ELS PLÀSTICS

1. 1. Un poc d’història 2. Tipus ELS PLÀSTICS 3. Constitució dels polímers 4. Classificació 5. Propietats i aplicacions 6. Tècniques de conformació i mecanitzat 7. Identificació dels plàstics Mª Teresa Montalvà

2. ELS PLÀSTICS • Gran part dels productes naturals orgànics estan formats per macromolècules complexes. Milers de molècules monomèriques queden unides per l’activitat cel·lular en macromolècules polimèriques. Ex: cotó, cel·lulosa, cautxú natural, proteïnes,… • A què anomenem plàstic? A estructures macromoleculars formades per repetició de molècules més petites anomenades monòmers. • En 1909 L.H. Baekeland va sintetitzar el primer plàstic: una resina fenol-formaldehid, denominada baquelina en el seu honor.

3. La baquelita fou el primer plàstic termoestable que va existir. • També tenia la propietat de ser reciclable, ja que podia ser convertit en pols mitjançant trituració per a després tornar-se a convertir en plàstic termoestable baix una nova forma. • El disseny industrial va experimentar un gran avanç amb les possibilitats plàstiques de la baquelita. Amb aquest nou material es construiren tot tipus d’aparells i carcasses. La comercialització d’útils per a la llar i l’oficina deuen un gran servei.

4. - Pocs anys després de la invenció de la baquelita, va nàixer una ampla gamma de plàstics en Alemanya. Eren fills d’una molècula descoberta en 1924: l’acetat de vinil. • D’aquesta es va obtindre l’acetat de polivinil i l’alcohol de polivinil, amb el que es fabricarien fibres sintètiques.

5. - En 1928 es va descobrir l’àcid acrílic, i a partir d’aquest el polímer conegut com polimetacrilat.

6. - En 1929 va nàixer el poliester, a partir d’àcids carbònics i alcohols.

7. - En la mateixa època naix el polietilé, generat a partir de gas etilè. Es tracta d’un plàstic suau i lleuger i utilitzat en la fabricació de borses, cables, tubs, ampolles, ...

10. PE

11. -Utilitzant el propilè, Giuliu Natta va confegir el polipropilé, amb el que es fabriquen aparells elèctrics, maletes, teixits,...

12. - Més tard va ser inventat en Alemanya el clorur de polivinil, més conegut com PVC. Aquest plàstic és generat a partir del gas clorur de viril. Té molts usos, ja que admet acabats molt durs i resistents i d’altres suaus i blans. S’utilitza molt en construcció per la seua resistència als agents atmosfèrics.

13. - Otto Bayer va descobrir els poliuretans. Amb ells s’aconseguixen escumes plàstiques que serveixen de protecció en embalatges, plàstics durs i vernissos.

14. TIPUS DE PLÀSTICS • Segons l’estructura els plàstics es classifiquen en termoplàstics i termoestables. • TERMOPLÀSTICS: • L’encadenament de les molècules porta a llargues cadenes linials, que flueixen baix certes condicions de termperatura i pressió, però per baix d’aquesta temperatura conserven la forma que se’ls ha donat, en un procés que pot repetir-se indefinidament.

15. Les macromolècules són linials i llargues. -La força intermolecular es debilita per efecte del calor passant a un estat pastós -Enllaç covalent relativament estable a la temperatura ambient Alguns tipus de plàstics termoplàstics són: · nitrat de cel·lulosa · acetat de cel·lulosa · policlorur de vinil · poliestiré · polietilé · poliamides

16. TERMOESTABLES: Les estructures no són linials, doncs existixen punts d’unió entre les cadenes de polímers que determinen una estructura tridimensional. Aquestos plàstics no flueixen per acció del calor i la pressió, i mantenen sempre la seua forma orignal. Alguns plàstics termoestables són: · anilina formaldehid · fenol formaldehid Les macromolècules formen una xarxa de malla tancada, i els plàstics resultants són rígids, insolubles i infusibles. Baix l’acció dels calor el seu estat físic no canvia molt i es mantenen rígids fins la seua descomposició tèrmica.

17. CONSTITUCIÓ DELS POLÍMERS • Els polímers són molècules orgàniques gegants que tenen pesos moleculars de 104 g/mol a 106 g/mol. • En la constitució dels polímers s’inclouen: • - els monòmers • - les càrregues (s’afegeixen per abaratir o millorar les propietats) • - els colorants • - els catalitzadors (són els iniciadors de les reaccions químiques) • Existeixen tres formes de constitució de polímers: • 1 - polimerització • 2 - addició • 3 - condensació

18. POLIMERITZACIÓ • La disposició química més comuna dels plàstics és la formada per una molècula simple (monòmer) que es repeteix en una llarga cadena: polímer. Per exemple el polietilé, el polipropilé, el poliestiré, el tefló, el PVC, etc. • La polimerització per addició succeeix degut a que la molècula original té un doble enllaç covalent. Per començar és necessari l’existència d’un iniciador, com per exemple el H2O2.

