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LOS PLÁSTICOS - Contenido educativo

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Subido el 20 de octubre de 2023 por Isabel L.

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Nuestro siguiente material que vamos a describir son los plásticos. 00:00:00

La plasticidad es una propiedad mecánica de los materiales que consiste en que recobren fácilmente la forma, 00:00:07

que retengan la forma una vez que nosotros le hayamos dado utilizando la fuerza para ello. 00:00:18

Materiales plásticos típicos son por ejemplo la arcilla o la plastelina, es el ejemplo típico de material plástico. 00:00:25

La particularidad de estas sustancias que vamos a ver en este grupo, que se quedan con ese nombre, 00:00:34

es justamente esa, esa facilidad de poder ser moldeados mediante técnicas plásticas con pequeños esfuerzos 00:00:39

y como son fáciles de moldear, pues los productos que sostienen con estos materiales son baratos, 00:00:51

aunque como veremos tienen algunas propiedades que no nos gustan. 00:01:01

Vamos a un poco meternos dentro de lo que es el mundo de los plásticos. 00:01:07

Los plásticos son los materiales sintéticos más característicos del grupo 00:01:13

y entonces veremos un poco sobre la química de los plásticos en cuanto a cómo se fabrican, 00:01:19

los procesos que dan lugar a los distintos plásticos. 00:01:28

Veremos su clasificación y algunas de sus propiedades, usos y procesos de conformado, 00:01:31

que para el caso de los plásticos son especialmente interesantes. 00:01:44

Bueno, desde el punto de vista químico, un plástico es una molécula muy compleja, 00:01:49

es una macromolécula, es decir, es una molécula que pesa un montón. 00:01:55

Pero bueno, en el mundo de las macromoléculas hay varias clasificaciones. 00:01:59

Hay un tipo concreto a la que suelen pertenecer todos los plásticos que son los polímeros 00:02:05

y que son sustancias que se han constituido enlazando moléculas pequeñas que se conocen con el nombre de monómeros. 00:02:13

El número de monómeros que hay en un polímero es lo que se conoce como grado o índice de polimerización. 00:02:23

Ahora bien, cuando yo hago un polímero, evidentemente la estructura primaria es una estructura lineal. 00:02:31

Pero entre las distintas cadenas aparecen fuerzas de Van der Waals, 00:02:43

porque son muy pesadas y las fuerzas de Van der Waals son más fuertes cuanto más pesadas son las moléculas. 00:02:50

Aparecen fuerzas de Van der Waals que pueden dar lugar a otros tipos de subestructuras, por decirlo. 00:02:56

O sea, los polímeros, aunque inicialmente puedan ser lineales, pueden reticularse y pueden tener otros tipos de estructuras que no son especialmente lineales. 00:03:03

Entonces ese grado de reticulación está asociado con esto. 00:03:16

Y también está asociado con la posibilidad de que puedan formar cristales, que puedan cristalizar. 00:03:22

Eso lo volveremos a ver más adelante. 00:03:29

Bueno, para que un monómero pueda dar lugar a polímeros, tiene que tener una estructura química similar al etileno. 00:03:33

De hecho, el polietileno quizás sea el polímero más característico que más llama la atención. 00:03:45

Tiene que tener un doble enlace que se pueda romper, que se pueda abrir, para que a partir de ahí se pueda unir con otros monómeros. 00:03:52

Es cierto que el proceso, y después vamos a hablar de ellos, pues los procesos necesitan un alto grado de catalización, 00:04:02

porque si no, no se producen normalmente la energía de activación que se necesita para los procesos, es muy grande, pero puede ser. 00:04:11

Este es un tipo de reacción de poliminización, que es la de adición. 00:04:22

Pero hay veces que el polímero no está formado por un único monómero, sino que está formado por más de un monómero. 00:04:28

Y en dicho caso, se pueden unir los dos monómeros por un mecanismo que viene o rompe dobles enlaces, 00:04:35

o por un mecanismo que lo que hace es, en ese proceso de unión, libera, por ejemplo, amoníaco, libera agua. 00:04:42

