MOLDEO Y REFORZADO DE PLÁSTICOS

PROCESOS DE COMFORMACIÓN DE PRODUCTOS PLÁSTICOS

Francisco Manzanera Marín 1ºC

•  PRENSADO: este método se introdujo para facilitar el moldeo de productos complicados con pequeños agujeros profundos o numerosos insertos metálicos. Este procedimiento utiliza como producto plástico a moldear resinas llamadas duroplásticos que se encuentra en forma polvo o granulado. Para poder fabricar el la pieza se inyecta el plástico caliente en un molde formado por una parte macho y otra hembra presionándolo hasta conseguir que la forma se endurezca y se pueda desmoldar gracias al desmoldante aplicado en el molde al principio del proceso. La temperatura y presión que se obtiene es de 140° - 170°C y 100 Bar o más. La presión gracias a prensas mecánicas o hidráulicas y la temperatura gracias resistencias, luz infrarroja y microondas.

• INYECCIÓN: es uno de los tipos de extrusión de plásticos mas importantes desde que en 1956 se patento la maquina que hace posible el rápido moldeo de plásticos. En la actualidad hay pocos plásticos  que no se fabriquen por inyección. Es un proceso semicontinuo en el que se funde el plástico en un extrusor y con el tornillo que se encuentra dentro del extrusor se inyecta el plástico en el molde se deja en el hasta que se enfrié y se pueda extraer. Las claves de este proceso son la velocidad y consistencia para que tenga éxito este proceso.

•  TERMOCONFORMADO: es un proceso por el cual una lamina de plástico de forma tridimensional puede coger forma al calentarlo y por la presión. Hay dos tipos de formas para darle forma por vacio que consiste en al tener caliente la lamina de plástico por lo cual maleable se coloca en el molde y se presiona contra la lamina sellando el área de moldeo haciendo el vacio gracias a unos orificios gracias a un circuito de refrigeración que hace que se enfrié rápidamente y se invierte el proceso de vacio para separa el molde de la pieza de plástico conseguida. El moldeado por presión es una variante del moldeado por vacío que utiliza tanto vacío como aire comprimido para adaptar la lámina de plástico al molde. Una vez los marcos están cerrados, el vacío tira de la lámina de plástico por un lado y el aire comprimido la empuja por el otro. El moldeo por presión de aire reduce el tiempo de fabricación y permite formar la lámina de plástico a menor temperatura y con mayor calidad.

• EXTRUSION-SOPLADO: es un proceso para obtener piezas huecas por la expansión del material este método utiliza una preforma que es una manga tubular conformada por extrusión llamada párison, se cierra por la parte inferior de forma hermética debido al pinzamiento que ejercen las partes del molde al cerrarse se le sopla hasta que coja la forma y se deja enfría y se  extrae la pieza. Se pueden obtener envases de hasta 10000L pero no con demasiada tolerancia se puede obtener con diferentes  boquillas.

•  Otros sistemas de moldeo de plásticos son espumacion que consiste en calentar el plástico y al expandirse se une con unos aditivos espumantes previamente añadidos que lo hacen esponjoso perfecto para poder proteger objetos delicados o el moldeo rotacional que consiste en utilizar plástico en polvo para al calentarlo se con vierta en un objeto hueco.

PLÁSTICOS COMPUESTOS
Los plásticos compuestos o reforzados son plásticos que al añadirle otros materiales tiene unas nuevas propiedades que hacen que mejoren para una determinada función o para nuevas funciones. Por lo cual hacen un nuevo material mejorado y más resistente.

• KEVLAR: es un plástico sintetizado por Stephanie Kwolek en 1965. Sus fibras consisten en largas cadenas de poliparafenileno tereftalamida, molécula que soporta altastemperaturas con la que se puede construir equipos ligeros, resistentes –5 veces más fuerte que el acero– y a los que no les afecta la corrosión. Actualmente se utiliza para reforzar prendas textiles de montaña por su gran capacidad y resistencia, como por ejemplo en los hombros de las chaquetas para evitar su desgaste por el rozamiento con la mochila.

• Fibra de carbono: es un material compuesto, constituido principalmente por carbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es muy ligera .Se desarrolló inicialmente para la industria espacial, pero ahora, al bajar de precio, se ha extendido a otros campos: la industria del transporte, aeronáutica, al deporte de alta competición y, últimamente encontramos la hasta en carteras de bolsillo y relojes.

• Otros tipos de plásticos compuestos, los laminados: son dos capas de materiales distintos solapados pero no mezclados. Los más importantes:

-Plástico-vidrio: origen de este material se remonta a la II Guerra Mundial, usado por los ingleses como sustituto del contrachapado para los radomos de los aviones. Material ligero y resistente, rígido, con buen comportamiento frente a la corrosión y al desgaste, y buen aislante térmico, acústico y eléctrico. Entre sus desventajas se encuentran la dificultad de reciclaje, el mal comportamiento frente al fuego.

-Plástico-Metal: esta mezcla es una forma de proteger un metal sumergiéndolo en resina de plástico en polvo con lo cual queda más bonito y protegido contra la corrosión y oxidacion. No se pueden unir molecularmente porque el metal perdería muchas propiedades.

-Plástico-Papel o Carton: consiste en aplicar al papel una fina de plástico liquido para aumentar sus opciones de conservación.

-Plástico-Tejidos: consiste en utilizar el plástico para simular fibras textiles naturales que al ser sintéticas son mas baratas y de esta manera se puede ayudar a no utilizar seres vivos o recursos naturales.


