plástico - tecnología del empaque y transporte
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Docente: Ing. Grettel Lizbeth Dios
. Castro.
Alumna: Elisa Paz Peralta
Tecnología del empaque y transporte
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INDICE
PORTADA……………………………………………………………………..…………..… INDICE…………………………………………………………………………………….….
01 02
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………….…………..… OBJETIVOS……….…………………………………………………………………………………..….
MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………………………... HISTORIA………………………………………………………………………………………….
EVOLUCIÓN………………………………………………………………………….…………………..
DEFINICIÓN DE PLÁSTICOS………………………….……………………………………..
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS………………………….….
Ventajas……………………………………………………………………………………….……
Desventajas………………………………………………………………………………….……
CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS…..………….…………………………….……..
DENOMINACIÓN DE LOS PLÁSTICOS………………………………………………..
PROPIEDADES……….………………………………………………………………..…..……
FABRICACIÓN Y OBTENCIÓN…………………………………………………..….…...
Los métodos de fabricación……………………………………………………………
PRINCIPALES MATERIALES PLÁSTICOS PARA ENVASE Y EMBALAJE……
APLICACIÓN Y RECICLAJE………………………………………………………………….
03 05
06 06
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ANEXOS………………………………………………………………..
CONCLUSIONES……………………………………………………...
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS…………………………………
ENLACES WEB……………………………………………………….
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INTRODUCCIÓN
Antes de crearse los polímeros, la madre naturaleza era la única y exclusiva fuente de
materiales con que el hombre contaba para la realización de sus herramientas, útiles y
objetos de uso cotidiano. Las propiedades que ofrecían las piedras, las maderas o los
metales no satisfacían todas las demandas existentes así que, el hombre en su innato
afán de investigación y búsqueda comenzó a aplicar sustancias que suplieran estas
carencias; se manipulan los polímeros naturales: el ámbar, el hasta natural, la goma laca y la
gutapercha son los precursores de los polímeros actuales.
La naturaleza siempre fue y seguirá siendo una fuente inagotable de inspiración para los
observadores atentos que han sabido descubrir en ella los secretos de la optimización del
uso de materias, así como el desarrollo de estructuras simples y eficientes. Los fotógrafos
tratan permanentemente de plasmarla en imágenes que reflejen de manera objetiva sus
encantos, los pintores la retratan atendiendo a su particular perspectiva, los científicos por
su parte buscan arrancarle sus secretos para usarlos en la fabricación de inventos o en
materiales útiles para la humanidad.
Los diseños que encontramos en la naturaleza son verdaderas obras de arte, tanto por su
encanto como por la ingeniosidad de la que hacen gala para el aprovechamiento óptimo
del espacio, el material y la energía. Por eso es que los ingenieros muchas veces tratan
de reproducir, en sus mesas de dibujo, las formas de la naturaleza para proyectar nuevos
materiales o para mejorar los materiales existentes. Así por ejemplo, se ha copiado el
diseño de "nido de abeja" para aligerar el peso de los materiales compuestos; se ha
descubierto que las telas de araña están compuestas por fibras altamente resistentes, por
lo que se ha buscado sintetizar materiales similares para elaborar chalecos antibalas; los
diseños de aviones y helicópteros, siempre han tomado en cuenta el diseño aerodinámico
de aves e insectos.
La humanidad recrea en arte, en ciencia o en avances tecnológicos aquello que puede
extraer de la naturaleza, muchas veces modificándola para beneficiarse de esos cambios.
Así por ejemplo puede llegar a mejorar las propiedades de las fibras vegetales y animales,
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hacer cultivos más eficientes y resistentes a plagas o sintetizar nuevos productos como
los materiales plásticos, pero… ¿En que pensamos cuando decimos o escuchamos la
palabra plástico? Hace cien años, al mencionar el término plástico, éste se podía entender
como algo relativo a la reproducción de formas o las artes plásticas, la pintura, la
escultura, el moldeado.
En la actualidad, esta palabra se utiliza con mayor frecuencia y tiene un significado que
implica no sólo arte, sino también tecnología y ciencia.
En la época actual resultaría difícil imaginar que alguno de los sectores de nuestra vida
diaria, de la economía o de la técnica, pudiera prescindir de los plásticos. Sólo basta con
observar a nuestro alrededor y analizar cuántos objetos son de plástico para visualizar la
importancia económica que tienen estos materiales. Dicha importancia se refleja en los
índices de crecimiento que, mantenidos a lo largo de algunos años desde principios de
siglo, superan a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Conocer y enriquecer el conocimiento brindado información sobre todo lo
relacionado acerca del plástico, su historia, evolución, características, ventajas,
desventajas, usos y fabricación, etc.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Aprender lo que representan estos materiales en la sociedad actual.
Aprender sobre el reciclaje.
Aprender a identificar el plástico según su tipo
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MARCO TEORICO
HISTORIA DEL PLÁSTICO
El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el fabricante
estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de
10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural. Una de las
personas que optaron al premio fue el inventor estadounidense Wesley Hyatt, quien
desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa
de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de disolvente
de alcohol. Si bien Hyatt no ganó el premio, su producto, patentado con el nombre de
celuloide, se utilizó para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de
camisa. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y de su
deterioro al exponerlo a la luz.
Nitrato de celulosa + Alcanfor + Alcohol = Celuloide
Durante las décadas siguientes aparecieron de forma gradual más tipos de plásticos.