Son otros procesos de otras técnicas, o mejor dicho, otras reacciones de poliminización que también se pueden dar. 00:04:50

Este N que tenemos aquí, sería el grado o índice de poliminización. 00:05:00

Y aquí aparece una X, porque realmente no solamente puede ser una H, puede ser de polietileno, 00:05:06

pero podríamos aparecer un cloro, o un metilo, y podríamos tener polipropileno, o vinilo, o etc. 00:05:12

Bien, o butalleno también son. 00:05:24

Las reacciones de poliminización las tenemos las que hemos comentado aquí. 00:05:26

Son las dos principales, aunque hay más, pero bueno, las principalmente. 00:05:31

Podemos tener reacciones en donde se rompen dobles o triples enlaces, 00:05:36

o reacciones en las que al reaccionar los dos monómeros se forma una molécula pequeña, 00:05:43

como puede ser el agua o el amoníaco. 00:05:51

Son las típicas, las de poliamida o, por ejemplo, en el caso del formaldehído. 00:05:54

Formaldehído que da lugar a la vaquelina, cuando se una con el fenol. 00:06:01

Bueno, aquí seguimos hablando un poco sobre las reacciones químicas. 00:06:09

Yo creo que ya a estas alturas todos sabéis que en una reacción química los átomos de los productos se rompen 00:06:13

para recombinarse, los átomos de los reactivos se rompen para recombinarse y dar lugar a los productos. 00:06:22

Claro, el proceso de ruptura de los átomos de los reactivos pues no es sencillo, 00:06:29

porque se supone que si son moléculas son moléculas estables y por lo tanto es preciso que nosotros le demos 00:06:36

una cierta energía de activación para que se produzca esa reacción, 00:06:43

que puede venir dada por colisiones entre las moléculas o otros mecanismos. 00:06:48

Pero una vez que se ha alcanzado esa energía de activación, la recombinación y la formación de productos 00:06:54

que tienen menor energía que los reactivos es muy fácil. 00:07:01

Ahora bien, en el caso de los polímeros, en muchos casos las energías de activación son muy altas 00:07:05

y es necesario utilizar catalizadores que rebajan estas energías de activación y que permiten mejorar la reacción. 00:07:12

Y para obtener estos polímeros se utilizan unos reactores químicos específicos que son reactores de polimerización 00:07:21

que dan lugar a lo que tenemos, a todo lo que sabemos ahí. 00:07:29

Ya os he comentado lo de que hay fuerzas, que son las fuerzas que dan lugar a las moléculas 00:07:41

o otras fuerzas, que son fuerzas intermoleculares, que pueden ser de Van der Waal solo 00:07:47

o puede haber algún componente iónico de esas fuerzas de atracción que hace que sean más fuertes, 00:07:53

pero bueno, porque se forma un dipolo, aunque sean dipolos instantáneos, 00:07:59

pero que pueden dar lugar a otros tipos de estructuras. 00:08:04

Bueno, vamos a empezar con un poco de las propiedades. 00:08:08

A ver, como general son productos, vamos a empezar con las propiedades mecánicas. 00:08:12

Aunque ahora se están fabricando piezas estructurales con polímeros 00:08:20

porque se está poniendo en marcha la creación de materiales compuestos 00:08:27

y en eso se ha estudiado mucho sobre todo la resistencia mecánica, 00:08:35

sí que es cierto que en general la resistencia mecánica de los plásticos es muy baja. 00:08:39

Son ductiles, evidentemente, y son plásticos, de ahí depende su nombre, 00:08:47

y esa plasticidad suele estar asociada con otra propiedad mecánica también 00:08:54

que está relacionada con la fluencia, que es el módulo de Poisson 00:08:58

y que está asociada con cuestiones de la viscosidad. 00:09:02

La viscosidad de los plásticos es muy particular, como veremos cuando veamos su clasificación, 00:09:09

y eso está relacionado con este módulo. 00:09:16

Propiedades físicas. A destacar, su baja densidad, 00:09:22

porque son sustancias que derivan de hidrados del petróleo, 00:09:26

están alrededor de la densidad del agua, 00:09:30

que son aislantes térmicos y aislantes eléctricos, 00:09:33

y sobre todo, por ejemplo, como aislantes eléctricos tienen un gran número de aplicaciones. 00:09:37

