Los plásticos son materiales comúnmente utilizados en la producción de piezas para la construcción de maquinaria y equipos industriales, así como bienes de consumo como artículos para el hogar o dispositivos electrónicos. La gran variedad de plásticos, con una amplia gama de propiedades mecánicas, capacidades de procesamiento, resistencia a la temperatura y al medio ambiente, y la posibilidad de modificación del material, permiten su uso en todos los sectores industriales.

PERO ¿QUÉ SON EXACTAMENTE LOS PLÁSTICOS?

Los plásticos son un grupo de materiales sintéticos o semisintéticos fabricados a partir de polímeros. Los polímeros son moléculas grandes compuestas por unidades estructurales repetitivas, conocidas como monómeros. Existen muchos tipos diferentes de polímeros y se pueden clasificar según sus propiedades de procesamiento tecnológico.

Una forma de clasificar los polímeros se basa en su respuesta al calor y la presión. Los termoplásticos son un tipo de polímero que puede fundirse y remodelarse varias veces sin perder sus propiedades originales. Algunos ejemplos de termoplásticos son el polietileno, el polipropileno y el poliestireno.

Por otro lado, los termoestables son un tipo de polímero que no se puede fundir una vez curado. Están reticulados, lo que significa que las cadenas de monómeros están químicamente enlazadas, formando una red tridimensional. Una vez formada esta red, no se puede deshacer y el material no se puede remodelar. Ejemplos de termoestables son el poliuretano y el epoxi.

Los termoplásticos y los termoestables tienen propiedades diferentes y se utilizan en distintas aplicaciones. Los termoplásticos suelen preferirse por su versatilidad, ya que se pueden moldear y dar forma a una variedad de productos. Además, son más fáciles de reciclar que los termoestables. Por otro lado, los termoestables son conocidos por su alta resistencia y durabilidad, lo que los hace ideales para aplicaciones estructurales y de soporte de carga.

¿CUÁLES SON LOS PLÁSTICOS MÁS UTILIZADOS?

• Polietileno (PE): Es un plástico ligero y altamente resistente al agua y a los productos químicos. Se utiliza frecuentemente en materiales de embalaje, como bolsas y películas de plástico.
• Polipropileno (PP): Este plástico es similar al polietileno, pero tiene un punto de fusión más alto y es más rígido. Se utiliza a menudo en la fabricación de piezas de automóviles, materiales de embalaje y textiles.
• La poliamida (PA), también conocida como nailon, es un tipo de plástico conocido por su alta resistencia, flexibilidad y resistencia al desgaste y la abrasión. Se utiliza a menudo en la fabricación de piezas de automoción, como correas y engranajes de motor, así como en la producción de textiles, cuerdas y cordones. La PA también se utiliza en la producción de filamentos de impresión 3D, gracias a su alta resistencia y capacidad para producir detalles finos.
• Poliestireno (PS): Es un plástico liviano que se utiliza comúnmente en la producción de vasos y cubiertos desechables, así como materiales de aislamiento y embalaje.
• Cloruro de polivinilo (PVC): Este plástico es conocido por su resistencia y durabilidad, así como por su resistencia al agua y a los daños químicos. Se utiliza frecuentemente en la industria de la construcción para tuberías, marcos de ventanas y revestimientos.
• Policarbonato (PC): Este plástico es conocido por su alta resistencia al impacto y transparencia. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de dispositivos electrónicos, como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, así como en la fabricación de gafas de seguridad y CD.
• Polioximetileno (POM): Este plástico es conocido por su alta resistencia y rigidez, así como por su baja fricción. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de piezas mecánicas, como engranajes y cojinetes.
• Polimetilmetacrilato (PMMA): Este plástico es conocido por su transparencia y se utiliza a menudo en la fabricación de ventanas, tragaluces y otros productos transparentes.
• Tereftalato de polietileno (PET): Este plástico es conocido por su resistencia y durabilidad, así como por su resistencia al agua y a los productos químicos. Se utiliza frecuentemente en la producción de botellas para bebidas y materiales de embalaje.
• Polieteretercetona (PEEK): Este plástico es conocido por su alta resistencia y resistencia a la temperatura, lo que lo hace ideal para su uso en las industrias aeroespacial y automotriz.
• Politetrafluoroetileno (PTFE): Este plástico es conocido por su alta resistencia química y a altas temperaturas, así como por su baja fricción. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de juntas, sellos y cojinetes.

