PLÁSTICOS

El término plástico en su sentido original se aplica a un material que puede hacerse fluir para poder moldearse o modelarse. Esto es cierto en los metales, arcilla y otros materiales, pero el nombre ha llegado a denominar en forma específica un grupo de sólidos orgánicos que pueden hacerse fluir con facilidad mediante calor o presión o ambos en formas y darles un valor comercial.

ofrecen combinaciones únicas con una amplia variedad de propiedades

peso ligero

buenos aisladores eléctricos

buenos aisladores del calor

muy resistentes a la corrosión y el ataque químico.

relación alta de resistencia a peso.

La mayoría de las propiedades mecánicas de los plásticos son inferiores a las de los metales.

Los plásticos están sujetos a cierta inestabilidad dimensional, con fluencia apreciable y flujo frío en todas las temperaturas, y algunos se hinchan con la humedad.

La expansión térmica es grande en comparación con la de los metales.

Las temperaturas más altas de trabajo varían desde 65 ºC hasta 315 ºC aproximadamente.

En la mejor condición, la resistencia a la fatiga y la rigidez de los plásticos están bastante abajo de los metales.

La manufactura de los plásticos es económica porque la mayoría de los productos pueden seracabados por completo mediante moldeo y formado sin operaciones secundarias. Las operaciones de moldeo y formado se ayudan por la facilidad de plegamiento y sensibilidad al calor; por ejemplo, una parte plástica puede hacerse intrincada con más facilidad en un molde que una parte metálica.

Aunque para formar plásticos se requiere usualmente el calentamiento, se necesita menos energíaque para los metales porque las temperaturas de procesamiento son mucho más bajas para los plásticos.A causa de las bajas temperaturas usadas en el procesamiento, el manejo del producto se simplificadurante la producción. Muchos métodos de procesamiento plástico son de una sola operación (porejemplo, moldeo) por tanto, el manejo de productos se reduce sustancialmente comparado con los metales. No se requiere acabado por pintura o depositación para los plásticos, excepto en circunstancias inusuales.

Los dos tipos de plásticos son termoplásticos y termofijos

La diferencia es que los termofijos durante su calentamiento y conformación sufren un proceso de curado, que causa un cambio químico permanente en su estructura molecular (encadenamiento transversal). Una vez que se han curado, no pueden fundirse a través de recalentamiento.

Por el contrario los termoplásticos no experimentan el proceso de curado y su estructura química permanece básicamente sin cambio en los recalentamientos, aun cuando se transformen de sólido a líquido.

PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS FUNDIDOS.

Viscosidad Debido a su alto peso molecular, un polímero fundido es un fluido espeso con alta viscosidad.

Viscoelasticidad.

El polímero que está contenido en una sección transversal mucho más ancha, y pasa por un canal estrecho, cuando el material subsiguiente sale del orificio y se remueve la restricción, los esfuerzos no relevados hacen que la sección transversal se expanda.

Índice de flujo de la fusión El índice de flujo de la fusión es una medida ampliamente usada que relaciona el flujo y la viscosidad características del polímero. El polímero se calienta en un cilindro a una temperatura T y luego se hace fluir a través de la abertura del dado de un diámetro particular D , bajo una presión especificada. Los parámetros del ensayo están normalizados por organizaciones tales como la ASTM. El índice de flujo de la fusión IFF (en inglés melt flow index, MFI) se define Como el peso del material que fluye a través del orificio del dado durante un periodo especificado.

PROCESOS DE MANUFACTURA PARA PLÁSTICOS

extrusión, producción de laminas y películas, procesos de recubrimiento, moldeo por inyección, Moldeo por compresión y transferencia, moldeo por soplado y moldeo rotacional, termoformado, procesamiento y formado de espumas de polímeros,

La extrusión es un proceso de compresión en el cual se fuerza al material a fluir a través del orificio de un dado para generar un producto largo y continuo, cuya forma esta definida por la forma de la sección transversal del orificio. Es un proceso de conformación para polímeros que se usa ampliamente con termoplásticos y elastómeros (rara vez con termofijos) para producir masivamente artículos comotubos, ductos, mangueras, perfiles estructurales (molduras de ventanas y puertas), láminas y películas, filamentos continuos, recubrimientos de alambres y cables eléctricos. Para este tipo de productos, la extrusión se lleva a cabo como un proceso continuo y se corta en las longitudes deseadas.

Las láminas y películas termoplásticas se producen por numerosos procesos, el más importantes está basado en la extrusión.

lámina u hojas se refiere a los materiales con un espesor entre 0.5 mm hasta cerca de 12.5 mm y se usan para productos tales como cristales planos de ventana y material para termoformado.

película se refiere a espesores por debajo de 0.5 mm. Se usan películas delgadas para material de empaque (envolturas, bolsas paraabarrotes y bolsas de basura); las aplicaciones de películas mas gruesas incluyen cubiertas y revestimientos, por ejemplo cubiertas para piscinas y revestimientos para canales de irrigación.

Más de la mitad de las películas producidas hoy en día se hacen de polietileno, en su mayoría de baja densidad. El polipropileno, el cloruro de polivinilo y la celulosa regenerada (celofán) son otros materiales ampliamente utilizados, todos ellos son polímeros termoplásticos.

