Termoplástico

Un termoplástico, o plástico termoblando, es cualquier material de polímero plástico que se vuelve flexible o moldeable a una temperatura elevada determinada y se solidifica al enfriarse.

La mayoría de los termoplásticos tienen un alto peso molecular. Las cadenas de polímero se asocian por fuerzas intermoleculares, que se debilitan rápidamente con el aumento de la temperatura, produciendo un líquido viscoso. En este estado, los termoplásticos se pueden remodelar y normalmente se utilizan para producir piezas mediante diversas técnicas de procesamiento de polímeros, como moldeo por inyección, moldeo por compresión, calandrado y extrusión. Los termoplásticos difieren de los polímeros termoendurecibles (o "termoestables"), que forman enlaces químicos irreversibles durante el proceso de curado. Los termoestables no se derriten cuando se calientan, pero normalmente se descomponen y no se reforman al enfriarse.

Gráfico de estrés de material termoplástico

Por encima de su temperatura de transición vítrea y por debajo de su punto de fusión, las propiedades físicas de un termoplástico cambian drásticamente sin un cambio de fase asociado. Algunos termoplásticos no cristalizan completamente por debajo de la temperatura de transición vítrea, conservando algunas o todas sus características amorfas. Los plásticos amorfos y semiamorfos se utilizan cuando es necesaria una alta claridad óptica, ya que la luz se dispersa fuertemente por cristalitos más grandes que su longitud de onda. Los plásticos amorfos y semiamorfos son menos resistentes al ataque químico y al agrietamiento por estrés ambiental porque carecen de una estructura cristalina.

La fragilidad se puede disminuir con la adición de plastificantes, lo que aumenta la movilidad de los segmentos de la cadena amorfa para reducir efectivamente la temperatura de transición vítrea. La modificación del polímero mediante la copolimerización o mediante la adición de cadenas laterales no reactivas a los monómeros antes de la polimerización también puede reducirlo. Antes de que se emplearan estas técnicas, las piezas de plástico de los automóviles a menudo se agrietaban cuando se exponían a bajas temperaturas. Estas son moléculas de cadena larga lineales o ligeramente ramificadas capaces de ablandarse repetidamente al calentarse y endurecerse al enfriarse.

Acrílico

La industria de los acrílicos de hoy se puede dividir en dos mercados multimillonarios distintos: por un lado, el mercado de los ácidos poliacrílicos (PAA) y sus derivados de éster (PAc), por otro lado, el mercado del poli(metacrilato de metilo) (PMMA).. PMMA también es conocido por nombres comerciales como Lucite, Perspex y Plexiglas. Sirve como un sustituto resistente del vidrio para artículos como acuarios, botones, viseras de cascos de motocicletas, ventanas de aviones, mirillas de sumergibles y lentes de luces exteriores de automóviles. Se usa ampliamente para hacer letreros, incluidas letras y logotipos. En medicina, se usa en cemento óseo y para reemplazar los lentes de los ojos. La pintura acrílica consiste en partículas de PMMA suspendidas en agua.

Durante muchas décadas, el PMMA ha sido el éster metacrílico predominante producido en todo el mundo. Los principales actores en el mercado de PMMA son Mitsubishi Rayon (Japón), Arkema SA (Francia), LG MMA (Corea del Sur), Chi Mei Corp. (Taiwán), Sumimoto Chemical Company Ltd (Japón), Evonik Industries (Alemania), BASF (Alemania), Dow Chemical Company (EE. UU.), AkzoNobel (Países Bajos), Quinn Plastics (Reino Unido) y Cytec Industries (EE. UU.). En cuanto al mercado de PAA y PAc, los principales fabricantes son Nippon Shokubai Company Ltd. (Japón), Arkema SA (Francia) y Dow Chemical Company (EE. UU.)

ABS

El acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es un terpolímero sintetizado a partir de estireno y acrilonitrilo en presencia de polibutadieno. El ABS es un material liviano que exhibe alta resistencia al impacto y dureza mecánica. Plantea pocos riesgos para la salud humana bajo un manejo normal. Se utiliza en muchos productos de consumo, como juguetes, electrodomésticos y teléfonos.

