Este documento presenta una introducción a los materiales plásticos. Explica que los plásticos son polímeros sintéticos derivados principalmente del petróleo. Describe la clasificación de los plásticos, incluyendo termoplásticos, termoestables y elastómeros. También cubre los procesos de fabricación y algunas propiedades generales de los plásticos como su baja densidad y conductividad térmica en comparación con otros materiales.

1. INTRODUCCIÓN A LOS
MATERIALES PLÁSTICOS
Generalidades, clasificacíón, propiedades y procesos de
fabricación.

2.  José Jesús Manjarréz Pérez
 Daniel Eduardo Lugo Tapia
 Uber José Peralta Hernández

3. AGENDA
1. Introducción
2. Definición de Plásticos
3. Polímeros
4. Monómeros
5. Obtención de Polímeros
6. Clasificación de los Plásticos
7. Propiedades generales
8. Procesos de fabricación
9. Plásticos y medio ambiente
10. Usos y actualidad

4. 1. Introducción
Los plásticos los podemos encontrar en diversas
aplicaciones de la vida moderna, son
versátiles, fáciles de fabricar y muy económicos. El
uso de los plásticos es cada día más común debido
a que pueden reemplazar a muchos materiales
como
madera, metal, papel, caucho, cerámica, vidrio, etc.

5. 2. Definición de Plásticos
 Los plásticos es la forma común como se
denominan los polímeros de origen sintético.
Polímero es una palabra de origen latín que
significa poli = muchas y meros = partes. Los
polímeros son moléculas grandes y
largas, construidas a partir de otras moléculas
más pequeñas y cortas llamadas monómeros o
unidades estructurales.

6. Por
ejemplo, una
cadena de
polietileno
puede estar
formada por
250,000
monómeros
de etileno
aproximada
mente.

7. Se puede
suponer que
un polímero es
un tren muy
largo, compues
to por
muchísimos
vagones y que
cada vagón es
un monómero
o unidad
estructural.

8. 3. Polímeros
Naturales Sintéticos
 El algodón formado por fibras  Los polímeros sintéticos se
obtienen a partir del
de celulosa. petróleo, gas natural o
 La seda, poliamida similar al carbón, siendo la materia
prima más importante el
nylon. petróleo. Este grupo de
 La lana, proteína del pelo de compuestos representan
las ovejas. aproximadamente el 7% de la
producción mundial de
petróleo.

9. AÑO DESARROLLO DE LOS PLÁSTICOS
1862 Obtención de plásticos con materiales vegetales
1884 Origen de la película fotográfica a partir del Celuloide
1907 Baekeland desarrolló un polvo fenólico partir del
alquitrán de hulla conocido como Baquelita.
Años 30 Inicio de producción de plásticos a partir de productos
químicos derivados del petróleo como PS acrílicos y
PVC
Años 40 Producción y fabricación de polietileno de baja
densidad, poliuretano, politetrafluoretileno, poliésters,
siliconas
Años 50 Producción de policarbonatos
Años 60 Producción de polietileno de alta densidad y
polipropileno
Años 70 Producción de plásticos de tercera generación, de alta
tecnología, entre ellos poliamidas y poliacetales
Años 80 Nuevos polímeros adaptados a requisitos específicos
de diseño

10. Los Plásticos frente a otros materiales
Ventajas Desventajas
 Poco peso  Poca resistencia mecánica
 Elaboración sencilla y rápida  Limitada resistencia al calor
 Buenas propiedades  Inestabilidad dimensional
eléctricas
 Resistencia a la corrosión y  Las reparaciones
los agentes químicos  Alto costo de la materia prima
 Producción rentable

11. 4. Monómeros
Las materias
primas son
derivados del
petróleo, gas
natural y
carbón. Los
plásticos se
obtienen
principalmente
del petróleo, tal
como se indica
en la figura.

12. Para la
fabricación de
plásticos se
utiliza la
gasolina, que
mediante un
proceso de
disociación
térmica
(cracking) se
separa en
etileno, propilen
o, butileno y
otros

13.  Los productos de la disociación térmica son
los monómeros, moléculas muy reactivas, que
se unen entre sí para formar moléculas
gigantes. Recordemos que un polímero es
como un tren muy largo, compuesto por
muchísimos vagones y que cada vagón es un
monómero.