Se inventaron los primeros plásticos totalmente sintéticos: un grupo de resinas
desarrollado hacia 1906 por el químico estadounidense de origen belga Leo Hendrik
Baekeland, y comercializado con el nombre de baquelita. Entre los productos
desarrollados durante este periodo están los polímeros naturales alterados, como el
rayón, fabricado a partir de productos de celulosa.
En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de
materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se
componían en realidad de moléculas gigantes. Los esfuerzos dedicados a probar esta
afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes
avances en esta parte de la química. En las décadas de 1920 y 1930 apareció un buen
número de nuevos productos, como el etanoato de celulosa (llamado originalmente
acetato de celulosa), utilizado en el moldeo de resinas y fibras; el cloruro de polivinilo
(PVC), empleado en tuberías y recubrimientos de vinilo, y la resina acrílica,
desarrollada como un pegamento para vidrio laminado.
Uno de los plásticos más populares desarrollados durante este periodo es el
metacrilato de metilo polimerizado, que se comercializó en Gran Bretaña con el nombre
de Perspex y como Lucite en Estados Unidos, y que se conoce en español como
plexiglás. Este material tiene unas propiedades ópticas excelentes; puede utilizarse
para gafas y lentes, o en el alumbrado público o publicitario. Las resinas de
poliestireno, comercializadas alrededor de 1937, se caracterizan por su alta resistencia
a la alteración química y mecánica a bajas temperaturas y por su muy limitada
absorción de agua. Estas propiedades hacen del poliestireno un material adecuado
para aislamientos y accesorios utilizados a bajas temperaturas, como en instalaciones
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de refrigeración y en aeronaves destinadas a los vuelos a gran altura. El PTFE
(politetrafluoretileno), sintetizado por primera vez en 1938, se comercializó con el
nombre de teflón en 1950. Otro descubrimiento fundamental en la década de 1930 fue
la síntesis del nailon, el primer plástico de ingeniería de alto rendimiento.
EVOLUCIÓN
Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los químicos y a la
industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear
polímeros. En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno
polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que
llamaron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).
Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el
cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente
adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un
material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa
impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el
politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y usado para rodillos y
sartenes antiadherentes.
Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno (PS),
un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos, potes, etc. El
poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para
embalaje y aislante térmico.
También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor fue el
químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubrió que dos
sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido adípico, formaban polímeros
que bombeados a través de agujeros y estirados formaban hilos que podían tejerse. Su
primer uso fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses
durante la Segunda Guerra Mundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en
la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le
siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.
En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en
botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de
polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de
envases.
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La Segunda Guerra Mundial
Durante la Segunda Guerra Mundial, tanto los aliados como las fuerzas del Eje
sufrieron reducciones en sus suministros de materias primas. La industria de los
plásticos demostró ser una fuente inagotable de sustitutos aceptables. Alemania, por
ejemplo, que perdió sus fuentes naturales de látex, inició un gran programa que llevó al
desarrollo de un caucho sintético utilizable. La entrada de Japón en el conflicto mundial
cortó los suministros de caucho natural, seda y muchos metales asiáticos a Estados
Unidos. La respuesta estadounidense fue la intensificación del desarrollo y la
producción de plásticos. El nylon se convirtió en una de las fuentes principales de
fibras textiles, los poliésteres se utilizaron en la fabricación de blindajes y otros
materiales bélicos, y se produjeron en grandes cantidades varios tipos de caucho
sintético.
El auge de la posguerra
Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los descubrimientos y
desarrollos de la industria de los plásticos. Tuvieron especial interés los avances en
plásticos técnicos, como los policarbonatos, los acetatos y las poliamidas. Se utilizaron
otros materiales sintéticos en lugar de los metales en componentes para maquinaria,
cascos de seguridad, aparatos sometidos a altas temperaturas y muchos otros
productos empleados en lugares con condiciones ambientales extremas. En 1953, el
químico alemán Karl Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta
desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados en la actualidad. En
1963, estos dos científicos compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios
acerca de los polímeros.
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DEFINICIÓN DE PLÁSTICOS
El término Plástico, en su significación más general, se aplica a las sustancias de
distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen
durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que
permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en
sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante
fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las
largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras
sustancias naturales.
La definición enciclopédica de plásticos expresa lo siguiente:
Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas gigantes)
que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma
deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen
natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el
polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricación son resinas en forma
de bolitas o polvo o en disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos
terminados.
Etimología El vocablo plástico deriva del griego plastikos, que se traduce como moldeable. Los polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se hallan presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y animales como el caucho, la madera y el cuero, si bien en el ámbito de la moderna tecnología de los materiales tales compuestos no suelen encuadrarse en el grupo de los plásticos, que se reduce preferentemente a preparados sintéticos.
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CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PLÁSTICOS
Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas
propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia
a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están
compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de
plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas (se ablandan con el
calor), mientras que las entrecruzadas son termoendurecibles (se endurecen con el
calor).
Comparado con otros materiales como el metal o la madera, los plásticos
presentan un gran número de ventajas pese a que también tiene desventajas que
siempre se han de tener en cuenta. Principalmente, los plásticos son ideales en
aquellas aplicaciones donde se exijan propiedades mecánicas y una reducción de
peso.
Ventajas
Los plásticos son más ligeros y pueden fabricarse para que sean igual de
resistente que la madera u otro material.
Acepta cualquier tipo de diseño de pieza.
Producciones en serie muy económicas.
Los plásticos son muy baratos y muy versátiles, con ellos se pueden fabricar
objetos con multitud de formas, texturas y colores.
Las propiedades que otorgan a los plásticos su utilidad son también el origen de
sus inconvenientes
Desventajas
Absorben olores
No soporta altas temperatura.