Nail

El nailon pertenece a una clase de polímeros llamados poliamidas. Ha servido como sustituto principalmente del cáñamo, el algodón y la seda, en productos como paracaídas, cuerdas, velas, chalecos antibalas y prendas de vestir. Las fibras de nailon son útiles para fabricar telas, cuerdas, alfombras y cuerdas musicales, mientras que, a granel, el nailon se utiliza para piezas mecánicas, como tornillos de máquina, engranajes y carcasas de herramientas eléctricas. Además, se utiliza en la fabricación de materiales compuestos resistentes al calor.

PLA

El ácido poliláctico (polilactida) es un poliéster alifático termoplástico compostable derivado de recursos renovables, como el almidón de maíz (en los Estados Unidos), la pulpa de remolacha azucarera (en Europa), las raíces de tapioca, las astillas o el almidón (principalmente en Asia), o caña de azúcar. Es el material más común utilizado para la impresión 3D con técnicas de modelado por deposición fundida (FDM).

Polibencimidazol

La fibra de polibencimidazol (PBI, abreviatura de poli-[2,2'-(m-fenilen)-5,5'-bisbenzimidazol]) es una fibra sintética con un punto de fusión muy alto. Tiene una estabilidad térmica y química excepcional y no se enciende fácilmente. Fue descubierto por primera vez por el químico estadounidense de polímeros Carl Shipp Marvel en la búsqueda de nuevos materiales con estabilidad superior, retención de rigidez y tenacidad a temperatura elevada. Debido a su alta estabilidad, el polibencimidazol se utiliza para fabricar prendas protectoras de alto rendimiento, como equipos para bomberos, trajes espaciales para astronautas, guantes protectores para altas temperaturas, prendas para soldadores y telas para paredes de aeronaves. En los últimos años, el polibencimidazol encontró su aplicación como membrana en pilas de combustible.

Policarbonato

Los termoplásticos de policarbonato (PC) se conocen bajo marcas comerciales como Lexan, Makrolon, Makroclear y arcoPlus. Son fáciles de trabajar, moldear y termoformar para muchas aplicaciones, como componentes electrónicos, materiales de construcción, dispositivos de almacenamiento de datos, piezas de automóviles y aeronaves, encajes de verificación en prótesis y acristalamientos de seguridad. Los policarbonatos no tienen un código único de identificación de resina. Los artículos hechos de policarbonato pueden contener el monómero precursor bisfenol A (BPA). Susceptible a la luz ultravioleta, la exposición produce amarillamiento (la degradación es especialmente visible en los faros que perdieron o no tenían la capa protectora adecuada).

Polieter sulfona

La poliéter sulfona (PES) o polisulfona es una clase de termoplásticos especialmente diseñados con alta estabilidad térmica, oxidativa e hidrolítica, y buena resistencia a ácidos minerales acuosos, álcalis, soluciones salinas, aceites y grasas.

Polioximetileno

El polioximetileno (POM), también conocido como acetal, poliacetal y poliformaldehído, es un termoplástico de ingeniería utilizado en piezas de precisión que requieren alta rigidez, baja fricción y excelente estabilidad dimensional. Al igual que con muchos otros polímeros sintéticos, es producido por diferentes empresas químicas con fórmulas ligeramente diferentes y se vende de diversas formas con nombres como Delrin, Celcon, Ramtal, Duracon, Kepital y Hostaform.

Poliester éter cetona

La poliéter éter cetona (PEEK) es un polímero termoplástico orgánico incoloro de la familia de las poliariletercetonas (PAEK), que se utiliza en aplicaciones de ingeniería. Fue introducido originalmente por Victrex PLC, luego ICI (Imperial Chemical Industries) a principios de la década de 1980. Posee propiedades atractivas como buena resistencia a la abrasión, baja inflamabilidad y emisión de humos y gases tóxicos.

Polieterimida

La polieterimida (PEI), producida por una nueva reacción de desplazamiento de nitro que involucra bisfenol A, 4, 4'-metilendianilina y anhídrido 3-nitroftálico, tiene una temperatura de distorsión térmica, resistencia a la tracción y módulo altos. Por lo general, se utilizan en piezas eléctricas y electrónicas de alto rendimiento, aparatos de microondas y piezas automotrices debajo del capó.

