Los polímeros han revolucionado la industria de materiales y abaratado los costes en los productos finales. En este artículo, te explicamos cuáles son los diferentes tipos de materiales plásticos que más se utilizan, sus propiedades y usos.
Qué son los plásticos
Una de las principales innovaciones del siglo XX fue la introducción y el desarrollo de los materiales plásticos y su uso en múltiples aplicaciones, tanto industriales como cotidianas, que anteriormente dependían de materiales tradicionales como el metal, el vidrio o la cerámica.
El plástico es un material ligero, duradero, barato y fácil de modificar. Está formado por polímeros, que son grandes moléculas orgánicas compuestas por unidades o cadenas repetidas de carbono llamadas monómeros, como el etileno, propileno, cloruro de vinilo y el estireno.
Los monómeros se obtienen del petróleo y los combustibles fósiles, o de la biomasa en el caso de los bioplásticos, y determinan las propiedades básicas, la estructura y el tamaño de los polímeros. No obstante, en el proceso de fabricación también intervienen sustancias aditivas que modifican, optimizan y mejoran las propiedades de los plásticos. Por ejemplo, mejoran la flexibilidad o la durabilidad del polímero, la resistencia a la degradación por rayos UV y a la combustión, o le aportan color.
Clasificación de los materiales plásticos
En general, los materiales plásticos pueden dividirse en termoplásticos y termoestables. Cuando se calientan, los componentes termoplásticos pueden moldearse y deformarse repetidamente, mientras que los materiales termoestables no pueden volver a moldearse tras su formación. Los termoplásticos son más comunes e incluyen, entre otros, el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el tereftalato de polietileno (PET), el cloruro de polivinilo (PVC) y el poliestireno (PS). Algunos plásticos termoestables son el poliuretano (PUR) y las resinas o recubrimientos epoxi.
A continuación, te mostramos una clasificación de los plásticos más habituales:
1. Tereftalato de polietileno (PET o PETE):
El PET es uno de los materiales plásticos de mayor producción mundial. Se considera seguro para los alimentos y bebidas y posee una alta capacidad para evitar que el oxígeno penetre en el envasado y estropee los alimentos. Se trata de un plástico altamente reciclable, barato, resistente y que posee muy buena relación resistencia-peso. Se utiliza para fabricar envases de comida, botellas de plástico y fibra poliéster como la que encontramos en la ropa. Del mismo modo, también se destina a una amplia variedad de usos industriales, entre los que destacan la fabricación de fibra de vidrio y los nanotubos de carbono.
2. Polietileno (PE):
Es el plástico más común de la tierra y puede fabricarse en diferentes densidades. Cada densidad le confiere al plástico final unas propiedades físicas únicas. Como resultado, el polietileno se encuentra en una gran cantidad de productos.
· Polietileno de baja densidad (LDPE o PEBD)
El PEBD Tiene una alta ductilidad, pero una baja resistencia a la tracción, por lo que es más flexible que otros plásticos. Se utiliza para fabricar productos como bolsas de plástico, envases transparentes para alimentos, envases desechables y aislantes de cables entre otros.
· Polietileno de media densidad (MDPE)
Al poseer más cadenas de polímero y, por tanto, mayor densidad, el polietileno de media densidad suele utilizarse en tuberías de gas, películas retráctiles, bolsas de transporte y cierres de rosca.
· Polietileno de alta densidad (HDPE)
El HDPE se considera respetuoso con el medio ambiente, además, la fabricación de este tipo de plástico solo requiere de una pequeña fracción de la energía que se necesitaría para producir acero a partir del mineral de hierro. Es un plástico resistente a la degradación, a los agentes ambientales y bastante rígido, por ello se utiliza para fabricar multitud de productos, como por ejemplo contenedores de materiales, cubos, señalizaciones, ruedas dentadas, tuberías de agua y alcantarillado.
· Polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE)
El UHMWPE se caracteriza por tener una alta densidad y ser más resistente a la abrasión, debido a la extrema longitud de sus cadenas poliméricas. Al poseer una alta densidad, fuerza y propiedades de baja fricción, se utiliza en blindajes militares, sellos, cojinetes hidráulicos y biomateriales como los implantes de prótesis médicas.
3. Polipropileno (PP)
El polipropileno es un plástico muy duro, resistente al calor y semitransparente que conserva su forma después de mucha torsión, flexión o plegado. Su uso generalizado y su popularidad son indudables, puesto que es uno de los polímeros termoplásticos más flexibles del planeta. Duraderas, flexibles, resistentes al calor, a los ácidos y baratas, las planchas de polipropileno se utilizan para fabricar equipos de laboratorio, piezas de automóvil, bisagras, dispositivos médicos y envases alimentarios, entre otros.
4. Policarbonato (PC)
Resistente, estable y transparente, el policarbonato es un excelente plástico de ingeniería tan claro como el vidrio y doscientas cincuenta veces más fuerte. Las láminas de policarbonato transparente son fáciles de trabajar, moldear y, aunque es extremadamente fuerte y resistente a los impactos, el plástico de policarbonato posee una flexibilidad de diseño inherente. Se encuentra en una gran variedad de productos, como invernaderos, DVDs, gafas de sol, equipos antidisturbios, etc.
5. Cloruro de polivinilo (PVC)
El PVC es un polímero que posee propiedades rígidas o flexibles y es bien conocido por su capacidad para mezclarse con otros materiales. Por ejemplo, las láminas de PVC expandido son un material de cloruro de polivinilo espumado que resulta ideal para productos como quioscos, expositores de tiendas y exhibiciones. La forma rígida del PVC se utiliza habitualmente en materiales de construcción, puertas, ventanas, suelos, revestimientos, etc. Con la adición de plastificantes como los ftalatos, la forma más blanda y flexible del PVC se encuentra en productos de fontanería, aislamiento de cables eléctricos, ropa, tubos médicos y otros productos similares.
6. Poliestireno (PS)
Se trata de un termoplástico transparente que lo podemos encontrar tanto en su forma de plástico sólido, como en material de espuma rígida. El uso del poliestireno está muy distribuido y se utiliza tanto en envases, dispositivos médicos como tubos de ensayo o placas de Petri, como en cacahuetes de espuma de poliestireno, piezas de electrodomésticos, automóviles y ordenadores entre otros. En la industria sirve especialmente para fabricar ruedas dentadas para cadenas de rodillos, sillas de varillas o poleas.
Ensayos de polímeros
Los ensayos desempeñan un papel fundamental en el ciclo de vida de un polímero, desde la materia prima, pasando por el compuesto, hasta el producto final. Cada etapa tiene diferentes requisitos de ensayo, y además puede necesitar un tipo de test diferente en función de su utilidad, ya sea en el desarrollo de productos, el control de calidad, caracterización de materiales, pruebas de propiedades o análisis de ingeniería forense para la identificación de fallos.
Algunos de los tests más comunes a los que se les somete a los de materiales plásticos son:
- Pruebas mecánicas, como la tracción, flexión, cizallamiento y compresión.
- Ensayos físicos, que incluyen test de densidad, dureza y resistencia al rayado.
- Ensayos reológicos, entre los que se encuentran pruebas de capilaridad, rotación o índice de flujo de fusión.
- Ensayos térmicos.
- Pruebas ópticas.
- Ensayos climáticos.
En definitiva, la gran variedad de tipos de productos y aditivos disponibles hace que comprender las capacidades y limitaciones de un material sea un tema clave para los proveedores, fabricantes y desarrolladores de productos en todos los niveles de la cadena industrial. Los ensayos mecánicos, térmicos, ópticos, de comportamiento reológico y climáticos permiten comprender mejor el material, el producto y el rendimiento.
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