La resistencia a la corrosión, al agua y a la descomposición bacteriana hace que
los residuos plásticos sean difícilmente eliminables, lo cual se está convirtiendo en
un grave problema medioambiental.
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CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
Se pueden clasificar a los materiales en varias categorías.
Según el manómetro base
En esta clasificación se considera el origen del manómetro del cual parte la
producción del polímetro.
Naturales: Son los polímeros cuyos manómetros son derivados de productos de
origen natural con ciertas características como, por ejemplo, la celulosa, la caseína
y el caucho.
Sintéticos: Son aquellos que tiene origen en productos elaborados por el hombre
principalmente derivados del petróleo.
Según su comportamiento frente al calor.
Termoplásticos
Un termoplástico es un plástico el cual, a temperatura ambiente es plástico
deformable, se derrite a un líquido cuando es calentado y se endurece en un
estado vítreo cuando es suficientemente enfriado. La mayoría de los
termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los que poseen cadenas
asociadas por medio de débiles fuerzas (polietileno); fuertes interacciones dipolo-
dipolo y enlace de hidrógeno; o incluso anillos aromáticos apilados (poliestireno).
Los polímeros termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que
después de calentarse y moldearse estos pueden recalentarse y formar otros
objetos, ya que en el caso de los termoestables o termoduros, su forma después
de enfriarse no cambia y éste prefiere incendiarse.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias
veces.
Los principales son:
o Resinas celulósicas: Obtenidas a partir de la celulosa, el material
constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el
rayón.
o Polietilenos y derivados: Emplean como materia prima al etileno obtenido
del craqueo del petróleo que, tratado posteriormente, permite obtener
diferentes manómetros como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de
vinilo, etc.
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Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc.
o Derivados de las proteínas: Pertenecen a este grupo el nylon y el perlón,
obtenidos a partir de las diamidas.
o Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados
comercialmente pliofilmes, clorhidratos de caucho obtenidos adicionando
ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.
Termoestables
Se comportan de forma muy diferente a los termoplásticos. Al calentarlos por
primera vez el polímero se ablanda y se le puede dar forma bajo presión. Sin
embargo, debido al calor, comienza una reacción química en la que las moléculas
se enlazan permanentemente. Esta reacción se conoce con el nombre de
degradación. Como consecuencia el polímero se hace rígido permanentemente y
si se calienta no se ablandará sino que se destruirá.
o Polímeros de fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles, pero si
durante su fabricación se emplea un exceso de fenol se obtiene
termoplásticos.
o Resinas epoxi.
o Resinas melamínicas.
o Baquelita: Fue el primer plástico que se fabricó artificialmente a partir de
productos químicos. Se le llamo así por el hombre que la fabricó por
primera vez (Leo Baekeland). Es un plástico duro y frágil, de un color
oscuro y brillante. Es un plástico termoestable luego resiste el calor sin
ablandarse, pero hasta una cierta temperatura, porque a temperaturas muy
altas se descompone quedando carbonizado. La baquelita es un buen
aislante térmico y eléctrico.
o Aminoplásticos: Polímeros de urea y derivados.
o Melamina (Formaldehido) : Es un polímero incoloro, que se puede teñir con
pigmentos de color. Es más dura que la baquelita, no tiene sabor ni olor y
es buen aislante térmico y eléctrico.
o Poliésteres: Tiene forma de resina y debe mezclarse con un producto
llamado endurecedor. Solidifica y forma un plástico rígido, duro y frágil.
Para darle más resistencia se refuerza con una capa de fibra de vidrio.
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DENOMINACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
Con la finalidad de facilitar el entendimiento de todos los plásticos, se han desarrollado
abreviaturas estandarizadas, las más comunes son las siguientes:
PE: Polietileno.
PEBD: Polietileno de baja densidad.
PEMD: Polietileno de densidad media.
PEAD: Polietileno de alta densidad.
PET: Poliéster.
PP: Polipropileno.
PPO: Polipropileno orientado.
PS: Poliestireno.
PSO: Poliestireno orientado.
PSE: Poliestireno expandido.
SAN: Copolímero estireno acrilonitrilo
ABS: Copolímero acronitrilo butadeno estireno.
PA: Poliamida.
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PVC: Policloruro de vinilo.
PVDC: Policloruro de vinilideno (“Saran”
PVA: Poli acetato de vinilo (también denominado PVAC).
PVAL: Poli alcohol vinílico.
CMC: Carboxi metal celulosa.
CA: Acetato de celulosa.
EVA: Acetato de etileno y vinilo.
TPX: Poli penteno.
CAB: Butinato de celulosa y acetato.
EC: Celulosa etílica
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PROPIEDADES
La estructura interna de los plásticos determina sus propiedades fundamentales. Por
ejemplo, los plásticos son malos conductores del calor y de la electricidad, es decir,
son aislantes y esto se debe a que sus enlaces son por pares de electrones ya que no
disponen de ningún electrón libre.
Tienen densidades más bajas debido a que su estructura es "más suelta", y una serie de características que se analizarán a continuación.
Mecánicas
Al comparar la estructura de un metal y de un plástico, podemos observar que el metal
presenta una estructura más compacta y que las fuerzas de unión son distintas a las
existentes en los plásticos.
La diferencia es que los plásticos tienen una estructura molecular y los metales una
estructura atómica. Por esta razón, los plásticos presentan una resistencia mecánica
relativamente menor, un módulo de elasticidad menor, dependencia de las propiedades
mecánicas con respecto al tiempo, dependencia de la temperatura principalmente los
termoplásticos, gran sensibilidad al impacto aunque en este punto existen grandes
diferencias desde los quebradizos como un Poliestireno hasta un resistente Policarbonato.