Polietileno

El polietileno (polietileno, polietileno, PE) es una familia de materiales similares clasificados según su densidad y estructura molecular. También se le conoce como poli y se obtiene por polimerización por adición de etileno. Puede ser de baja densidad o de alta densidad dependiendo del proceso utilizado en su fabricación. Es resistente a la humedad ya la mayoría de los productos químicos. Es flexible a temperatura ambiente (y baja temperatura) y puede termosellarse. Dado que es un plástico económico, se fabrica en grandes cantidades para satisfacer la demanda. Por ejemplo:

• El polietileno de alto peso molecular (UHMWPE) es resistente y resistente a los productos químicos. Se utiliza para fabricar piezas de máquinas móviles, rodamientos, engranajes, articulaciones artificiales y algunos chalecos antibalas.
• Polietileno de alta densidad (HDPE), plástico reciclable no. 2, se utiliza comúnmente como jarros de leche, botellas detergente de lavandería líquida, muebles al aire libre, bañeras de margarina, latas de gasolina portátiles, sistemas de distribución de agua potable, tuberías de drenaje de agua y bolsas de comestibles.
• El polietileno de densidad media (MDPE) se utiliza para la película de embalaje, sacos y tuberías y accesorios de gas.
• El polietileno de baja densidad (LDPE) es flexible y se utiliza en la fabricación de botellas de exprimido, gorras de jarra de leche, bolsas de tienda minorista y polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) como envoltorio para transportar y manipular cajas de productos duraderos, y como encubrimiento de alimentos domésticos comunes.

Óxido de polifenileno

El óxido de polifenileno (PPO), que se obtiene de la polimerización de acoplamiento oxidativo de crecimiento escalonado y radicales libres de 2,6-xilenol, tiene muchas propiedades atractivas, como alta distorsión térmica y resistencia al impacto, estabilidad química a minerales y orgánicos. ácidos y baja absorción de agua. El PPO es difícil de procesar y, por lo tanto, la resina comercial (Noryl) se fabrica mezclando PPO con poliestireno de alto impacto (HIPS), que sirve para reducir la temperatura de procesamiento.

Sulfuro de polifenileno

El sulfuro de polifenileno (PPS) obtenido por la polimerización por condensación de p-diclorobenceno y sulfuro de sodio, tiene una excelente resistencia química, buenas propiedades eléctricas, excelente retardancia de llama, bajo coeficiente de fricción y alta transparencia a la radiación de microondas. El PPS se utiliza principalmente en aplicaciones de revestimiento. Esto se hace rociando una suspensión acuosa de partículas de PPS y calentando a temperaturas superiores a 370 °C. Se pueden usar grados particulares de PPS en el moldeo por inyección y compresión a temperaturas (300 a 370 °C) en las que las partículas de PPS se ablandan y experimentan una aparente reticulación. Las principales aplicaciones de PPS moldeado por inyección y compresión incluyen utensilios de cocina, cojinetes y piezas de bombas para servicio en diversos entornos corrosivos.

Polipropileno

El polipropileno (PP) es útil para productos tan diversos como recipientes de plástico reutilizables para alimentos, recipientes de plástico aptos para microondas y lavavajillas, forros para pañales, forros y fundas para toallas sanitarias, cuerdas, alfombras, molduras de plástico, sistemas de tuberías, baterías de automóviles, aislamiento para cables eléctricos y filtros para gases y líquidos. En medicina, se utiliza en el tratamiento de hernias y para fabricar equipos médicos resistentes al calor. Las láminas de polipropileno se utilizan para carpetas y embalajes de papelería y contenedores de almacenamiento transparentes. El polipropileno se define por el plástico reciclable número 5. Aunque es relativamente inerte, es vulnerable a la radiación ultravioleta y puede degradarse considerablemente bajo la luz solar directa. El polipropileno no es tan resistente a los impactos como los polietilenos (HDPE, LDPE). También es algo permeable a gases y líquidos altamente volátiles.

Poliestireno

El poliestireno se fabrica en varias formas que tienen diferentes aplicaciones y pueden tener una densidad media a muy baja. El poliestireno extruido (PS o xPS, a veces de color rosa/azul) se utiliza en la fabricación de cubiertos desechables, tableros de espuma aislante rígidos con clasificación de contacto con el suelo, cajas de CD y DVD, modelos de plástico de automóviles y barcos y carcasas de detectores de humo. La espuma de poliestireno expandido (EPS o "espuma de poliestireno", blanca) se utiliza para fabricar materiales de aislamiento y embalaje, como el "cacahuate" y espuma moldeada utilizada para amortiguar productos frágiles. Los copolímeros de poliestireno se utilizan en la fabricación de juguetes y carcasas de productos.

