Los Plásticos: origen, propiedades y clasificación en Bachillerato

COLEGIO MONTAIGNE JEREZ

TEMA 2: LOS PLÁSTICOS 3º ESO 2º CICLO Curso 2024-25 Página 1 de 19 Prof. D.Carlos Martínez González Nombre y apellidos: Curso, número:

Índice del Tema

0. Índice. 1 1. Objetivos. 1 2. Introducción. 1 3. Los plásticos. 2 4. Procedencia de los plásticos. 3 5. Componentes principales de los plásticos. 4 6. Propiedad de los plásticos. 4 7. Clasificación de los plásticos 5 7.1 Plásticos termoplásticos. 5 7.1.2 Plásticos termoplásticos derivados del petróleo. 5 7.2 Plásticos termoestables. 7 7.3 Elastómeros. 8 8. Técnicas de transformación de los plásticos. 8 8.1 Moldeo 9 8.1.1 Moldeo a alta presión. 9 8.1.2 Moldeo a baja presión. 11 8.2 Colada 11 8.3 Espumado 11 8.4 Calandrado 12 9. Reciclado de plásticos. 12 9.1 Selección y recuperación. 12 9.2 Reciclado de plásticos. 13 10. Técnicas de identificación de los plásticos. 15 11. Actividades. 17 12. Competencias básicas (Experiencias) 18 13. Mapa de Conceptos. 1

Objetivos del Tema

• Conocer la procedencia, propiedades y aplicaciones de los plásticos.
• Clasificar los distintos tipos de plásticos.
• Describir los procedimientos empleados en la transformación de los plásticos.
• Identificar los tipos de plásticos mediante la realización de ensayos sencillos.

Introducción a los Plásticos

El plástico es uno de los materiales más utilizados en la actualidad. Allá donde vayamos encontraremos objetos de plástico para las más variadas aplicaciones. Su campo de aplicación abarca desde un simple juguete hasta elementos de aviación. Desde hace algunos años, los plásticos

M COLEGIO MONTAIGNE JEREZ TEMA 2: LOS PLÁSTICOS 3º ESO 2º CICLO Curso 2024-25 Página 2 de 19 Prof. D.Carlos Martínez González han ido sustituyendo poco a poco a materiales como la madera, el vidrio y los metales, debido a su ligereza, durabilidad, facilidad de fabricación y otras propiedades que le hacen aptos para multitud de usos y aplicaciones. Además, se pueden producir en grandes cantidades y a bajo costo.

Definición de Plásticos

La palabra plásticos procede del término griego plastikos, que significa "capaz de ser moldeado". Esta es la principal propiedad de este material, su capacidad para deformarse y, por tanto, su facilidad para adoptar prácticamente cualquier forma.

Sin embargo, muchos materiales naturales también se adaptan a esta definición; por ejemplo, la cera, el alquitrán o el barro de moldear de los alfareros responden a la definición anterior, ya que tienen plasticidad. Pero a nadie se le ocurriría decir que el alquitrán es un plástico, en el mismo sentido en el que hoy se aplica a un objeto de plástico.

Por otro lado, la mayor parte de los objetos de plásticos carecen de plasticidad, ya que muchos son duros, rígidos e indeformables. Esto es debido a que los productos empleados en su fabricación sí poseían propiedades plásticas antes de ser transformados. Se mantiene la denominación, aunque el material resultante no conserve las propiedades originales.

Los plásticos son polímeros, es decir, compuestos constituidos por grandes cadenas de moléculas iguales (macromoléculas), formadas por la unión de moléculas más sencillas que se repiten una y otra vez. Cuando decimos que un objeto es de plástico, nos referimos a un producto comercial de unas determinadas características, que ha sufrido una serie de transformaciones.

Los químicos han definido científicamente a los plásticos con el nombre de polímeros (del griego poli, muchas y mero, partes). La formación de los polímeros recibe el nombre de polimerización. A partir de los productos obtenidos y mediante dos procesos distintos se obtienen los distintos plásticos. Estos dos procesos son:

• Polimerización por adición: se produce cuando un monómero se une a otro monómero, y así sucesivamente, formándose una cadena muy larga.
• Polimerización por condensación: se produce cuando dos monómeros distintos reaccionan entre sí, convirtiéndose en otro, con propiedades diferentes a las de los dos polímeros que lo forman.

La mayoría de los plásticos son relativamente modernos, ya que a principios de este siglo solo se empleaban algunos productos de origen

M COLEGIO MONTAIGNE JEREZ TEMA 2: LOS PLÁSTICOS 3º ESO 2º CICLO Curso 2024-25 Página 3 de 19 Prof. D.Carlos Martínez González natural moldeables por calor y presión, como la goma laca, la caseína, la ebonita y el celuloide, considerados como los precursores del plástico. La invención del primer plástico se produjo en 1.860 cuando un empresario convocó un concurso para sustituir las bolas de billar de marfil por un material más barato.

Actualmente, existe una gran variedad de plásticos con infinidad de aplicaciones en todos los ámbitos de nuestro entorno, envases, bolsas, tuberías, etc.

Procedencia de los Plásticos

Según su procedencia, los plásticos pueden ser naturales o sintéticos:

• Los plásticos naturales se obtienen directamente de materias primas vegetales (por ejemplo, la celulosa y el látex) o animales (como la caseína, una de las principales proteínas de la leche de vaca).
• Los plásticos sintéticos se elaboran a partir de compuestos derivados del petróleo, el gas natural o el carbón. La mayoría de los plásticos pertenecen a este grupo.