Proceso de extrusión de película soplada Proceso utilizado para hacer películas delgadas de polietileno para empaque. El proceso empieza con la extrusión de un tubo que se estira inmediatamente hacia arriba, y aún fundido, se expande simultáneamente su tamaño por inflado de aire

Calandrado El calandrado es un proceso para producir hojas y películas de hule o termoplásticos como el PVC plastificado. En el proceso se pasa el material inicial a través de una serie derodillos que trabajan el material y reducen su espesor al calibre deseado.

Recubrimientos de alambres y cables El recubrimiento de alambres y, cables aislados es uno de los procesos de extrusión de polímeros más importante. La fusión de polímero se aplica al alambre desnudo, mientras ésta pasa a altavelocidad a través del dado. Se aplica un ligero vacío entre el alambre y el polímero para propiciar la adición del recubrimiento.

El recubrimiento planar se usa para recubrir telas, papel, cartón y hojas metálicas; estos artículos constituyen los productos principales, de algunos plásticos.

MOLDEO POR INYECCIÓN.

Es un proceso en el que un polímero se calienta hasta un estado altamente plástico y se hace fluir bajo alta presión dentro de la cavidad de un molde donde solidifica La parte moldeada, llamada moldeo se remueve entonces de la cavidad. El proceso produce componentes separados o discretos que son casi siempre formas netas. La duración del ciclo típico de producción es de 10 a 30 segundos, aunque no son raros los ciclos de un minuto o mayores. El molde también puede tener más de una cavidad, de manera que se pueden producir múltiples piezas moldeadas en cada ciclo.

Defectos en el moldeo por inyección

Llenado deficiente. Igual que en fundición, éste se produce en una pieza que ha solidificado antesde llenar completamente la cavidad. El defecto puede corregirse

incrementando la temperatura o la presión. El efecto también puede originarse por el uso de una máquina con capacidad de dosificación insuficiente, en cuyo caso se necesita una máquina más grande.

Rebaba. Esto ocurre cuando la fusión de polímero se mete en la superficie de

separación entre las partes del molde también puede ocurrir alrededor de los pernos de eyección. El defecto es causado generalmente por

1) ventilas y claros muy grandes en el molde, 2) presiones de inyección demasiado altas comparadas con la fuerza de

sujeción, 3) temperatura de fusión demasiado alta o 4) Tamaño excesivo de la dosis.

Marcas hundidas y huecos. Éstos son defectos relacionados generalmente con seccionesgruesas de la pieza. Una marca hundida ocurre cuando la superficie exterior del molde solidifica, pero la contracción del material interno causa que la costra se deprima por debajo de la superficie nominal Un hueco se causa por el mismo fenómeno básico; sin embargo, el material de la superficie retiene su forma y la contracción se manifiesta como un hueco interno debido al alto esfuerzo a la tensión en el polímero aún fundido. Estos defectos pueden tener su origen en un incremento de la presión de compactación que sigue a la inyección. Una mejor solución es diseñar la parte para tener secciones con espesor uniforme y usando secciones más delgadas.

Líneas soldadas. Las líneas soldadas ocurren cuando la fusión del polímero fluye alrededor de un corazón u otros detalles convexos en la cavidad del molde y se encuentran en la dirección opuesta. Las temperaturas altas de fusión, las presiones altas de inyección, las localizaciones alternas de las puertas en la pieza y una mejor ventilación son formas de evitar este defecto.

Moldeo por compresiónEl moldeo por compresión es un proceso antiguo y muy utilizado para plásticos termofijos. Se aplica también a discos fonográficos termoplásticos, llantas de hule y varios compuestos en matriz de polímero.

1) se coloca en el fondo de un molde calentado, una cantidad fija de compuesto de moldeo llamada carga; 2) se unen las mitades del molde para comprimir la carga y forzarla a tornar la forma de la cavidad; 3) se calienta la carga a través del molde para que polimerice y cure el material, transformándose en una pieza sólida y 4) se abre el molde y se retira la parte de la cavidad.

TERMOFORMADO

El termoformado es un proceso en el cual se usa una lámina plana de material termoplástico para darle la forma deseada. El proceso se usa ampliamente en el empaque de productos de consumo para fabricar grandes artículos como tinas de baño, domos grandes para tragaluces y revestimiento internos para refrigeradores.El termoformado consta de dos pasos principales:

calentamiento y formado.Puede ser:

al vacío;a presiónmecánico

Diámetro 6 in

Altura 3 in

Altura 20 cm

Diámetro exterior 6 cm

Diámetro interior 3 cm

Placa cuadrada.

Lado 20 cm

Espesor 2.5 cm

Diametro del orificio 1.5 cm

Para la regla de Chvorinov:

n = 2 y k = 40.5 min/in2

a

b

d

c

a = 12 in

b = 7 in

c = 2.5 in

d = 18 in

espesor = 2 in

Para la regla de Chvorinov:

n = 1.8 y k = 56.4 min/in2

Espesor de la base 12 cm

Ancho de la base 25 cm

Largo de la base 90 cm

Altura de los cilindros 14 cm

Diámetro de los cilindros 8 cm

Espesor del cilindro 2 cm

Para la regla de Chvorinov:

n = 2.1 y k = 46.1 min/in2