Los termofijos, debido a sus reticulaciones, carecen de deslizamiento interior y a eso deben ser básicamente más quebradizos que los termoplásticos.
Por su parte algunos termoplásticos como el Polipropileno, el Nylon, el Polietileno y los
Poliésteres lineales, pueden someterse a estirado, con lo cual las moléculas se orientan en la dirección del estirado.
La fuerza del enlace de valencias se deja notar en este fenómeno, lo cual se manifiesta
en una extraordinaria resistencia. El comportamiento de deformación y recuperación interna de los plásticos le confiere una, gran propiedad llamada memoria.
Por otra parte, el comportamiento mecánico de los plásticos reforzados, varía en función de la cantidad, tipo de cargas y materiales que contienen.
Térmicas
Como otras propiedades, el comportamiento térmico de los plásticos también es
función de su estructura; los plásticos termofijos son quebradizos a lo largo de todo el
intervalo de temperaturas, no reblandecen y no funden; un poco por debajo de su temperatura de descomposición se observa una pérdida de rigidez.
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Los termoplásticos se vuelven quebradizos a bajas temperaturas que son específicas
para cada uno de ellos. Si las temperaturas aumentan, se produce un descenso constante del módulo de elasticidad, es decir, disminuye la rigidez.
Al aplicar calor continuo a los termoplásticos amorfos, sufren un reblandecimiento, es
decir, la transición a un estado termoelástico. Di esta zona, con pequeñas fuerzas se
provocan grandes deformaciones; si se sigue calentando se incrementa la movilidad
térmica de las moléculas provocando que las cadenas puedan deslizarse unas frente a otras. Esta zona limita con la temperatura de descomposición.
Los termoplásticos semicristalinos poseen fragmentos amorfos (flexibles) en el intervalo de temperaturas de uso así como cristalinos (rígidos).
Al aumentar la temperatura es posible moldearlos cuando los fragmentos cristalinos
alcanzan el intervalo de la temperatura de fusión. Inmediatamente sigue el estado
termoplástico y al seguir aumentando la temperatura, este estado se caracteriza por la
transparencia que adopta el plástico antes opaco. Esta zona limita la temperatura de descomposición del plástico.
Por su misma estructura, sufren una dilatación volumétrica relativamente grande con el
aumento de temperatura. En los plásticos reforzados esta dilatación es menor, y está en función del tipo y cantidad de material de refuerzo.
Como ya se mencionó, los electrones de los plásticos carecen de movilidad, por ello, son materiales con conductividad térmica baja, siendo aislantes térmicos.
Eléctricas
Ya que los plásticos no disponen de electrones libres móviles, tienen un buen
comportamiento como aislantes, es frecuente utilizarlos en la industria eléctrica y
electrónica, por ejemplo, para carcazas, aislantes; enchufes, recubrimiento de cable y
alambre, entre otros. Por todo esto, son importantes las siguientes propiedades eléctricas:
Resistencia Superficial
Resistencia Transversal
Propiedades Dieléctricas
Resistencia Volumétrica
Resistencia al Arco
Químicas
En términos generales, por ser los plásticos materiales inertes (no reactivos) frente a la
mayoría de las sustancias líquidas, sólidas y gaseosas comunes, muestran mejores
propiedades químicas que los materiales tradicionales como papel, madera, cartón y metales, siendo superados únicamente por el vidrio.
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Sin embargo, los plásticos continúan mostrando crecimientos en aplicaciones que
requieren contacto con diversos tipos de solventes y materiales corrosivos, aún en los
que anteriormente se utilizaba el vidrio, donde lo más importante es seleccionar el tipo
de plástico ideal, tomando en cuenta las condiciones de presión, temperatura,
humedad, intemperismo y otras que puedan acelerar algún proceso de disolución o degradación.
Absorción de humedad
Esta propiedad es distinta para los diferentes tipos de plásticos, consiste en la
absorción de humedad presente en el aire o por la inmersión en agua, siendo
dependiente del grado de polaridad de cada plástico. Por ejemplo, los plásticos no
polares como el PE, PP, PP, PS, PTFE, absorben muy poca agua; en cambio, los
plásticos polares como los Poliamidas o los Poliésteres termoplásticos, absorben gran
cantidad de ella; en el caso de los dos últimos se requiere de secado antes de
procesarlos y de un "acondicionamiento'" en las piezas recién inyectadas para que alcancen un grado de humedad determinado.
En estos materiales el porcentaje de humedad afecta las propiedades finales de las piezas fabricadas.
Permeabilidad
La permeabilidad es una propiedad que tiene gran importancia en la utilización de los plásticos del sector envase, por ejemplo, en láminas, películas y botellas.
La permeabilidad frente a gases y vapor de agua es un criterio esencial para la
selección del tipo de material, según el producto a envasar: alimentos, frutas frescas,
bebidas carbonatadas, embutidos y otros. Además del tipo de plástico, la permeabilidad también depende del grosor y de la temperatura.
En la mayoría de los casos, se requiere que los materiales plásticos eviten el paso de
determinados gases como el CO2, el NOs, el vapor tic agua y otros, pero también se
encuentran casos en que es importante que se permita el paso de sustancias como el
02 en el caso de legumbres y carnes frías, que requieren "respirar" para conservar uno buena apariencia.