COPOLÍMEROS Y POLÍMEROS COMPUESTOS

El desarrollo dinámico de la industria de materiales nos ha permitido obtener materiales que combinan las características y propiedades deseadas de los materiales en cuestión. Los copolímeros son polímeros compuestos por dos o más tipos diferentes de monómeros unidos químicamente. Estos monómeros pueden organizarse de diversas maneras, como en un patrón aleatorio, alternado o en bloques. Las propiedades de los copolímeros dependen del tipo y la disposición de los monómeros, así como de su proporción.

Un ejemplo de copolímero es el acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). El ABS es un terpolímero compuesto por tres monómeros: acrilonitrilo, butadieno y estireno. Es conocido por su tenacidad, resistencia al impacto y capacidad para soportar altas temperaturas. El ABS se utiliza a menudo en la producción de piezas de automóviles, juguetes y carcasas electrónicas.

Otro ejemplo de copolímero es el estireno-acrilonitrilo (SAN). El SAN es un copolímero de estireno y acrilonitrilo, conocido por su transparencia, rigidez y resistencia al calor y a los productos químicos. Se utiliza frecuentemente en la producción de envases de alimentos, piezas de automóviles y electrodomésticos.

El poliuretano termoplástico (TPU) es otro ejemplo de copolímero. Está hecho de una combinación de poliéter y poliéster, y es conocido por su excelente elasticidad, tenacidad y resistencia al desgaste y la abrasión. El TPU se utiliza a menudo en la producción de calzado, piezas de automoción y mangueras industriales.

Los polímeros compuestos, por otro lado, son polímeros reforzados con otros materiales para mejorar sus propiedades mecánicas. Estos materiales suelen presentarse en forma de fibras, partículas o láminas, y se incorporan a la matriz polimérica para mejorar la resistencia, rigidez o tenacidad del compuesto. Las propiedades de los polímeros compuestos dependen del tipo y la orientación del material de refuerzo, así como de las propiedades de la matriz polimérica.

• Plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV): Este material compuesto está formado por una matriz polimérica (generalmente una resina termoendurecible) reforzada con fibras de fibra de vidrio. Se utiliza frecuentemente en la construcción de embarcaciones, piezas de automóviles y otros componentes estructurales.
• Plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP): Este material compuesto está formado por una matriz polimérica reforzada con fibras de carbono. Es conocido por su alta resistencia y rigidez, y se utiliza frecuentemente en las industrias aeroespacial y automotriz.
• Plástico reforzado con Kevlar: Este material compuesto está formado por una matriz polimérica reforzada con fibras de Kevlar. Es conocido por su alta resistencia y dureza, y se utiliza frecuentemente en la fabricación de chalecos antibalas y otros equipos de protección.
• Compuesto de madera y plástico (WPC): Este material compuesto está formado por una matriz polimérica reforzada con fibras de madera. Se utiliza frecuentemente en la fabricación de terrazas, cercas y otros materiales de construcción para exteriores.

CONCLUSIÓN

Los plásticos son materiales increíblemente versátiles que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones gracias a sus propiedades únicas. El conocimiento de la ciencia de los materiales es crucial para que el diseñador seleccione y aplique materiales que cumplan con los requisitos del proyecto y que, además, sean una solución sostenible y rentable. Si bien los plásticos ofrecen muchas ventajas, es importante utilizarlos responsablemente y reciclarlos siempre que sea posible para minimizar su impacto ambiental.

Ya sea que necesite un material fuerte y flexible para el diseño de la carcasa del producto, un plástico transparente resistente a los impactos para proteger la pantalla o cualquier otra aplicación de plásticos para su proyecto, el equipo de ingeniería de Mindsailor lo ayudará a seleccionar materiales que satisfagan sus requisitos dentro del proceso de desarrollo del producto.

Piotr Dalewski
Ingeniero de Diseño Mecánico