Tecnología de la Construcción

MATERIALES PLÁSTICOS Prof.Ivette Lagisquet

CARACTERÍSTICAS:
Los materiales plásticos, también llamados plásticos o polímeros, son materiales sintéticos, en su mayoría derivados del petróleo.
Los plásticos se obtienen generalmente a partir de resinas (polímeros) sintéticas procedente de productos naturales, principalmente del petróleo.
Del total del petróleo utilizado,
 93 % se utiliza para generar energía, calor o combustibles.
 7 % se destina para la industria petroquímica
• de esta cantidad, 4 % se usa para la fabricación de plásticos y
• el 3 % restante para otros usos.
Es importante conocer estas cifras ya que es muy común la creencia de que la obtención de plásticos consume extraordinaria cantidad de petróleo.
Los plásticos son materiales orgánicos por los que todos tienen el mismo elemento: CARBONO, y la mayoría contiene además, hidrógeno. Es frecuente encontrar en ellos O, N, Cl y F.
Los plásticos son materiales formados por macromoléculas, moléculas gigantes ( con masas molares entre 15.000 y 180.000 g/mol.).
Esas macromoléculas o polímeros están formadas por unidades estructurales pequeñas llamadas monómeros o motivos.
El número medio de monómeros que forman las macromoléculas de un polímero se llama grado o índice de polimerización de ese polímero.

REACCIONES DE OBTENCIÓN DE PLÁSTICOS : existen 2 grandes reacciones de obtención de plásticos : de poliadición y de polisustitución.

 R-. de poliadición : son aquellas donde los monómeros se unen, se adicionan, totalmente.
Estas moléculas tienen siempre por lo menos un doble enlace C = C.
Son ejemplos de ésta clase de polímeros: los polietilenos, los poliestirenos, polipropileno, teflón, PVC.
EJEMPLOS :
 Eteno : monómero del polietileno. (PE)
 Propeno : monómero del polipropileno.(PP)
 Cloro eteno o cloruro de vinilo, CH2=CHCl, monómero del policloruro de vinilo(PVC).Sanitaria : tubos y cañerías quebradizo por lo que se le agrga un plastificador que lo hace más flexible y también se usa para botas de lluvia o trabajo.
 CH2 = CH ( CH2=CH- C6H5 ), el estireno ,para la obtención del poliestireno.
 Tetrafluoreteno : CF2=CF2, monómero del teflón. (PTFE, politetrafluoretileno).

Reacciones :

 Poliadición del cloruro de vinilo : hay 2 tipos de PVC, rígido y el PVC flexible que tienen diversas aplicaciones. El cloroeteno es un gas tóxico, preparado industrialmente en 2 etapas a partir del eteno.

n CH2=CHCl ( CH2 – CHCl ) n
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 Poliadición del etileno :

n CH2=CH2 ( CH2 – CH2 ) n


Poliadición del estireno : el PS se obtiene de la polimerización del estireno ( que es un líquido preparado industrialmente a partir del benceno y el eteno), según la reacción de poliadición que puede representarse según :


n CH2=CH C6H5 (CH2 –CH C6H5 ) n

CH2=CH -

Esta polimerización se realiza a 80°C aproximadamente. El poliestireno no modificado es un material plástico rígido, transparente, llamado poliestireno cristal o estándar.
Por inyección de pentano líquido se forman microesferitas conteniendo pentano líquido; calentando éste material, el pentano líquido se vaporiza y las 3esferas aumentan de tamaño, se inflan y así se obtiene el poliestireno expandido : espuma plast.



 R. de polisustitución o policondensación: son aquellas donde los monómeros se unen pero con pérdida de átomos o grupos de átomos ( ej., con pérdida o formación de agua).
Son ejemplos de éstos polímeros los poliésteres ( se usan como refuerzo de fibra de vidrio en cascos de barcos y carrocerías de autos), poliamidas, poliuretanos ( para pinturas y espumas plásticas), fenoplásticos, aminoplásticos. (ej, nylon, baquelita).

El NYLON se obtiene a partir de la diamina y el ácido adípico o haxanodioco, la reacción ocurre en los extremos de la diamina y del ácido, formándose agua., la reacción ocurre por calentamiento y se continúa hasta llegar a la longitud de la cadena deseada.en ese punto se reduce la presión , el polímero se extruye (se comprime haciéndolo pasar por un pequeño orificio), se forman hebras delgadas, se enfría y corta en pequeños trozos, así pasa a las siguientes etapas.