Fricción y desgaste
El comportamiento de los plásticos ante la fricción es muy complejo, se caracteriza por la
interacción de los materiales involucrado;-; en el fenómeno, la estructura superficial, el
lubricante, la carga específica y la velocidad de desplazamiento. Una aplicación típica son los rodamientos, los más importantes están formados por el par plástico-acero.
Un fenómeno a considerar en este caso es el desprendimiento de calor a través del
elemento metálico. Por esa razón soto tienen sentido los datos de coeficientes de fricción referidos a pares de materiales específicos.
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FABRICACIÓN Y OBTENCIÓN
Existen diferentes tipos de materias primas para producir plásticos. Es en el comienzo del
siglo XX que empezaron a desarrollarse productos químicos obtenidos, por síntesis, a
partir de los hidrocarburos y que representan hoy en día el 90 % de la producción de los
plásticos. Por refinado del petróleo crudo se obtiene diferentes fracciones gaseosas o líquidas.
Entre ellas, la NAFTA es la más importante para la síntesis de los plásticos. Hay dos grandes principios de puesta en práctica:
Uno para los Termoplásticos El otro para los Termoendurecibles
Según el tipo de producto a fabricar (según su tamaño, su forma, las cualidades
buscadas) y el polímero utilizado (termoplásticos o termoendurecibles) hay una tecnología correspondiente. Es así como existen más de 20 procedimientos de transformación.
OBTENCIÓN
Materias primas
La materia prima más importante para la fabricación de plásticos es el petróleo, ya que
de él se derivan los productos que originan diferentes tipos de plásticos. Es importante
mencionar que también otras materias primas para la fabricación de plásticos son
algunas sustancias naturales como la madera y el algodón de donde se obtiene la
celulosa, así como otros plásticos se obtienen del carbón y el gas natural. Todas las
materias primas mencionadas tienen en común el hecho de contener Carbono (C) e
Hidrógeno (H). También pueden estar presentes el Oxígeno (O), Nitrógeno (N), Azufre
(S) o el Cloro (Cl). En general, se considera al etileno, propileno y butadieno como
materias primas básicas para la fabricación de una extensa variedad de monómeros, que son la base de todos los plásticos.
En la siguiente sección se presentan los diferentes mecanismos químicos utilizados
para la unión de las materias primas mencionadas, que es el punto de partida para la síntesis de resinas plásticas.
Reacciones de síntesis
Como se ha mencionado, los polímeros son el resultado de la modificación de
productos naturales o bien de reacciones de síntesis partiendo de las materias primas
más elementales. Son reacciones químicas llevadas a cabo con un catalizador, calor o
luz, cu las cuales dos o más moléculas relativamente sencillas (monómeros) se
combinan para producir moléculas muy grandes. A esta reacción se le llama
Polimerización.
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Para que la mezcla sea coherente y más o menos homogénea se agregan
compatibilizadores. Puede suceder que las mezclas de polímeros tengan propiedades
especiales que ninguno de sus componentes posea y generalmente se buscan
resultados de sinergia. Otros procesos de modificación física consisten en aumentar él
ordenamiento de las moléculas. Esto se puede lograr mediante un proceso de "Orientación" y el "Estirado".
Algunos productos de plástico como láminas, película o cuerpos huecos como botellas
sopladas, se someten a un estiramiento durante el proceso de la fabricación,
aplicándoles fuerzas cuyo efecto consiste en el alineamiento de las macromoléculas en
estado termoelástico, preferentemente en la misma dirección del estiraje, con esta
operación se aumenta la resistencia mecánica, la transparencia y la barrera a los gases.
Modificación con aditivos
El hecho de incorporar aditivos antes de la transformación de los plásticos, es una
práctica necesaria. En realidad un plástico es un polímero en conjunto con pequeñas
cantidades de otras sustancias como son catalizadores y emulsificantes.
Posteriormente es necesario utilizar aditivos que tienen el objetivo de mejorar sus
propiedades y facilitar su transformación.
Las funciones de los aditivos y la cantidad de estos es muy grande, y en la actualidad
juegan un papel muy importante para que los productos terminados de plástico cumplan con las especificaciones que el mercado demanda.
Un ejemplo: el PVC o Policloruro de vinilo
El PVC:
57% de cloro (obtenido por electrólisis de la sal) 43% de etileno (hidrocarburo procedente del petróleo)
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Los métodos de fabricación varían según sean termoplásticos o termoestables.
La mayoría de ellos se fabrican aprovechando la facilidad con que funden o se reblandecen.
Entre los métodos más empleados están:
Compresión
Este procedimiento utiliza la materia en estado de pre polímero que se coloca dentro de
un molde antes de ser calentada y luego comprimida. La polimerización se efectúa
entonces dentro del molde. La compresión permite fabricar objetos de tamaños pequeños
y medianos en termoendurecibles.
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Estratificación
Esta técnica consiste en impregnar con resina termoendurecible capas superpuestas de
soportes como madera, papel o textiles. Estas son luego prensadas y calentadas a alta
presión con el fin de provocar la polimerización. Al estar reservado a los productos
termoendurecibles, este procedimiento no permite fabricar más que productos planos.
Extrusión
Al ser un procedimiento de transformación en modo continuo, la extrusión consiste en utilizar plástico con forma de polvo o granulados, introducido dentro de un cilindro calentador antes de ser empujado por un tornillo sin fin. Una vez reblandecida y comprimida, la materia pasa a través de una boquilla que va a darle la forma deseada. La extrusión es utilizada en particular en la fabricación de productos de gran longitud como canalizaciones, cables, enrejados y perfiles para puertas y ventanas.