Cloruro de polivinilo

El cloruro de polivinilo (PVC) es un material resistente y liviano que es duradero, bastante rígido y versátil, y es resistente a ácidos y bases. Gran parte se utiliza en la industria de la construcción, como revestimiento de vinilo, tuberías de drenaje, canaletas y láminas para techos. También se convierte en formas flexibles con la adición de plastificantes, lo que lo hace útil para artículos como mangueras, tuberías, aislamiento eléctrico, abrigos, chaquetas y tapicería. El PVC flexible también se usa en productos inflables, como camas de agua y juguetes para la piscina. El PVC también es un material común en las figuras de acción de vinilo, especialmente en países como Japón, donde el material se usa ampliamente en las llamadas figuras Sofubi (juguetes de vinilo blando). Como el PVC se dobla fácilmente y tiene tendencia a doblarse durante el tránsito, un método para mitigar esta deformación es calentar el plástico hasta que se vuelva móvil y luego reformar el material en la forma deseada.

El PVC se produce en muchas modificaciones específicas para afectar sus propiedades químicas y físicas. En el cloruro de polivinilo plastificado (pPVC), se agregan plastificantes a la materia prima antes del moldeo para hacerla más flexible o maleable. Al principio, los aspectos ambientales y de salud de esto no se entendieron bien y los reemplazos y las prohibiciones de productos resultaron después de los estudios. La forma original a menudo se conoce como cloruro de polivinilo no plastificado (uPVC), que es el tipo más comúnmente utilizado para instalaciones como plomería de transporte de agua, desechos y alcantarillado.

La modificación química a menudo produce cambios más drásticos en las propiedades. El cloruro de polivinilo clorado (CPVC) se produce al exponer el PVC a la reacción continua de cloración de radicales libres que originalmente formula el polímero de PVC. La reacción de cloración continúa agregando átomos de cloro a la columna vertebral del hidrocarburo polimérico hasta que la mayoría de las aplicaciones comerciales alcanzan un rango porcentual entre 56 y 74 % de cloro total. Este aumento en el contenido de cloro elemental contribuye a la mayor expresión de las características a base de cloro del CPVC, como la durabilidad química, la resistencia a ácidos, bases y sales; susceptibilidad a compuestos a base de amoníaco, aromáticos, ésteres, cetonas; estabilidad química; resistencia a la transferencia de energía térmica. El CPVC se usa comúnmente en sistemas de suministro de agua, químicos, calor y frío para aplicaciones residenciales, comerciales e industriales.

Fluoruro de polivinilideno

El fluoruro de polivinilideno, PVDF, pertenece a la clase de termoplásticos de fluoropolímeros y es conocido por su alta inercia y resistencia química. El PVDF se obtiene mediante la polimerización del monómero de fluoruro de vinilideno. El termoplástico PVDF se fabrica en láminas y tuberías para usos de ingeniería, así como en polvos y recubrimientos que se pueden disolver en solventes y aplicar sobre la superficie de un producto. El PVDF se usa ampliamente en la industria química como tubería para productos químicos agresivos y líquidos de alta pureza. El material PVDF se utiliza en la construcción, el transporte, los procesos químicos, la electricidad, las baterías, las aguas residuales y el tratamiento.

Politetrafluoroetileno (teflón)

El politetrafluoroetileno (PTFE) es un fluoropolímero sintético de tetrafluoroetileno comúnmente reconocido bajo el nombre de marca Teflon. El PTFE es hidrofóbico: los líquidos acuosos no mojan el material, ya que los fluorocarbonos demuestran fuerzas de dispersión de London mitigadas debido a la alta electronegatividad del flúor. Esto también respalda su uso en revestimientos de utensilios de cocina. El polímero tiene uno de los coeficientes de fricción más bajos de todos los sólidos y, por lo tanto, se usa comúnmente para cojinetes y soporte de piezas mecánicas móviles.