, si el secado de un adhesivo epoxídico se realiza con calor, será más resistente al calor y a los agentes químicos que si se seca a temperatura ambiente.
La resistencia a la tracción de este tipo de adhesivos puede llegar a superar los 350 kg/cm², lo que les convierte en el adhesivo más resistente del mundo
EPOXI 49
54
PLASTICOSEPOXI 50
Pinturas y acabados
El Epoxi se usa mucho en capas de imprimación, tanto para proteger de la corrosión como para mejorar la adherencia de
las posteriores capas de pintura.
Las latas y contenedores metálicos se suelen revestir con epoxi para evitar que se oxiden, especialmente en alimentos
ácidos, como el tomate.
Se usa como revestimiento termoconvertilbe (pintura en polvo para productos que no esten expuestos a los rayos
ultravioletas),
También se emplea en decoraciones de suelos de alta resistencia, como las terrazas,etc.
55
56
PLASTICOS
Se denomina 'fibra de carbono' a un compuesto no metálico de tipo polimérico, integrado por una fase dispersante que da forma a la pieza que se quiere fabricar normalmente alguna resina y una fase dispersa, un refuerzo hecho de fibras, en este caso, de carbono y cuya materia prima es el poliacrilonitrilo.
FIBRA DE CARBONO 51
Es un material muy caro, de propiedades mecánicas elevadas y muy liviano.
Al igual que la fibra de vidrio, es un caso común de metonímia, en el cual se le da al conjunto todo el nombre de una parte, en este caso el nombre de las fibras que lo refuerzan.
.
57
PLASTICOS FIBRA DE CARBONO 52
Al tratarse de un material compuesto, en la mayoría de los casos, aproximadamente un 75%, se utilizan polímeros termoestables.
El polímero es habitualmente resina epoxi, de tipo termoestable aunque otros polímeros, como el poliéster o el viniléster también se usan como base para la fibra de carbono aunque están cayendo en desuso.
Tela de fibra de carbono
58
PLASTICOSFIBRA DE CARBONO 53
Las propiedades principales de este material compuesto son:
Elevada resistencia mecánica, con un módulo de elasticidad elevado. Baja densidad, en comparación con otros elementos como por ejemplo el acero.
Elevado precio de producción. Resistencia a agentes externos. Gran capacidad de aislamiento térmico.
Resistencia a las variaciones de temperatura, conservando su forma, sólo si se utiliza matriz termoestable.
Buenas propiedades ignífugas.
59
PLASTICOS FIBRA DE CARBONO 54
Las razones del elevado precio de los materiales realizados en fibra de carbono se debe a varios factores:
El refuerzo, fibra, es un polímero sintético que requiere un caro y largo proceso de producción.
Este proceso se realiza a alta temperatura entre 1100 y 2500 °C en atmósfera de hidrógeno durante semanas o incluso meses dependiendo de la calidad que se desee obtener ya que pueden realizarse procesos para mejorar algunas de sus características una vez se ha obtenido la fibra.
60
PLASTICOS FIBRA DE CARBONO 55
El uso de materiales termoestables dificulta el proceso de
creación de la pieza final, ya que se requiere de un complejo utillaje especializado, como el horno autoclave.
Tiene muchas aplicaciones en la industria aeronáutica y automovilística, al igual que en barcos y en bicicletas, donde sus propiedades mecánicas y ligereza son muy importantes.
También se está haciendo cada vez más común en otros artículos de consumo como patinetas, raquetas de tenis, ordenadores portátiles, trípodes y cañas de pesca e incluso en joyería .
61
PLASTICOS FIBRA DE CARBONO 56
Estructura y propiedades Cada filamento de carbono es la unión de muchas miles de fibras de carbono. Un filamento es un fino tubo con un diámetro de 5–8 micrónes y consiste mayoritariamente en carbono.
La estructura atómica de la fibra de carbono es similar a la del grafito, consistente en láminas de átomos de carbono arreglados en un patrón regular hexagonal ( alambre de gallinero). La diferencia recae en la manera en que esas hojas se intercruzan. El grafito es un material cristalino en donde las hojas se sitúan paralelamente unas a otras de manera regular. Las uniones químicas entre las hojas es relativamente débil, dándoles al grafito su blandura y brillo característicos.
62
PLASTICOSFIBRA DE CARBONO 57
La fibra de carbono es un material amorfo: las hojas de átomos de carbono están azarosamente foliadas, o apretadas, juntas. Esto integra a las hojas, previniendo su corrimiento entre capas e incrementando grandemente su resistencia.
Es conductor eléctrico y de baja conductividad térmica. Al calentarse, un filamento de carbono se hace más grueso y corto.
Naturalmente las fibras de carbono son negras, pero recientemente hay disponible fibra coloreada.
63
PLASTICOS TEFLON 58
El politetrafluoretileno (PTFE) es un polímero similar al polietileno, en el que los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos flúor.
La fórmula química del monómero, tetrafluoretileno, es CF2=CF2. La formula del polímero se muestra en la siguiente figura.