Petróleo como Recurso Principal

Hoy en día, el petróleo es el principal recurso para la fabricación de los plásticos. Por medio de un proceso llamado destilación fraccionada se obtiene la materia prima necesa- ria para fabricar los plásticos.

340° C RESIDUOS Este proceso consiste en ir 260°℃ GASÓLEO calentando progresivamente el petróleo de manera que se vaya 180° C NAFTA PLÁSTICOS produciendo una evaporación escalonada de los productos que 110°C KEROSENO lo constituyen. 40° C GASOLINAS Al llegar a los 180º la sustancia que se evapora, la Tª AMBIENTE nafta, tras ser recogida, enfriada y destilada, se utiliza como producto base en la fabricación de plásticos. GASES PETRÓLEO

A pesar de que el petróleo es el principal suministro de la materia prima para la fabricación de los plásticos, cada día se descubren nuevos materiales y se desarrollan nuevos sistemas para la obtención de plásticos, aprovechando residuos industriales o agrícolas, siempre y cuando se logre en cantidades suficientes a precios aceptables.

M COLEGIO MONTAIGNE JEREZ ΤΕΜΑ 2: LOS PLÁSTICOS 3º ESO 2º CICLO Curso 2024-25 Página 4 de 19 Prof. D.Carlos Martínez González

Componentes Principales de los Plásticos

Los elementos básicos de los monómeros que forman los polímeros son el carbono y el hidrógeno; además, contienen en menor medida oxígeno, nitrógeno, azufre, silicio, cloro, etc.

Para mejorar las cualidades del plástico, se le añaden sustancias de diversa naturaleza que se conocen como aditivos. Estos pueden ser de origen diverso y les confieren propiedades específicas.

• Cargas: son sustancias de origen diverso, mineral, vegetal o sintético (talco, serrín, fibra de vidrio o de amianto ... ) que le confieren al plástico determinadas características, hacen que los plásticos pesen menos, aumenten su resistencia, se abarate su coste de producción, etc. Entre ellas destacan las fibras:
  • Fibras de vidrio. son fibras obtenidas a partir del vidrio tras ser calentado y estirado a gran velocidad. Proporcionan gran resistencia al desgaste. Con ellas se fabrican barcos de vela y tejidos especiales.
  • Fibras de carbono. son fibras que proporcionan bajo peso y ofrecen gran resistencia y buen comportamiento frente a vibraciones y fuerzas exteriores. Con ellas se fabrican los cuadros de las bicicletas de carreras de alta competición, cascos.
• Colorantes: son tintes o pigmentos que se añaden para dar color a los plásticos. Además, sirven para protegerlos de la radiación solar, que puede descomponerlos (lo que se conoce como despolimerización).
• Plastificantes: son sustancias que actúan como lubricantes aportando flexibilidad, lo que hace que sea más sencillo darles forma.
• Estabilizadores: son sustancias que contrarrestan los efectos destructivos de los agentes exteriores, como son la luz y la temperatura.

Propiedades de los Plásticos

Las propiedades de los plásticos dependen de su naturaleza y composición. La principal propiedad es la plasticidad, que es la facilidad para ser deformados. Esta capacidad permite obtener todo tipo de piezas perfectas, por complicadas que sean, mediante la aplicación de calor y el uso de moldes. Son dúctiles y maleables. Pueden colorearse fácilmente añadiendo colorantes en su proceso de fabricación. Las piezas moldeadas con este material presentan muy buen aspecto, sin necesidad de realizar ninguna operación de acabado en la mayoría de los casos.

En general, son muy ligeros (baja densidad) y buenos aislantes de la electricidad, el calor y algunos para el sonido, se dilatan con facilidad y presentan una buena resistencia a la acción de los agentes atmosféricos

M COLEGIO MONTAIGNE JEREZ TEMA 2: LOS PLÁSTICOS 3º ESO 2º CICLO Curso 2024-25 Página 5 de 19 Prof. D.Carlos Martínez González y a las de los ácidos. Son impermeables y no se oxidan. Algunas propiedades como la dureza, textura, elasticidad, rigidez, tenacidad y la flexibilidad son específicas de determinados plásticos y varían de unos a otros.

Un inconveniente es su baja resistencia mecánica (resistencia a la tracción, compresión, torsión, ... ), aunque es más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones en las que son utilizados, y otro es el de su eliminación o reciclado.

Clasificación de los Plásticos

Los materiales plásticos se pueden dividir en tres grandes grupos. El primero lo forman los termoplásticos, el segundo los termoestables, y el tercero los elastómeros en función de su proceso de moldeo y de las propiedades del producto una vez terminado.

Plásticos Termoplásticos

Los plásticos termoplásticos son plásticos que una vez moldeados se les puede volver a dar forma calentándolos.

Son aquellos que se ablandan cuando se calientan, pero recuperan su dureza al enfriarse. Pueden ser calentados y moldeados varias veces sin que apenas se modifiquen sus propiedades, lo que permite moldearlos con gran facilidad. Estos plásticos son reciclables. Existen dos grandes subgrupos: los celulósicos y los procedentes de los derivados del petróleo.

Plásticos Termoplásticos Celulósicos

Constituyen el grupo más antiguo. Se producen partiendo de la celulosa como materia prima fundamental.

Plásticos Termoplásticos Derivados del Petróleo

Se obtienen empleando como materia prima el petróleo y sus derivados. Gran cantidad de plásticos termoplásticos son derivados del petróleo. Entre otros podemos citar: