1- Definición
Los plasticos son materiales organicos compuestos
fundamentalmente de carbono y otros elementos como el
hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno o el azufre.
En la actualidad, la mayoría de los plasticos que se
comercializan provienen de la destilación del
petróleo. La industria de plasticos utiliza el 6% del
petróleo que pasa por las refinerías.
La mayoría de los materiales plasticos son transparentes,
incoloros y fragiles. Pero si se les añade
determinadas sustancias, sus propiedades cambian, y se les puede hacer ligeros,
flexibles, coloreados, aislantes, etc. Científicamente, se
describe como
“materiales poliméricos organicos “. Una de las
grandes ventajas del plastico es que es
un material de facil moldeabilidad;
Los plasticos se obtienen mediante polimerización
de compuestos derivados del
petróleo y del
gas natural.
.
Polimerización
La polimerización es un proceso químico por el que los reactivos,
monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan
químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran
peso, llamada polímero, bien una cadena lineal o una
macromolécula tridimensional.
Existen muchos tipos de polimerización y varios
sistemas para categorizarlos. Las categorías principales son
1. Polimerización por adicion y condensación.
2. Polimerización de crecimiento en cadena y en etapas.
Polimerización por adición y condensación
Una polimerización es por adición si la molécula de
monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de
atomos, es decir, la composición química de lacadena
resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los
monómeros que la conforman.
La polimerización es por condensación si la macromolecula de
monómero pierde atomos cuando pasa a formar parte del
polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como
agua.
La polimerización por condensación genera subproductos. La
polimerización por adición no.
Polimerización por crecimiento en cadena y en etapas
En la polimerización por crecimiento en cadena los monómeros
pasan a formar parte de la cadena de uno en uno. Primero
se forman dímeros, después trímeros, a continuación
tetrameros, etc. La cadena se incrementa de uno en uno,
monómero a monómero.
En la polimerización por crecimiento en etapas (o pasos) es posible que un oligómero reaccione con otros, por ejemplo un
dímero con un trímero, un tetramero con un dímero,
etc., de forma que la cadena se incrementa en mas de un monómero.
En la polimerización por crecimiento en etapas, las
cadenas en crecimiento pueden reaccionar entre sí para formar cadenas
aún mas largas. Esto es aplicable a
cadenas de todos los tamaños. En una polimerización por
crecimiento de cadena sólo los monómeros pueden reaccionar con
cadenas en crecimiento.
2. historia
El primer plastico se origina como resultado de un concurso realizado 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, destinado a la
fabricación de bolas de billar. Una de las personas quecompitieron fue
el inventor norteamericano 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
detallados a continuación. El celuloide tuvo un
notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y de su deterioro al
exponerlo a la luz.
El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un
hidrato de carbono obtenido de las plantas, en una solución de alcanfor
y etanol. Con él se empezaron a fabricar distintos objetos como
mangos de cuchillo, armazones de lentes y película
cinematografica. Sin éste, no hubiera podido iniciarse la
industria cinematografica a fines del siglo XIX. Puede
ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor, por lo que
recibe el calificativo de termoplastico.
En 1909 el químico norteamericano de origen
belga Leo Hendrik Baekeland (1863-1944) sintetizó un polímero de
interés comercial, a partir de moléculas de fenol y
formaldehído. Este producto podía moldearse a
medida que se formaba y resultaba duro al solidificar. No
conducía la electricidad, era resistente al agua y los disolventes, pero
facilmente mecanizable. Se lo bautizó con el nombre de baquelita
(o bakelita), el primer plastico totalmente sintético de la
historia.
Baekeland nunca supo que, en realidad, lo que había sintetizado era lo
que hoy conocemos con el nombre de copolímero.A diferencia de los
homopolímeros, que estan formados por unidades monoméricas
idénticas (por ejemplo, el polietileno), los copolímeros
estan constituidos, al menos, por dos monómeros diferentes.
Otra cosa que Baekeland desconocía es que el alto grado de
entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la
propiedad de ser un plastico termoestable, es
decir que puede moldearse apenas concluida su preparación. En otras
palabras, una vez que se enfría la baquelita no puede volver a ablandarse. Esto la diferencia de los
polímeros termoplasticos, que pueden fundirse y moldearse varias
veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no
presentan entrecruzamiento.
Entre los productos desarrollados durante este periodo
estan los polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de
productos de celulosa.
Los resultados alcanzados por los primeros plasticos
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 termoplastico al que llamaron
polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el
polipropileno (PP).
Al reemplazar en el etileno un atomo de
hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC),
un plastico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para
cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material mas blando, sustitutivo delcaucho,
comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plastico parecido al PVC es el politetrafluoretileno
(PTFE), conocido popularmente como
teflón y usado para rodillos y sartenes antiadherentes.
Otro de los plasticos desarrollados en los años 30 en Alemania
fue el poliestireno (PS), un material muy transparente
comúnmente utilizado para vasos, potes y hueveras. El poliestireno
expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es
usado basicamente 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 acido 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
rapidamente 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 acrilan.
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.
La Segunda Guerra Mundial
Durante la Segunda Guerra Mundial, tanto los aliados como las fuerzas del
Eje sufrieron reduccionesen sus suministros de materias primas. La industria de
los plasticos demostró ser una fuente inagotable de sustitutos
aceptables. Alemania, por ejemplo, que perdió sus fuentes
naturales de latex, 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 asiaticos a Estados Unidos. La
respuesta estadounidense fue la intensificación del desarrollo y la
producción de plasticos. 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 plasticos.
Tuvieron especial interés los avances en plasticos
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 aleman Karl Ziegler
desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta desarrolló
el polipropileno, que son los dos plasticos mas utilizados en la
actualidad. En 1963, estos dos científicos
compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los
polímeros.