14. Elementos que componen los
Polímeros
Principales Secundarios
 Oxigeno (O)
 Carbono (C)  Nitrógeno (N)
 Cloro (C)
 Hidrogeno (H)
 Azufre (S)
 Flúor (F)

15. Principales Monómeros
Observe que la
mayoría de los
monómeros
utilizados a
nivel
industrial, tiene
n una
estructura
química similar
al etileno, en
donde se
reemplaza uno
de sus
hidrógenos por
otro radical

16. 5. Obtención de Polímeros
Homopolímeros Copolímeros
Si el polímero se forma con Si el polímero se forma por la
monómeros de una misma reacción de dos o mas tipos
especie monómeros

17. La
polimerización
de Copolímeros
se puede llevar
a cabo de
varias maneras:
alternada, en
bloque, al azar
y de injerto, las
cuales son
esquematizada
s en la figura

19. Polimerización
 En la polimerización el doble
enlace entre los átomos de
carbono tiene un papel
decisivo, ya que el proceso
consiste en el acoplamiento
de monómeros, mediante la
abertura de sus dobles
enlaces y la consiguiente
unión de eslabones
individuales para formar la Ejemplo del cloruro de vinilo
cadena, sin que el proceso
desprenda ningún producto
secundario.

20. El radical R
(elemento
altamente
reactivo) entra
en la molécula
al romperse el
doble enlace
Carbono –
Carbono. Si se
adicionan más
moléculas de
cloruro de
vinilo, se
tendría:

21.  El final del crecimiento de
la cadena se obtiene
cuando se encuentran los
dos extremos o cuando uno
de ellos se une al radical.
La longitud de la cadena
está determinada por el Para la obtención de un plástico por
número de n elementos polimerización puede emplearse a la vez uno o
más tipos de monómeros.
repetidos en la cadena.

22. Policondensación
 En esta reacción se
forman
macromoléculas a
partir de monómeros
que posean dos
grupos reactivos o
funcionales. Durante
el proceso se generan
productos secundarios
simples como
agua, ácido clorhídrico

23. Por
policondensación
se producen
plásticos como el
PET, el
policarbonato y las
poliamidas (nylon).
A continuación se
indica una reacción
de
policondensación,
para la formación
de la poliamida 66
a partir de la

24. Poliadición
La reacción se realiza en tres etapas:
 Es similar a la
policondensación. 1. Por un lado se tiene un átomo de hidrogeno
Un átomo de en el extremo de una molécula y por otro un
hidrógeno fluye de enlace rompible en el extremo de la otra
molécula.
un grupo funcional 2. Disociación del átomo de hidrógeno y
a otro. Los apertura del enlace.
monómeros 3. El átomo de hidrógeno pasa a formar un
utilizados deben enlace con uno de los electrones del enlace
roto. El lugar abandonado por el hidrógeno y
tener cada uno dos el otro electrón del enlace roto forman un
grupos funcionales nuevo enlace y la cadena aumenta.

25. Esquema básico de la reacción de Poliadición

26. 6. Clasificación de los Plásticos
De acuerdo a su naturaleza Estructura interna
 Naturales  Termoplásticos
 Termoestables
 Sintéticos  Elastómeros

27. En la
grafica se
muestra la
clasificació
n de los
plásticos
de acuerdo
a su
estructura
interna.

28. Termoplásticos
Amorfos Parcialmente cristalinos
 Cadena molecular larga que en el momento
 Partículas ordenadas, en zonas
de formarse se enreda y entrelaza denominadas cristalinas
 Su estructura asimétrica no permite la  Estructuras moleculares simétricas
cristalización  La cristalización hace que sean
 Suelen ser transparentes en su forma opacos. No son transparente
natural.  Al aumentar la porción cristalina
disminuye la transparencia
 Buenas propiedades ópticas
 Intervalo de temperatura entre la
 Intervalo de temperatura por debajo de la temperatura de solidificación y la
temperatura de solidificación ET zona de fusión de las cristalinas
 Transformación por
inyección, extrusión, termo formado al

30. Termoestables
 No se vuelven a ablandar una vez han sido moldeados
 Una vez adquirida su forma, ésta no puede ser alterada
 Moléculas de largas cadenas unidas por enlaces químicos fuertes
 Las uniones entre las cadenas son tan fuertes que no se pueden
romper cuando se calienta el plástico
 El material termoestable siempre mantiene la forma
 Los polímeros basados en formaldehido son termoestables
 La transformación usual es la colada, el prensado y la inyección
 Los intervalos de temperatura de uso están por encima de los de
los termoplásticos

31. Elastómeros
 Tienen propiedades elásticas a la temperaturas
de uso
 Cuando se someten a tensión se alargan, pero
cuando se suspende la tensión recuperan su
forma original
 La estructura molecular es similar a la de los
termoplásticos amorfos, con la diferencia que
después del moldeo las macromoléculas se une
químicamente generando una estructura de red
floja y tridimensional
 No pueden ser fundidos, debido a sus puntos de
reticulación
 Al contacto con disolventes presentan
hinchamiento, pero sin llegar a disolverse
 Algunos ejemplos de elastómeros: caucho
natural, caucho de estireno – butadieno y caucho