NYLON 66
Acido adípico + 1-6 hexanodiamina

HOOC- (CH2)4 – COOH + H2N-CH2-(CH2)4 – CH2NH2

POLIÉSTERES
El Tereftalato de Polietileno, Politereftalato de etileno o Polietileno Tereftalato (más conocido por sus siglas en inglés PET, Polyethylene Terephtalate) es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Algunas compañías manufacturan el PET y otros poliésteres bajo diferentes marcas comerciales, por ejemplo, en los Estados Unidos y Gran Bretaña usan los nombres de Mylar y Melinex.
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Unidad repetitiva de PET
Químicamente el PET es un polímero que se obtiene mediante una reacción de policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de materiales sintéticos denominados poliésteres.


CLASIFICACIÓN DE PLÁSTICOS :
Los plásticos se clasifican en :
 Termoplásticos
 Termofraguantes, termoestables o termoresistentes.
 Elastómeros.

Termoplásticos : se ablandan y se funden a temperaturas relativamente bajas, pero vuelven a endurecerse al enfriarse; este proceso de fusión y endurecimiento puede repetirse casi indefinidamente.Los materiales termoplásticos, entonces, pueden cambiar de forma;por ej., los envases de leche son de polietileno de alta densidad, pueden fundirse estos envases y reciclar en otro uso.
Tienen moléculas de cadena larga , que constituyen cadenas separadas y largas de átomos de átomos.ej. : nylon , polietileno, acrílicos transparentes, poliésteres, PS,PVC, PTFE , poliuretanos, siliconas .
Los poliésteres se usan como refuerzos de fibras de vidrio para fabricar cascos de barco y carrocerías de automóviles.
Los poliuretanos , para pinturas y espumas plásticas.
Las siliconas son particulares ya que sus cadenas en lugar de carbono son de silicio, resistentes al agua a menudo se usan para lustres o barnices.
El PTFE es conocido como teflón se usa como revestimiento de ollas y baterías de cocina pues impide que se peguen los alimentos. Es posiblemente el plástico más resistente al calor de los termoplásticos. En construcción el teflón se usa para sellar conexiones roscadas de caños de agua.
El PVC se usa en sanitaria fundamentalmente en tubos y cañerías, pero es un plástico quebradizo por lo que requiere el agregado de un plastificador que lo haga flexible , así puede utilizarse para botas de lluvia o trabajo.

Termorígidos, (Termoestables, TermoresistentesTermofraguantes) : son resistentes al calor como la baquelita y la melamina; tienen moléculas ligadas en muchos puntos, lo que produce redes de átomos.
Al plástico termofraguante o termoestable se le da forma por medio de procesos químicos irreversibles y no puede reciclarse con facilidad.
Además de la baquelita, se encuentran las resinas epoxílicas y las de uroformaldehído. , un ejemplo es la melamina con propiedades similares a la baquelita.

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La baquelita se usa en artefactos de luz y eléctricos en general y la melamina en mesadas de cocina, así como en artículos de menage, tales como fuentes, platos, etc.



La BAQUELITA SE FORMA DEL FENOL +FORMOL


OH + H2 C = O

La MELAMINA se obtiene de la reacción entre la urea y el formol, según :


H
H2N C NH2 + H C n


Las resina epoxílicas son excelentes lacas y adhesivos; también se utilizan en pinturas resistentes ala corrosión.

Elastómeros : son plásticos con propiedades elásticas, como las gomas, hules y cauchos naturales o artificiales.
Cuando se estira o flexiona éste plástico regresa a su forma original cuando cesa la fuerza que ocasionaba la deformación, hasta llegar al límite elástico.
El caucho natural o hule se obtiene de un árbol : Hevea brasiliensis,y es demasiado blando y muy reactivo. Goodyear descubrió que al añadir azufre al hule y calentar se logra que el hule endurezca y queda menos susceptible a la oxidación y al ataque químico. Así se forma el caucho flexible y elástico, en un proceso llamado de vulcanización, que puede estirarse ya que tiene enlaces entrecruzados que evita que las cadenas resbalen, conservando así la elasticidad.

ISOPRENO O 2 metil butadieno es el caucho natural
H2C = C – CH = CH2
CH3

Las materias primas del cloropreno son el etino y el ácido clorhídrico. Es uno de los cauchos artificiales
NEOPRENO, el polímero del monómero cloropreno, de fórmula química
H2C = C – CH = CH2
Cl