19. La polimerització es pot realitzar de dues maneres: • Els extrems de dues cadenes en creiximent poden unir-se per formar-ne una. • L’extrem actiu de la cadena pot atraure a un iniciador, i aquest la tancarà. És possible regular la longitud de la cadena regulant la quantitat d’iniciador.

20. POLIADDICIÓ • És una reacció química que es produeix entre dues molècules de partida difefent, és a dir, amb grups funcionals diversos. • Actualment en aquest procés es fabriquen dos grans famílies de plàstics: els poliuretans i les resines epoxy. • Per exemple mesclant l’isocianat i el poliol, s’obté un poliuretà.

21. CONDENSACIÓ • -Té lloc en molècules polifuncionals, per formar una gran molècula polifuncional amb l’eliminació d’una molècula xicoteta. • - Per acció del calor, pressió o catalitzadors es poden obtenir polímers per reaccions de condensació. • - Els principals plàstics produïts per aquest procés són: • · Resines fenol-formaldehid (fenoplastos) • · Poliamides termoplàstics (nylon) • · Poliesters linials • · Poliesters reticulats, emprats en pintures i com a resines per a moldeig. • · La baquelita

22. - La polimerització de dimetilftalat i etilenglicol s’utilitza per produïr PET (polietilenterftalat)- El grup -OH de l’etilenglicol es convina amb el grup -CH3 del dimetilftalat, fomant-se una molècula més gran i un producte secundari.- La longitud de la cadena depén de la facilitat dels monòmers per difundir-se cap als laterals.- La polimerització acaba quan cap monòmer arriva a l’extrem de la cadena.

23. PET

24. CLASSIFICACIÓ DELS PLÀSTICS

27. PROPIETATS I APLICACIONS • Data de la primera producció • País d’origen • Nom del plàstic 4 Matèries primes 5. Presentació habitual 6. Tipus • 1859 • Gran Bretanya • Fibra vulcanitzada • Hidrat de cel·lulosa • Semielaborat • Termoestable • 1869 • Estats Units • Cel·luloide • Nitrat de cel·lulosa • Semielaborat • termoplàstic • 1904 • Alemanya • Galatita • Caseina • Semielaborat • termoestable

28. NOM DEL PLÀSTIC EXEMPLES D’APLICACIÓ Fibra vulcanitzada: celuloide: galatita: Maletes, juntes pilotes de ping-pong botons

29. 1909/1923 • E.E.U.U., Alemanya, Austria • Fenoplastos/ • aminoplastos • 4.Fenol, cresol, formaldehid, • Urea, melamina • Pols, granulat • Termoestable • 1930 • Alemanya • Poliestiré • Benzé, etilé • Granulat • termoplàstic • 1933 • Alemanya • Polimetacrilat de metil • Metacrilat de metil • Granulat • Termoplàstic

30. Fenoplastos: poliestiré: polimetacrilat de metil: • aillants elèctrics •Envasos •claraboies • vaixelles • joguets •cristalls de seguretat • cendrers •escumes •cartells luminosos de publicitat i senyalització

31. 1. 1938 2. Alemanya 3. Policlorur de vinil 4. Pols, granulat 5. Semielaborat 6. termoestable • 1938 • Alemanya • Poliamida • Àcid, amines • Granulat • termoplàstic • 1939 • Gran bretanya • Polietilé de baixa densitat • Etilé • Granulat • Termoplàstic

32. Etilé: Poliamida: polietilé de baixa densitat: • discos • margarides •borses• perfils de finestres • rodes dentades • làmines• tuberies • cargols • cosos buits• recobriment de sòls

33. 1. 1940 2. Alemanya 3. Poliuretans 4. Isocianats 5. Líquid 6. Termoestable termoplàstic, elastòmer 1. 1941 2. E.E.U.U. 3. Poliesters no saturats 4. Àcids dicarboxílics, diols i poliols 5. Líquid, dissolt en estiré 6. termoestable 1. 1941 2. E.E.U.U. 3. Polietrafluoretilé 4. Tetrafluoretilé 5. Pols 6. Termoplàstic

34. Poliuretans: polietrafluoretilé: polièsters no saturats: • articles d’esport •recobriments • reforçats fibra de vidre • mobles resistents al calor • bústies • matalassos •juntes, aillaments •dipòsits • aillament per a •cabines telefòniques • frigorífics i • resines per encolar • construcció

