Els plàstics són uns materials molt nous. Els primers descobriments són de finals del s XIX i els primers usos industrials i comercials de principis del s XX.

Els plàstics, en pocs anys han substituït a altres materials com els metalls, la fusta, el vidre, fibres naturals com el cotó o la llana, etc.

Breu història

1872 Adolf Bayer descobreix el primer material plàstic a partir del fenol i el formaldehid
1909 Leo Bakelan descobreix la bakelita
1928 Descobriment del primer material plàstic transparent, el metraquilat de polivinil (plexiglas)
1933 Polietilè.
1935 Clorur de polivinil PVC
1937 Poliuretans
1946 Tefló

Estructura interna

Els polímers són uns materials d'origen orgànic, alguns es poden obtenir de materials naturals com la cel·lulosa, però la majoria s'obtenen del petroli.

Una molècula és la unitat més petita d'un material, les molècules a la vegada estan compostes per àtoms. En el cas dels plàstics al ser materials orgànics un dels àtoms és de carboni.

Un dels productes obtinguts del petroli és un gas anomenat etilè. Una molècula d'etilè està formada per dos àtoms de carboni i quatre de hidrogen. Quan es trenca el doble enllaç de la molècula d'etilè s'obté un monòmer d'etilè. La unió de diversos monòmers dona lloc a una molècula més gran anomenada polímer.

Els polímers són macromolècules o molècules gegants, constituïdes per una unitat fonamental anomenada monòmer, que es repeteix diverses vagades formant llargues cadenes.

En funció del seu origen, els polímers poden ser:

• Naturals són els que ja existeixen a la natura: cel·lulosa, cautxú, caseïna de la llet...
• Artificials Obtenció industrial per modificació de polímers naturals com el cas del cel·luloïde .
• Sintètics Obtenció industrial a partir dels seus elements orgànics. Polietilè, PVC, poliestirè...

En definitiva els plàstics i les resines són polímers orgànics, ja que tots són macromolècules formades per àtoms de carboni, hidrogen i oxigen, tot i que en algunes ocasions també contenen altres elements com el clor (Cl), fluor (F) o nitrogen (N).

Propietats comunes dels polímers:

• Facilitat de conformació o fabricació de peces acabades.
• Bons aïllants tèrmics i elèctrics.
• Alta resistència als agents atmosfèrics.
• Lleugeresa, la densitat sol ser baixa.
• La duresa és molt variable encara que sol ser baixa.
• Les propietats mecàniques varien amb el temps i la temperatura.

Model de deformació

• En general la deformació dels plàstics depèn del temps que dura l'esforç.
• Quan l'esforç aplicat és de curta durada el material es comporta de forma elàstica.
• Si l'esforç aplicat és de llarga durada la deformació passa a ser plàstica.

La temperatura també modifica la resistència mecànica del polímers, en general:

• A temperatures altes són dúctils i mal·leable
• A temperatures baixes són rígids i fràgils.

Elaboració de peces de plàstic

La fabricació de peces de plàstic o resina sempre és en dues fases i normalment realitzada per indústries diferents.

• Primera fase. Síntesi del polímer.
• Segona fase. Conformació de la peça acabada.

Síntesi del polímer

Actualment la majoria de polímers són sintètics, obtinguts a partir generalment del petroli, el gas natural o el carbó. Tot i que també poden ser d'origen animal o vegetal.

El procés d'obtenció del polímer rep el nom de polimerització i precisament del grau de polimerització (nombre de monòmers) en depèn la rigidesa del plàstic.

Plàstic tou >>>>>>>> 70 monòmers

rígid i resistent>>>>>>>> 700 monòmers

Conformació de peces

• Extrusió
• Bufat
• Injecció
• Escumeig
• Buit
• Compressió
• Calandratge

Tret de l'extrusió i el calendratge en les altres tècniques de conformació es recorre a motlles per donar forma a la peça.

Additius

Són substàncies que barrejades amb els polímers en modifiquen les seves propietat originals.

Els més comuns són:

• Càrregues milloren la resistència mecànica i la tenacitat, en ocasions redueixen el preu. Exemple de càrregues: fibra de vidre o de carboni, talc, serradures de fusta, cotó...
• Plastificants redueixen la duresa i la fragilitat, augmenten la tenacitat i la ductilitat. Exemples la glicerina o la parafina.
• Estabilitzants milloren la resistència les radiacions ultraviolades. (Sol)
• Colorants donen color ja que molts plàstic són transparents.
• Ignífugs retarden la inflamació i propagació de la flama .
• Desemmotllans faciliten la sortida de la peça duran el procés de fabricació.

Reciclatge dels plàstics

El principal problema dels plàstics és que al convertir-se en residu no són absorbits per la natura i resten inalterables durant molts anys.
Davant aquest problema la solució és el reciclat.

Tècnicament el reciclat dels plàstics és relativament senzill, el problema està en la recollida i posterior classificació per tipus.

Presentació comercial dels polímers:

• Adhesius
• Pintures
• Fibres
• Plàstics (planxes, perfils, tubs...)
• Elastòmers

Classificació dels polímers

En la classificació dels plàstics hi ha dos grans grups:

Termoplàstics: Poden ser emmotllats repetidament per aplicació de calor.

Termoestables: Un cop polimeritzats, la calor no els estova i els pot degradar.

Termoplàstics

• Cel·lulòsics
• Vinílics
  • Polietilè baixa densitat LDPE
  • Polietilè alta densitat HDPE
  • Poliesteriè PS
  • Policlorur de vinil PVC
  • Polimetraquilat de metil PMM
• Altres
  • Policarbonat PC
  • Polipropilè PP
  • Politetrafluoroetilè PTFE
  • Poliamida PA
  • Politereftelat d'etilé PET

Termoestables

• Resines epoxi EP
• Fenol-formaldehid (bakelita) PF
• Urea-formaldehid UF
• Melamínics MF melaminas
• Poliesters insaturats UP resina de polièster

Elastòmers

• Cautxú natural i sintètic
• Poliuretà (PUR)
• Policloroprè(Neoprè) (PCP)
• Polisiloxà (silicona) (SI)