64
PLASTICOS
TEFLON 59
Bajo el nombre de Teflon, también llamado teflón en algunas regiones, la multinacional DuPont comercializa este y otros cuatro polímeros de semejante estructura molecular y propiedades.
Entre ellos están la resina PFA (Perfluoroalcóxido) y el copolímero FEP (Propileno Etileno Flurionado), llamados Teflon-PFA y Teflon-FEP respectivamente.
65
PLASTICOS TEFLON 60
Historia El creador fue Roy J. Plunkett (1910-1994), nacido en Ohio, graduado y doctor en química. Fue contratado en 1936 (año de su doctorado) por la empresa DuPont, en la que permaneció toda su vida laboral. Fue en 1938, mientras trabajaba en el desarrollo de sustancias refrigerantes, realizó el hallazgo. Plunket estaba buscando la manera de producir cantidades de tetrafluoroetileno (TFE) suficientes como para poder utilizarlas industrialmente. Tras construir una planta piloto y obtener las cantidades necesarias pasó a realizar distintas pruebas con el TFE obtenido. Colocaba el TFE en cilindros refrigerados con CO2 sólido (nieve carbónica).
Con la colaboración de su ayudante, Jack Rebok, estaba un día vaporizando el contenido de un cilindro de TFE que contenía unas dos libras de gas. Según se vaporizaba el gas pasaba por unos
66
PLASTICOSTEFLON 61
HistoriaSegún se vaporizaba el gas pasaba por unos medidores de flujo y entraba en una cámara donde el TFE reaccionaba con otros productos químicos. Aquel día, poco después de comenzar el experimento, Jack Rebok avisó a Plunkett de que algo no funcionaba bien. El flujo de TFE se había detenido, pero el cilindro seguía conteniendo masa. Al desmontar la válvula y abrir el cilindro encontraron en su interior una sustancia blanca en forma de polvo. Parecía que el TFE se había polimerizado dando lugar a este polvo. Al caracterizarlo, Plunkett descubrió que era inerte a todos los disolventes, ácidos y bases disponibles. La DuPont se interesó por el descubrimiento de su científico e incluyó el PTFE dentro de su sección de polímeros. Hoy, la marca Teflon® es registrada por E.I. du Pont de Nemours and Company y conocida mundialmente.
67
PLASTICOS TEFLON 62
Propiedades La virtud principal de este material es que es prácticamente inerte, no reacciona con otras sustancias químicas excepto en situaciones muy especiales. Esto se debe básicamente a la protección de los átomos y partículas de flúor sobre la cadena carbonada.
Esta carencia de reactividad hace que su toxicidad sea prácticamente nula, y es, de hecho, el material con el coeficiente de rozamiento más bajo conocido. Otra cualidad característica es su impermeabilidad, manteniendo además sus cualidades en ambientes húmedos.Es también un gran aislante eléctrico y sumamente flexible, No se altera por la acción de la luz. Es capaz de soportar temperaturas desde -270°C (3 K) hasta 300 °C (573 K). Su cualidad más conocida es la antiadherencia.
68
PLASTICOS TEFLON 64
Uno de los primeros usos que se dio a este material fue en el Proyecto Manhattan como recubrimiento de válvulas y como sellador en tubos que contenían hexafluoruro de uranio (material altamente radioactivo).
El PTFE tiene múltiples aplicaciones, aunque no se le dio salida en un principio (no se empezó a vender hasta 1946). Algunas de ellas se citan a continuación:
En revestimientos de aviones, cohetes y naves espaciales debido a que es capaz de soportar grandes diferencias de temperatura. En la industria se emplea en elementos articulados, ya que su capacidad antifricción permite eliminar el uso de lubricantes como el Krytox.
69
PLASTICOS TEFLON 63
En medicina, aprovechando que no reacciona con sustancias o tejidos y es flexible y antiadherente se utiliza para prótesis, creación de tejidos artificiales y vasos sanguíneos, en incluso operaciones estéticas (body piercing).
En electrónica, como revestimiento de cables o dieléctrico de condensadores por su gran capacidad aislante y resistencia a la temperatura.
70
PLASTICOS
Los capacitores o condensadores con dieléctrico de teflón se utilizan en equipos amplificadores de sonido de alta calidad. Son los que producen menores distorsiones de audiofrecuencias. Un poco menos eficientes, les siguen los de poliester metalizado (MKP).
En pinturas y barnices. En estructuras y elementos sometidos a ambientes corrosivos, así como en mangueras y conductos por los que circulan productos químicos.
Como recubrimiento de balas perforantes. El teflón no tiene efecto en la perforación del misil, sino que reduce el rozamiento con el interior del arma para disminuir su desgaste
TEFLON 65
71
72
PLASTICOS ABS 66
Acrilonitrilo butadieno estireno
El Acrilonitrilo Butadieno Estireno o ABS es un copolimero en bloque muy resistente al impacto (golpes) muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos.
Es un termoplástico amorfo.
Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y procesamiento es más complejo que los plásticos comunes, como son las polioleofinas (polietileno, polipropileno).