32. 7. Propiedades generales
A continuación se mencionan algunas de las
propiedades más significativas de los plásticos:

33. Comportamiento mecánico
 Resistencia mecánica menor que los metales
 Módulo de elasticidad (rigidez) menor que los
metales
 Dependencia de propiedades mecánicas con
respecto al tiempo (fluencia y relajación), sobre todo
los termoplásticos
 Marcada dependencia de la temperatura en especial
los termoplásticos
 Gran sensibilidad al impacto , aunque en los
termoplásticos hay quebradizos (PS) y resistentes
(PC)

34. Densidad
Material Densidad
 Los plásticos se diferencian de (gr/cm3)
otros materiales por tener baja
densidad. El rango de Plásticos
densidades de los plásticos se PE 0.9 – 1.0
encuentra entre 0.9 y 2.0 gr/cm3. PC 0.9 – 1.0
PA (nylon) 1.0 – 1.2
PVC
1.2 – 1.4
PTFE (teflón)
 El polietileno (PE) y el >1.8
polipropileno (PP) tienen una
densidad menor a la del agua y Acero 7.8
por tanto flotan en ella. Aluminio 2.7
Madera 0.2 – 0.95
Agua 1.0

35. Conductividad calórica
La Material Conductividad calórica
conductividad
calórica (W/mK)
(medida del Plásticos
transporte de
calor) se PE 032 – 0.4
encuentra PA (nylon) 0.23 – 0.29
entre 0.15 y 0.5
W/mK, siendo Acero 17 – 50
un valor
pequeño lo que Aluminio 211
hace Cobre 370 – 390
considerar a
los plásticos Aire 0.05
como mal
conductor de
calor (aislante)

36. Conductividad eléctrica
 La conductividad eléctrica
(facilidad para conducir Material Conductividad
corriente eléctrica) es muy eléctrica (m/Ω
baja por la ausencia de mm2)
electrones libres.
PVC 10-15
Acero 5.6
 Para mejorar la Aluminio 38.5
conductividad de un Cobre 58.5
plástico se puede
adicionar un metal en
polvo.

37. Transparencia
La transparencia
(grado de Material Transparencia (%)
transmisión de
luz) depende de PC 72 – 89
la estructura del
plástico.
PMMA 92
Los
termoplásticos Vidrio 90
amorfos como el
PC, PMMA, PVC
y las resinas UP
tienen
transparencia
similares a las del
vidrio.

38. 8. Procesos de fabricación
Extrusión Inyección Soplado Termoformado

43. 9. Plásticos y medio ambiente
 En la
actualidad, aproximadamente el
65% de todos los plásticos se
utilizan para usos a mediano y
largo plazo y el 35% se utilizan a
corto plazo. Esto último genera
un problema de contaminación
por la costumbre de descarte de
nuestra sociedad.
Frecuentemente resulta más
económico y seguro desechar un
elemento plástico que

44. Códigos de plásticos reciclables

45. 10. Usos y actualidad
 Telas: Poliéster Calzado, vestido y uso
 Hilos: nylon, poliéster, personal
acrilonitrilo
 Calzado: nylon, PVC,
poliuretano y cordones en
nylon
 Medias: algodón, poliéster y
nylon
 Lentes: policarbonato
 Lentes de contacto: rígidos
en polimetacrilato de metilo y

46. Industria automotriz
 Carrocería: ABS (acrilonitrilo-
butadieno-estireno)
 Llantas: material de refuerzo
fibras sintética como kevlar
 Farolas: policarbonato
 Tanques de agua: polietileno
 Tapetes:
PVC, polietileno, nylon

47.  Tuberías: PVC Artículos para el hogar
 Flotadores para tanques
de inodoro: polietileno
 Persianas: PVC
 Envase para alimentos:
polietileno, polipropileno
 Carcazas de
electrodomésticos:
Poliestireno de alto
impacto

48. Electrónica
 Aislante de cables: polietileno,
polifluoruro de vinilideno (para
altas temperaturas)
 Carcazas de equipos:
poliestireno, poliestireno de alto
impacto
 Parlantes: conos internos en
polipropileno, tweeters en
polifluoruro de vinilideno, telas
en nylon y marcos en
poliestireno
 Cintas para grabadoras:

49. EJERCICIO
S

50. GRACIAS
http://bit.ly/aA1mCK