35. 1. 1943 2. E.E.U.U. 3. Silicones 4. Silici, clorur de metil 5. Olis, resines, pastes 6. Termoplàstic, elastòmer 1. 1946 2. Suiza 3. Resines epoxi 4. Epiclorhidrina, difenilpropà 5. Resina líquida i enduridor 6. Termoestable 1. 1955 2. Alemanya 3. Polietilé d’alta densitat 4. Etilé 5. Granulat 6. Termoplàstic

36. Polietilé d’alta densitat: • cosos buits • caixes per a ampolles • tuberies de pressió • Silicones: • motles • cables • juntes • agents d’impregnació • Resines epoxi: • reforçats de fibra articles d’esport • peces d’avió • recobriments

37. 1. 1957 2. Alemanya 3. Polipropilé 4. Propilé 5. Granulat 6. Termoplàstic 1. 1955 2. Alemanya 3. Policarbonat 4. Bisfenol A 5. Granulat 6. Termoplàstic 1. 1958 2. E.E.U.U. 3. Poliacetals 4. Formaldehid 5. Granulat 6. Termoplàstic

38. Poliacetals: • rodes dentades • peces per a màquines d’oficina • electrodomèstics • telèfons • radios • televisions • Policarbonat: • visors per a cascos • carcases per a màquines • electrodomèstics • senyals de trànsit • Polipropilé: • carcases de bateríes de cotxes • tuberies • envasos • aplicacions mèdiques

39. TÈCNIQUES DE CONFORMACIÓ I MECANITZAT DE PLÀSTICS

40. La tecnologia de la transformació té com a finalitat obtenir peces i objectes de formes predeterminades i estables.En els plàstics termoplàstics les tècniques més utilitzades són:- el moldeig per injecció- l’extrussió- el calandratEn els plàstics termoestables les tècniques més utilitzades són- el moldeig per compressió- el moldeig per transferència

41. MOLDEIG PER INJECCIÓ • És el procés de fabricació d’articles injectant plàstic fos en un motle. El moldeig per injecció fabrica components i productes amb dimensions molt exactes i un acabat de primera qualitat. Es poden produir una gran varietat de formes complexes que de altra forma sols podríen fabricar-se amb processos cars de fabricació a màquina. La producció és ràpida i ocasiona molts pocs residus.

42. La màquina de moldeig per injecció consta d’una tolva, on s’introdueixen els grànuls de plàstic. Aquestos grànuls entren en una cavitat que conté un gran cargol que els fa avançar, a la mateixa vegada que va fonent-se gràcies a uns calentadors. El cargol és espentat cap avant per un ariet idràulic, que força al plàstic fos a entrar en el motle.

43. D’aquesta manera es fabriquen una varietat enorme de productes: • bateries de cuina: poals, coberts, recipients, tarros, ... • Carcases d’electrodomèstics: secadores, rentadores, aspiradores, b batidores, ... • joguets i jocs • productes per a la indústria automovilística • etc Motles per a injecció de termoplàstics.

44. El moltle consta de dos o més pats que encaixen una amb altra formant una cavitat amb la forma que se li vol donar. Es fa circular aigua freda per l’interior del motle per reduir el temps de gelat de la peça. Al cap d’un cert temps es pot obrir el motle i treure la peça moldejada. Més tard es pot repetir el cicle complet.

45. Injectora

46. EXTRUSSIÓ • Aquesta tècnica s’utilitza per a fer objectes llargs i de secció constant, com tubs, fulls, perfils, guies per a cortines, etc • Una extrussora ve a ser com una casolana picadora de carn. Té una tremuja per on s’introdueix el material plàstic. Un cargol sense fi força el material, escalfat dins un pistó, a sortir per un forat a través del qual es comprimeix el material. Matèria prima extrussió

47. El cargol sense fi i el cilindre per on passa són prou llargs. A més cal que el cilindre siga escalfat per a que el material s’estove. Aixó generalment es fa amb resistències elèctriques. El cargol força al plàstic a entrar per un tub calent on es fon abans de forçar-lo a entrar baix pressió per un troquel. El troquel té la forma que correspon a la de l’article que es desitja fer. La secció plàstica que ix de l’extrussora ha de refredar-se, i generalment es fa per aire fred. La reversibilitat del procés de fusió permet que el perfil fos es gele donant com a resultat el producte final.

48. Els termoplàstics com el polietilé, el PVC i el nailon, s’utilitzen generalment en l’extrussió.

49. Extrussora

50. CALANDRATGE Aquest mètode s’utilitza per a convetir termoplàstics en fulles o pel·lícula contínua. Una calandra consisteix en una màquina constituïda per una sèrie de corrons escalfats interiorment, entre els quals la matèria plàstica és expressa i laminada.