Químicas, tal vez sean interesantes, 00:09:47

como son sustancias sintéticas no reaccionan ni a los ácidos ni a los alcales, 00:09:49

como son derivados del petróleo son buenos combustibles, 00:09:55

se suelen degradar con el ozono, 00:09:59

pero el gran problema de los plásticos es que son sustancias no biodegradables, 00:10:02

por lo menos las primeras generaciones. 00:10:08

Como no existen en la naturaleza de forma natural, 00:10:11

pues ninguna bacteria los utiliza para alimentarse, entonces no se pudren, 00:10:14

entonces son sustancias que permanecen en el medio ambiente años y años sin degradarse, 00:10:20

pero ensucian mucho, entonces, por ejemplo, 00:10:26

hay grandes problemas con las bolsitas de plástico que terminan en el fondo de los océanos, 00:10:29

que están contaminando muchísimo, están ensuciando el fondo de los océanos, 00:10:35

y como eso podríamos hablar de muchos otros problemas derivados del hecho de que no sean biodegradables. 00:10:41

Hoy en día se están poniendo plásticos, se están utilizando plásticos que sí los son. 00:10:50

Quizás en el futuro todos los sean. 00:10:56

Bueno, los plásticos se suelen clasificar atendiendo su comportamiento con respecto al calor. 00:11:00

Hay plásticos que cuando yo los caliento se relandecen y se llaman termoplásticos, 00:11:10

eso es debido a que realmente no tienen una estructura cristalina. 00:11:15

Luego existen plásticos que una vez que yo los he formado, aunque los caliente no se relandecen, 00:11:20

son los termoestables y eso es porque generalmente tienen una estructura cristalina. 00:11:28

Luego tenemos los elastómeros, que son plásticos que pueden tener grandes deformaciones elásticas, 00:11:32

pero son elásticas, es decir, cuando dejan de aplicarse el esfuerzo se recuperan, 00:11:42

y suelen ser porque en su molécula hay dobles enlaces, el poliisopreno, por ejemplo, 00:11:48

y las fibras, pues que son, que tienen muy buena longitud y se suelen usar para textiles. 00:11:54

Bueno, dentro de los termoestables, el grupo más llamativo, y además fueron los primeros que se utilizaron, 00:12:03

fueron las baquelitas o cenoles, todavía se siguen utilizando para fabricar botones, 00:12:13

inicialmente se utilizaban para los enchufes porque tienen muy buenas propiedades aislantes de la electricidad, 00:12:21

algunas resinas se reesfuerzan y se utilizan, por ejemplo, para hacer cascos de barcos, 00:12:32

se usan también como adhesivos, la melamina, por ejemplo, es otro ejemplo muy típico 00:12:44

que se utiliza para recubrimiento de mesa, de material de cocina porque es muy resistente, 00:12:51

pero los plásticos más utilizados hoy en día son los termoplásticos, 00:12:59

y entre ellos el más utilizado de todos es el poliestileno, 00:13:05

el poliestileno es un material que se utiliza para, bueno, pues prácticamente casi todo, 00:13:14

un derivado del poliestileno es el ABS que se utiliza también porque es más duro 00:13:19

y se utiliza para ciertas piezas de fuselaje de carrocerías, etc. 00:13:35

También son muy utilizados los derivados del polietileno, 00:13:41

versiones de polietileno con diferentes densidades se utilizan para tuberías, 00:13:46

el polipropileno se utiliza también para tuberías, y bueno, pues existen muchos. 00:13:52

Otro también, por ejemplo, muy bueno es el teflón porque tiene grandes propiedades frente al calor 00:14:00

y se utiliza como un material antedeleño. 00:14:07

De los elastómeros destacan los cauchos, cauchos sintéticos, y pues algunas siliconas y los neoprenos. 00:14:10