Extrusión Inflada
Esta técnica consiste en dilatar por medio de aire comprimido una funda anteriormente
formada por extrusión. De ese modo se obtienen películas utilizadas en particular en la
fabricación de bolsas para la basura o para congelación y revestimientos para invernaderos.
Inyección
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Esta técnica consiste en amasar materia ablandada mediante un tornillo que gira dentro
de un cilindro calentado y luego introducir ésta bajo presión en el interior de un molde
cerrado. Al ser utilizada en la fabricación de piezas industriales en particular para los
sectores del automóvil, de la electrónica, de la aeronáutica y del sector médico, la
inyección es una técnica que permite obtener en una sola operación productos acabados y formas complejas cuyo peso puede variar de algunos gramos a varios kilos.
Moldeo Rotacional
Este procedimiento consiste en centrifugar un polvo fino termoplástico dentro de un molde
cerrado. Así, se obtienen cuerpos huecos en pequeñas series. El moldeo rotacional es utilizado en la fabricación de recipientes, balones, cubas, contenedores.
Moldeo por Soplado:
Se usa como material base un tubo del material plástico extruido, y se insufla aire a
presión en el tubo caliente.
El tubo de plástico se habrá colocado en el interior de un molde con lo que al insuflar el
aire el plástico se dilata y toma la forma del molde. Después bastará con abrir el molde y
sacar el producto.
El PVC, el polietileno y el polipropileno se moldean generalmente por soplado.
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PRINCIPALES MATERIALES PLÁSTICOS PARA ENVASE Y EMBALAJE
Polietileno
El polietileno, polímero de etileno, es el plástico más importante usado en envases y embalajes. Se clasifica en tres grupos principales:
PEBD (polietileno de baja densidad): 0,910 a 0,925 g/cm3. PEMD (polietileno de densidad media): 0,926 a 0,940 g/cm3. PEAD (polietileno de alta densidad): 0,941 a 0,965 g/cm3.
El polietileno de baja densidad (PEBD) es el tipo de PE más utilizado en el envasado, en forma de películas, sobre todo para la producción de bolsas. El PEBD admite fácilmente el termosellado. La gama de los PEBD está formada por diversos materiales que contienen agentes resbalantes o antiresbalantes, según las exigencias que requiera el embalaje de acuerdo a la estabilidad en la estiba. Las bolsas para el embalaje de productos perecederos, que contienen agentes deslizantes, representan otra aplicación del PEBD. En síntesis, el PEBD es un material para envasado resistente y flexible con usos múltiples.
El polietileno de densidad media (PEMD), a diferencia del PEBD, es un material utilizado en aplicaciones que requieren mayor rigidez o un punto mayor de ablandamiento. Sin embargo, el PEMD es algo más caro que el PEBD.
El polietileno de alta densidad (PEAD) es un material más rígido que los dos anteriores. Puede someterse a temperaturas que alcanzan los 120 grados centígrados, lo que permite utilizarlo como embalaje esterilizable por vapor. El PEAD, en forma de cintas, puede servir para la fabricación de sacos tejidos. Sin embargo, para ésta última
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aplicación, es más común el polipropileno. Los PE, en todas sus formas, debido a sus propiedades, resultan plenamente adecuados para utilizaciones en envase y embalaje. Ante todo, ofrecen una buena protección contra la humedad y el agua (dependiendo de la densidad utilizada). El PE es fácil de sellar en caliente y conserva su flexibilidad a temperaturas muy bajas. Puede emplearse en congelación profunda, a temperaturas inferiores a -50 grados centígrados. Además, su curva de viscosidad presenta un aspecto uniforme en distintas temperaturas; ello permite manejarlo y transformarlo fácilmente.
Desde el punto de vista del impacto fisiológico, durante su disposición final, los únicos productos de la combustión del PE son el bióxido de carbono y el agua.
Sin embargo, el PE, especialmente el PEBD, es muy permeable al oxígeno y presente baja resistencia a las grasas. Si este material está mal convertido libera un olor desagradable cuando la temperatura de extrusión es muy alta. Además, el PEBD es difícil de manejar en la maquinaria de envasado, sobre todo a su baja rigidez.
El PE transparente, con una estructura cristalina, puede obtenerse por enfriamiento rápido después de la extrusión; de lo contrario su apariencia es blancuzca y translúcida. La mayor parte de los PE se utiliza como películas extruidas en la manufactura de envolturas, sobres y bolsas. También el PE es extruido como revestimiento de papeles y cartones sólidos.
Las propiedades del PE varían de un fabricante a otro. Esas propiedades también varían con la clase del PE, según lo indica la tabla siguiente:
Unidades:
*g/100 pulgadas cuadradas/24h/1 mil
**cc/100 pulgadas cuadradas/24h/1 mil
*** lb/pulgada cuadrada/1 mil
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Polipropileno
El polipropileno (PP) es otro tipo de plástico olefínico. Más rígido que el PE,
ofrece mayor resistencia a la ruptura. También es más transparente y menos
permeable que el PE. La temperatura de ablandamiento del PP, en especial
debido a su alta cristalinidad, puede alcanzar los 150 grados centígrados, que
permite utilizaciones farmacéuticas que requieren la esterilización en autoclave.
El PP también se utiliza para el envase de bocadillos que pueden calentarse
o incluso hervirse, dentro del mismo. Por último, el PP se utiliza en la fabricación
de cierres por inyección- moldeado.
La densidad del PP puede alcanzar 0,90 g/m3 y compite fuertemente con el PE
en utilizaciones especiales, debido que puede hacerse muy delgado. También
se ha sustituido al celofán, por ejemplo, en el envase de paquetes de cigarros.