-Plástico-Plástico:es la combinación de distintas capas de plástico en un mismo envase para poder tener diferentes propiedades.

PLÁSTICOS O POLÍMEROS

Definición

Llamamos polímeros o plásticos a materiales sintéticos, obtenidos por el ser humano a través de una serie de reacciones químicas con aditivos. Tienen como finalidad mejorar sus propiedades y características

La palabra plasticidad se aplica a la característica de los materiales de conservar su nueva forma después de haberse deformado (contrario al término elasticidad). Después de esta definición, podemos deducir que los plásticos son los materiales que poseen plasticidad.

Historia

http://www.youtube.com/watch?v=qga-IM7CSnM

El primer plástico se originó en un concurso en 1860, cuando un fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de $10000 a quien consiguiera un sustituto del marfil natural para la fabricación de bolas de billar. Un inventor norteamericano, John Wesley Hyatt, desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una mezcla de alcanfor y etanol. No se sabe si Hyatt ganó el premio, pero de todos modos, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el desarrollo de la industria cinematográfica de finales de siglo XIX.

En 1909 el químico Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero 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. Esto revolucionó la tecnología moderna iniciando la «era del plástico». A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo extremadamente popular.

En 1920, Hermann Staudinger, químico alemán, aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes. Los esfuerzos realizados para probar estas afirmaciones dieron inicio a muchas investigaciones científicas que produjeron avances en esta rama de la química.

OBTENCIÓN DE LOS PRODUCTOS PLÁSTICOS

Este esquema nos relata la obtención de los plásticos:

COMPONENTES PRINCIPALES DE LOS PLÁSTICOS

Materia básica: son los monómeros que entran en la reacción química. Se comercializan en forma de granza (gránulos).

Cargas: son incorporados al material fibra-resina para aportar características particulares (como propiedades físicas, químicas y mecánicas) o reducir el coste. Existen dos tipos: reforzantes y no reforzantes. Éstas últimas se dividen a su vez en ignífugas y conductoras.

Aditivos: son sustancias empleadas en los PRF con el objetivo de incrementar las prestaciones del material. Cada aditivo tiene generalmente la propiedad de intervenir en una sola característica, por lo que es normal emplear más de un tipo de aditivo a la vez, siempre que sean compatibles. Sin embargo, es necesario advertir que si empleamos demasiados aditivos a la vez podrían modificarse otras propiedades del polímero base, por lo que es conveniente limitar el número de aditivos utilizados en una misma matriz.

Estos son los tipos de aditivos más empleados:

- Lubrificantes: interno (modifica las fuerzas de cohesión intermoleculares, diminuyendo la viscosidad de la resina sin alterar sus propiedades) o externo (aflora a la superficie de la resina para reducir su tendencia a pegarse a los moldes).

- Agentes antiestáticos: empleados en resinas incapaces de dispersar las cargas iónicas que se puede dar sobre la superficie del producto durante la fabricación.

- Agentes antioxidantes: garantizan unas prestaciones prolongadas del material frente a la acción de los rayos UV y del ozono.

- Agentes que modifican las propiedades mecánicas: se trata de Monoceros añadidos durante la fabricación del compuesto polimérico de base y que influyen en un parámetro específico (por ejemplo, la rigidez del material) manteniendo casi invariables las demás características.

- Agentes retardantes de la llama e ignífugos.

- Conservantes: impiden que el material sea ataca por microorganismos, insectos o roedores.

- Pigmentos: preparados a partir de productos insolubles, en forma sólida, de origen mineral u orgánico

- Colorantes: compuestos solubles en agua o disolvente orgánico que se utilizan poco debido a su mala resistencia química.

- Pastas colorantes: son dispersiones de pigmentos en un soporte pastoso, de fácil incorporación y dispersión en la resina.

Catalizadores: sustancias cuya presencia hace reaccionar a dos o más productos entre sí, que por sí solos permanecerían prácticamente inertes unos frente a otros. En la química macromolecular también se denominan iniciadores

TIPOS DE PLÁSTICOS

Termoplásticos: Se caracterizan porque se ablandan al calentarse y pueden ser moldeados para darles distintas formas, sabiendo que al enfriarse volverán a endurecerse manteniendo sus características iniciales.

Al calentarse, a las moléculas se les da la energía necesaria para que se separen, y esto les da libertad para cambiar su posición relativa y dar lugar a una nueva forma cuando están bajo presión. Este proceso de ablandamiento y endurecimiento puede volverse a repetir una y otra vez sin que el material modifique su aspecto o sus propiedades.

Ejemplo de plástico termoplástico

Termoestables: Se comportan de forma muy diferente a los termoplásticos. Al calentarlos por primera vez el polímero se ablanda y se le puede dar forma bajo presión. Sin embargo, debido al calor, comienza una reacción química en la que las moléculas se enlazan permanentemente. Esta reacción se conoce con el nombre de degradación. Como consecuencia el polímero se hace rígido permanentemente y si se calienta no se ablandará sino que se destruirá.

Ejemplo de plástico termoestable

Elastómeros: Los elastómeros son aquellos materiales que muestran un comportamiento elástico. Son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea, de ahí viene esa considerable capacidad de deformación. A temperatura ambiente las gomas son relativamente blandas y deformables. Se usan principalmente para cierres herméticos, adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX en los automóviles.

Ejemplo de plástico elastómero

Mariola Cerón Otalora