Las fibras, pues pueden ser fibras naturales, que no son plásticos pero sí son polímeros en la mayoría, 00:14:25

como el algodón, la seda, o sí ya pueden ser fibras sintéticas como el nylon y el poliéster, 00:14:32

que se utilizan como fibras sintéticas ya sabemos. 00:14:40

Bueno, lo más importante quizá que podamos ver de los plásticos sean sus procesos de conformar. 00:14:47

Para el caso de los termoestables solo tenemos el denominado moldeo a presión. 00:14:54

Se hace la polimerización in situ, dentro del propio moldeo. 00:14:59

Se le ponen los componentes, el catalizador, se hace presión y se da calor para inducir la reacción 00:15:04

y porque durante el proceso de polimerización hay una contracción del material. 00:15:13

El volumen se hace más pequeño. 00:15:22

Entonces si no se presiona, pues la pieza final queda con grietas. 00:15:25

Se debe presionar y, bueno, pues así por ejemplo podemos tener botones o otras piezas de este tipo. 00:15:30

El otro tipo de moldeo es el moldeo por extrusión. 00:15:37

La extrusora es como la que tenemos aquí. 00:15:41

Esa tiene un husillo troncocónico. 00:15:44

Entonces por la tolva de alimentación se añade la granalla y este husillo está continuamente girando. 00:15:46

Entonces a medida que gira y se calienta al mismo tiempo, pues se va reblandeciendo 00:15:54

y aparte de reblandecerse se va mezclando para que la mezcla final que sale a través de un plato poroso 00:16:00

asegure que el régimen es laminar cuando se termina el proceso. 00:16:08

Entonces en la parte final podemos tener moldes o podemos tener distintos tipos de boquilla 00:16:13

que dan lugar a distintos tipos de perfiles. 00:16:18

La inyección es parecida, pero en este caso el husillo, o sea, se rellena el molde, los moldes, 00:16:21

porque el husillo puede presionar el material reblandecido 00:16:28

y entonces entra a gran velocidad de tal forma que rellene todas las piezas. 00:16:34

Las piezas son más pequeñas, se usan mucho para en juguetería, pero bueno, también es un proceso muy utilizado. 00:16:39

El conformado por soplado se usa para las botellas. 00:16:47

Entonces partimos de un macarrón que ha sido previamente reblandecido, 00:16:50

se cierra por la parte de abajo, se sopla por la parte de arriba y se rellena el molde. 00:16:56

Cuando está suficientemente frío se abre el molde y se obtiene la botella. 00:17:01

El termoconformado se utiliza, por ejemplo, para hacer platos, etc. 00:17:08

Puede ser de diferentes clases, pero el típico es coger la lámina que se ha precalentado 00:17:15

y con una pequeña presión se le da la forma que tenga el molde. 00:17:22

El calandrado es el típico conformado que se utiliza para los elastómeros. 00:17:29

Una calandra, que es exactamente igual que la de los papeles, está constituida con distintos rodillos de laminación 00:17:34

que van a permitir estirar y adelgazar la lámina. 00:17:43

Los dos procesos tienen el efecto de adelgazamiento y así podemos conformar elastómeros. 00:17:51

Los adhesivos pueden ser de muchos tipos, ya los veremos después, 00:17:59

pero desde luego hay adhesivos dentro de los plásticos, sobre todo son adhesivos de tipo termoestable, 00:18:04

son resinas la mayor parte de ellos. 00:18:14

Hay que tener cuidado porque algunos de ellos tienen un alto índice de toxicidad, 00:18:17

pero aparte de eso hay que preparar bien los sustratos. 00:18:24

Se les puede dar lo que se llama un tratamiento de curado, 00:18:28

es decir, un pequeño recalentamiento después que lo que hace es mejorar la reticulación del polímero 00:18:33

y de esta forma hacerle que esa unión sea un poquito más resistente, más fuerte. 00:18:41

Idioma/s:
Autor/es:: ISABEL LAFUENTE
Subido por:: Isabel L.
Licencia:: Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:: 79
Fecha:: 20 de octubre de 2023 - 17:23
Visibilidad:: Público
Centro:: IES JOSÉ GARCÍA NIETO
Duración:: 18′ 48″
Relación de aspecto:: 4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
Resolución:: 1440x1080 píxeles
Tamaño:: 353.58 MBytes