Polímeros termoplásticos y termoestables – Química

Los materiales poliméricos se pueden clasificar según su característica de fusibilidad, es decir, la propiedad de fundirse o plastificarse mediante el uso de la temperatura en el material.

Algunos polímeros tienen la capacidad de fusionarse mediante la aplicación de temperatura incluso después de haber pasado por el proceso de transformación, se les llama Polímeros termoplásticos, que son materiales reciclables.

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Los materiales que no tienen esta propiedad se denominan Polímeros Termoendurecidos o Termoendurecidos, es decir, no se pueden reprocesar mediante temperatura. Estos materiales, cuando se someten a temperatura, se degradan, debido a la ruptura de la reticulación de su estructura. Para comprender mejor cómo sucede esto, estudiemos individualmente estos materiales y sus características, estos materiales no son reciclables, solo reutilizables.

Termoplásticos

Son polímeros que tienen sus cadenas poliméricas unidas por fuerzas secundarias de atracción intermolecular. Estas fuerzas de atracción son relativamente bajas, por esta razón, con el uso de la temperatura, se rompen fácilmente, permitiendo que estos materiales se fusionen y reprocesen varias veces, sin su total degradación. En cada reprocesamiento, los materiales termoplásticos pierden algunas de sus propiedades, ya que, si bien el uso de la temperatura sobre el material no se degrada por igual con respecto a las fuerzas intermoleculares, se produce una degradación de algunos de los principales monómeros o aditivos de la cadena y cargas presentes en el termoplástico. Por este motivo, las empresas de transformación de plástico utilizan material reciclado en fracciones, añadido a resinas vírgenes, que mantienen inalteradas sus propiedades y características, asegurando la calidad de los productos.

Los polímeros termoplásticos son 100% reciclables, por ello, siempre que se realicen los procesos adecuados de eliminación y recogida selectiva, son ambientalmente correctos.

aplicaciones

Los polímeros termoplásticos se pueden utilizar para fabricar productos en varios segmentos de mercado, son materiales extremadamente versátiles, que pueden moldearse mediante varios procesos de transformación, y pueden aplicarse desde piezas extremadamente simples hasta piezas técnicas con geometrías complejas. Los productos fabricados con termoplásticos van desde juguetes, utensilios domésticos, piezas para la industria automotriz, construcción, electrodomésticos, electrónica, dispositivos médicos y hospitalarios, tubos y conexiones, mangueras, revestimientos de cables y alambres, embalajes, películas, bolsas y bolsas, piezas para la industria naval y aeronáutica, industria aeroespacial, instrumentos musicales, industria textil, calzado, artículos infantiles, señalización vial, bisutería, en definitiva, existen multitud de aplicaciones donde podemos utilizar polímeros termoplásticos. Actualmente es difícil imaginar cómo sería nuestra vida sin estos materiales, ya que cada vez más materiales tradicionales, especialmente aquellos que no se pueden reciclar, están siendo reemplazados por materiales termoplásticos.

Principales características y propiedades

Los polímeros termoplásticos tienen sus características variables, de acuerdo con la composición química que forma la cadena polimérica de cada material, por esta razón, se clasifican en commodities, materiales de ingeniería, materiales de alto desempeño y materiales de ultra desempeño. Cada clasificación caracteriza los materiales de acuerdo a sus propiedades, siendo los commodities, los de propiedades más simples y valor comercial reducido, y los materiales de ultra desempeño con altas propiedades y alto costo. En general, las propiedades que tienen en común todos los polímeros termoplásticos es la propiedad de fusionarse con el uso de la temperatura, siendo materiales 100% reciclables, susceptibles de pigmentación y fáciles de procesar.

Procesos de transformación

Los polímeros termoplásticos se pueden transformar y moldear mediante inyección, extrusión, moldeo por soplado, termoformado, moldeo rotacional y mecanizado.

Ejemplos de polímeros termoplásticos

Polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), poliamidas (PA), cloruro de polivinilo (PVC), policarbonato (PC), polimetil (metacrilato) de metilo o acrílico (PMMA), poliéster saturado (PET), acrilo butadieno Estireno (ABS), Poliacetal (POM), Politetrafluoroetileno o Teflon® (PTFE), Poliestireno Expandido o Styrofoam® (XPS), entre otros materiales que encontramos en el mercado.

Termoendurecibles o termoendurecibles

Son polímeros que tienen sus cadenas poliméricas unidas mediante reticulación o reticulación, que son fuerzas de atracción intermolecular primarias. Estas fuerzas de atracción son elevadas, por esta razón, si se usa la temperatura, estos enlaces se rompen degradando el material polimérico. Por este motivo, los polímeros termoendurecibles no son reciclables, sin embargo, se pueden reutilizar reduciendo el tamaño de sus partículas mediante el proceso de molienda, utilizándose como rellenos en otros materiales, como el esmerilado de llantas viejas que se utilizan como rellenos sobre asfalto y hormigón.

aplicaciones

Los polímeros termoendurecibles son materiales ampliamente utilizados en la fabricación de diversos productos en diversos segmentos de mercado como engranajes, contrachapados, muebles, artículos para el hogar, joyería, ropa y tejidos, mangueras, adhesivos, tanques y piezas técnicas, neumáticos, guantes, piezas de automoción como pastillas de freno y amortiguadores, espumas para la fabricación de tapizados, colchones, rellenos y almohadas, aislantes térmicos, suelas de zapatos, artículos y dispositivos médicos y hospitalarios, entre varios otros productos.

Principales características y propiedades

Son materiales resistentes y duraderos, tienen alta resistencia a altas temperaturas para uso continuo, buena resistencia mecánica y química, pueden ser rígidos o flexibles, pueden formar composites con la adición de cargas y refuerzos como fibras, por ejemplo. Los termoestables se degradan térmicamente a bajas temperaturas. Suelen ser resinas líquidas, que al mezclarse con iniciadores o catalizadores, inician su reacción de polimerización, formando reticulaciones entre las cadenas durante el proceso llamado curado de resina, volviéndose infusibles.

Procesos de transformación

Los polímeros termoendurecibles se pueden moldear mediante varios procesos de transformación, como moldeo por compresión, inyección en frío, fundición, mecanizado, entre otros.

Ejemplos de polímeros termoendurecibles

Resina Epoxi, Resina Poliéster Instalada, Baquelita, Vinil Ester, Cauchos Vulcanizados, Resina Fenólica, Cianato Ester, Poliimida, Bismaleimida, Siliconas, Poliuretanos, Resinas Fenólicas, Poliisocianurato, Estireno Acrilonitrilo (SAN), entre muchos otros polímeros termoplásticos del mercado.

Referencias:

Canevarolo Jr., Sebastião V. – La ciencia de los polímeros: un texto básico para tecnólogos e ingenieros. São Paulo, Editora Artiiber, 2002.

http://www.sindiplast.org.br/site/os-plasticos/processos-de-transformacao

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