Sin embargo, el PP puede romperse a temperaturas muy bajas, aunque resiste a
esas condiciones cuando está copolimerizado conetileno. El PP, principalmente
utilizado como película, ofrece una variedad de aplicaciones más o menos
análogas a las del celofán, sobre todo debido a su excelente transparencia. La
película de PP suele estar orientada (PPO) mediante estiramiento en una o dos
direcciones, lo que lo hace más estable y resistente. La película de PPO puede
manejarse con facilidad por numerosas máquinas de envasado, gracias a su
estabilidad. Es perfectamente transparente e impermeable a la humedad y a la
mayoría de los aromas. Sin embargo, es difícil de termosellar a menos que esté
coextruido con PE. El PP tiene amplia utilización como material para cierres de
bisagra en envases rígidos y se desempeña con éxito en situaciones en donde
factores externos hacen al PE insatisfactorio.
La aplicación más común del PP es en sacos y costales tejidos (tipo rafia).
Poliestireno
El poliestireno (PS) es un plástico a base de petróleo, producido por
polimerización del estireno. Este material, perfectamente transparente, es muy
permeable al vapor de agua y a los gases. Debido a su baja resistencia al
impacto, este plástico rígido es con frecuencia recubierto con caucho sintético o
butadieno para darle mayor resistencia. El añadido de butadieno elimina, sin
embargo, la transparencia del PS y le da un aspecto blancuzco.
El PS permite fácil conversión para aplicaciones de envase y embalaje. Se presta
para el soplado, la inyección, la extrusión, el termoformado, etc., pero sus
aplicaciones son limitadas, sobre todo por su baja densidad. El poliestireno
expandido (PSE) se produce mediante un tratamiento calorífico, especial sobre
gránulos de PS. El vapor caliente causa que el pentano presente en el material
se expanda y forme una estructura celular. El PSE sirve como material de relleno
en el interior de embalajes que contienen objetivos delicados, el PSE se moldea
alrededor del producto, para ajustarlo dentro del embalaje.
Poliésteres
Los poliésteres, o plásticos de ésteres lineales, se fabrican por condensación, igual que las poliamidas. En muchos casos se extruyen para formar películas biaxalmente orientadas. El poliéster tiene gran resistencia mecánica y soporta temperaturas que puedan alcanzar los 300 grados centígrados.
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La película de poliéster es una buena barrera contra el vapor de agua y es resistente a los solventes orgánicos, pero es difícil de sellar, por lo que a menudo es coextruido o laminado con polietileno. La película de poliéster puede revertirse de PVDC para reducir su permeabilidad a los gases y los olores. En combinación con aluminio y PE, ofrece un excelente material para el envasado al vacío de café o de productos cárnicos, etc. A veces se utiliza para productos que pueden hervirse con su envase (bolsa), sobre todo por su resistencia a las altas temperaturas. Las películas de poliéster son termoformables. Existen también versiones retráctiles de estas películas. Unas de las aplicaciones más recientes del poliéster es en forma de poli tereftalato de etileno (PET), destinado a botellas de bebidas carbonadas. El PET se obtiene por la reacción del ácido tereftálico o el dimetiltereftalato con el etilenglicol. Para obtener un material utilizable en procesos de extrusión o inyección, con propiedades mecánicas adecuadas y una correcta posibilidad de maquinado, es preciso aumentara densidad del material mediante post-condensación en estado sólido. La extensión de la cadena molecular está relacionada con el grado de polimerización de producto y explica la diferencia de propiedades de una forma del material al otro. Esto afecta la viscosidad del producto fundido, que se mide como su viscosidad intrínseca en solución. Durante su conversión, el PET puede degradarse en presencia de vapor de agua, por excesivo calentamiento y por corte del material fundido. El PET tiene la misma transparencia y brillo del vidrio, es resistente a los aceites y las grasas, baja permeabilidad a los gases, buena resistencia a los impactos y a la presión interna, e inercia total al contacto con la mayoría de los comestibles..
Poliamida
La poliamida (PA), de la cual el nylon es una versión registrada, tiene una excelente resistencia mecánica y al calor. Existen varios tipos de poliamidas, algunas con punto de fusión que pueden alcanzar los 250º C. La PA se utiliza en algunos envases multi-capa, especialmente en aquellos para envasado al vacío, para cortes de carnes frescas o quesos, en máquinas de termoformado alimentadas por bobinas. La poliamida, con frecuencias es coextruida con diferentes películas de PE, de distintos espesores, por lo cual, puede ser sellado a calor..
Poli Cloruro de Vinilo (PVC)
Existen dos clases de poli cloruro de vinilo: el PVC rígido y el PVC plastificado. El primero es impermeable al vapor del agua y a los gases, es resistente a las grasas. Se utiliza para envases termo formados para mantequilla y margarina. Su transparencia le permite ser usado en la fabricación de botellas para agua mineral o aceites de mesa y jugos de fruta, así como contenedores para cosméticos. Algunas variedades son resistentes a la presión de los gases y se han usado para el envasado de cervezas y bebidas carbonatadas.
Acetato de Celulosa (AC)
Debido a su brillo y transparencia, el AC se usa para poner ventanas en los envases opacos, así como para cajas para regalo. El acetato de celulosa puede ser de suma utilidad en los envases termoformados o envases-ampolla (“blister”). El AC, sumamente estable en diversas condiciones de humedad, sustituye al celofán en la fabricación de ciertos materiales complejos.