73
PLASTICOSABS 67
Los bloques de acrilonitrilo proporcionan rigidez, resistencia a ataques químicos y estabilidad a alta temperatura así como dureza, propiedades muy apreciadas en ciertas aplicaciones como son equipos pesados o aparatos electrónicos.
Los bloques de butadieno, que es un elastómero, proporcionan tenacidad a cualquier temperatura. Esto es especialmente interesante para ambientes fríos, en los cuales otros plásticos se vuelven quebradizos.
74
PLASTICOSABS 68
El bloque de estireno aporta resistencia mecánica y rigidez.
Esta mezcla de propiedades, llamada por los ingenieros químicos : sinergia, indica que el producto final contiene mejores propiedades que la suma de ellos.
El ABS es un ejemplo claro del diseño de materiales en ingeniería química, que busca lograr compuestos de materiales ya existentes en oposición a desarrollar materiales completamente nuevos.
75
PLASTICOS ABS
Características del ABS
El rasgo más importante del ABS es su gran tenacidad, incluso a baja temperatura (sigue siendo tenaz a -40°C)
. Además es duro y rígido; resistencia química aceptable; baja absorción de agua, por lo tanto buena estabilidad dimensional; alta resistencia a la abrasión; se recubre con una capa metálica con facilidad.
76
El ABS se puede, en una de sus variantes, cromar por electrólisis dándole distintos baños de metal a los cuales es receptivo.
Se pueden usar en aleaciones con otros plásticos. Así por ejemplo, el ABS con el PVC da un plástico de alta resistencia a la llama que le permite encontrar amplio uso en la construcción de televisores.
También se le puede añadir PTFE para reducir su coeficiente de fricción, o compuestos halogenados para aumentar su resistencia al fuego.
77
PLASTICOSABS 70
Características del ABS
El rasgo más importante del ABS es su gran tenacidad, incluso a baja temperatura (sigue siendo tenaz a -40°C)
Además es duro y rígido.
Resistencia química aceptable.
Baja absorción de agua,por lo tanto buena estabilidad dimensional.
Alta resistencia a la abrasión.
Se recubre con una capa metálica con facilidad.
78
PLASTICOS
El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser termoplástica, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y flexibles. A partir de procesos de polimerización, se obtienen compuestos en forma de polvo o pellet, plastisoles, soluciones y emulsiones.
PVC 71
Además de su gran versatilidad, el PVC es la resina sintética más compleja y difícil de formular y procesar, pues requiere de un número importante de ingredientes y un balance adecuado de éstos para poder transformarlo al producto final deseado.
79
PLASTICOS PVC 72
En 1930 B.F. Goodrich Chemical descubre que el PVC absorbe plastificante y que al procesarse se transforma en un producto flexible. Este descubrimiento hizo posible el desarrollo comercial inicial. Posteriormente con el empleo de estabilizadores más adecuados se hizo posible el desarrollo del mercado del PVC rígido; estos dos importantes desarrollos permitieron que el PVC se convirtiera en el termoplástico más versátil e importante del mercado mundial.
80
PLASTICOSPVC 73Propiedades del PVC
Forma y Tamaño de la PartículaSu forma es esférica y en algunos casos tiene similitud a la de una bola de algodón. El tamaño varía según se trate de resina de suspensión o de pasta. En el caso de la resina de suspensión, el diámetro de la partícula va de 40 micrones (resina de mezcla) a 80-120 micrones (resina de uso general). En el caso de resina de pasta, el diámetro de la partícula es de 0.8 a 10 micrones.
Porosidad de la PartículaEs característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad de absorción del plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos de pescado” (fish eyes) en el producto terminado.
81
PLASTICOS PVC 74
82
PLASTICOS PVC 75
83
PLASTICOS PVC 76
84
85
La cubierta móvil de la plaza de toros de San Sebastián es de PVC.
86
Polibutadieno -121 - Politereftalato de etileno (PET) 80 265
Policarbonato 152 225 Polipropileno -15 a -25 160
Policloruro de vinilideno -20 215
Policloruro de vinilo 80 205
Poliestireno táctico 100 235
Poliéter - 235
Polietileno PEAD -35 a -120 135
Polietileno PEBD -35 a -120 105
Politereftalato de etileno (PET) 80 265
87
PLASTICOS CELULOSA 25
La reaccion de la celulosa con el ácido acético, da el acetato de celulosa. Esta se utiliza como fibra. Es la fibra usada para los vestidos de fiesta hechos con acetato. Como termoplástico también se utiliza para películas fotográficas. Previamente se había utilizado el nitrato de celulosa, pero la combinación del nitrato inflamable y de los bulbos calientes del proyector de películas, acabó por causar incendios en muchas cines El acetato de la celulosa fue la gran solución, impidiendo que se quemaran los cines y manteniendo en circulación durante más tiempo a las viejas películas. Los nuevos films de poliéster hoy están reemplazando al viejo celuloide. Y por supuesto, como si el nitrato de celulosa no tuviera ya suficientes problemas, el acetato de celulosa lo sustituyó también en la fabricación de vidrios de seguridad..