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APLICACIÓN Y RECICLAJE Mucho escuchamos hablar del reciclaje de los plásticos y cuales son o no aptos sobre todo para el uso alimentario ahí sí que nos damos cuenta de la importancia, La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.
En la Agroindustria: La gama de plásticos de aplicación industrial es muy amplia y el rango de sus características técnicas y morfológicas presenta un abanico de posibilidades todavía en desarrollo.
EL POLIESTIRENO
Se utiliza generalmente para charolas y botes, usados por ejemplo para
legumbres y carnes frescas, yogur y otros productos lácteos. El PS sirve también
como película para envolver frutas y legumbres como los tomates y las lechugas.
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El poliestireno expandido: También se usa ampliamente para la manufactura de charola
para fruta, carne fresca, pescado húmedo, pasteles, galletas, huevos, etc.
PVC: Botellas Para envasar aceite
En otras ramas, fuera de la agroindustria:
HILO RIGIDO PLASTICO
Polietileno de alta densidad (HDPE).
Para la fabricación artesanal
de cestas plásticas.
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Más ejemplos ver anexos(página 33 -34). Los materiales plásticos reciclados, representan en la actualidad una oportunidad de negocio en el sector alimentario
Las aplicaciones de los materiales plásticos reciclados son muy diversas, aunque mayoritariamente se centran en bolsas, tuberías, láminas, piezas industriales, etc., (Ver anexos página 31). ADEMÁS: Son envases formados por una lámina de cartón, otra de aluminio y otra de plástico. Las características de los envases son tan numerosas como diferentes. Son ligeros y, por consiguiente, manejables y fáciles de transportar; se pueden abrir y cerrar de nuevo fácilmente sin necesidad de utensilios. La gran ventaja que ofrecen para la industria es la capacidad de conservación de los alimentos en condiciones óptimas. Características de la construcción:Desde adentro hacia fuera, las capas son las siguientes:
Primera Capa: Polietileno (Previene el contacto del producto envasado con las otras capas).
Segunda Capa: Polietileno (Optimiza la adhesión del aluminio).
poliéster
botones
La PA se utiliza ampliamente
para el envasado de artículos
esterilizados para los hospitales
Acetato de Celulosa Son utilizados para portadas de libros, fundas de discos, folletos,
etc.
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Tercera Capa: Aluminio (Actúa como barrera contra la luz, oxígeno y olores externos).
Cuarta Capa: Polietileno (Permite la adhesión entre el cartón y la capa de aluminio).
Quinta Capa: Cartón. (Le da forma, estabilidad y rigidez al envase y es además donde va impreso el diseño).
Sexta Capa: Polietileno (Impermeabiliza el envase. Lo protege de la humedad atmosférica externa). (Ver anexo página 31).
Tipos de envases multicapas
Tetra Wedge Aseptic: Es ideal para jugos y bebidas y posee un formato
atractivo. El volumen que se utiliza actualmente es de 125 mI y 200 ml. Tetra Fino Aseptic: sistema de envasado de bajo costo para productos asépticos.
Envase con forma de bolsa. Los volúmenes disponibles son de 200 mI, 250 mI, 375 ml, 500 ml y 1000 ml.
Tetra Prisma Aseptic: Diseño innovador y formato ergonométrico. Envase
aséptico de forma octogonal y acabado metalizado. Viene en los siguientes volúmenes: 200 mI, 250 mI, 330 mI 500 ml y 1000 ml.
Tetra Top: Envase de cuerpo de cartón y tapa plástica. Está destinado para
productos pasteurizados (que necesitan refrigeración). Los volúmenes varían de 200 a 1000 mI.
Anexos: Códigos recomendados por el Plastic Bottle Institute para la identificación de plásticos.
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Aproximadamente el 40% del plástico que se consume se emplea en el sector de envase
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Caracteristicas de la construcción : Desde adentro hacia fuera, las capas son
las siguientes:
Gráfica representativa de los objetos cotidianos hechos de plástico
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Gráfica sobre las aplicaciones y usos después del reciclado del termoplástico
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Conclusiones
Se aprendió un poco más sobre todo lo relacionado al plástico.
Se conoció lo que representan estos materiales en la sociedad actual, los usos
que les damos, sus ventajas y desventajas, los riesgos que tienen, el tiempo que
pueden duramos, la manera en que se deterioran y la forma en que se puede
identificar los distintos tipos de plásticos que nos rodean. Sólo con conocimientos
acordes con las necesidades de la época, podremos ser entes activos en la
búsqueda de mejores condiciones de vida para nosotros mismos y para las futuras
generaciones.
En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en
botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de
polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado
de envases.
Los plásticos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas
propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena
resistencia a los ácidos, álcalis y disolvente
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Referencias Bibliográficas:
Datos económicos de la industria del plástico: Cifras relevantes.
Observatorio del Plástico mercado AIMPLAS
Enlaces web
www.sjplasticos.wordpress.com/2010/06/17/%C2%BFpara-que-se-utilizan-los-
plasticos/ Visitado el día sábado 10/05/2014 Hora: 11:04pm.
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Visitado el día: 11/05/14 Hora: 12:34pm.
www.lotu.com/industria/aplicaciones1 Visitado el día: 12/05/14 Hora: 9:45pm.
www.interempresas.net/Envase/Articulos/99020-Los-materiales-plasticos-
reciclados-una-oportunidad-de-negocio-en-el-sector-alimentario.html Visitado el
día 14/05/14 Hora: 7:35pm.
http://hablemosdetodounpoco68.blogspot.com/2013/02/plasticos-aplicaciones-y-
reciclaje.html Visitado el día: 15/05/14 Hora 8:05pm.