7/17/2019 manufactura plasticos

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Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Azcapotzalco

Ingeniería de manufactura 1

Maestro !arcía !uerra "osé #éli$

 Alumno Meléndez %argas I&án

!rupo 'MM1

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Plásticos

(efinici)n

El plástico es un material s)lidos sintético o semi*sintético+ disponi,le en una amplia

&ariedad de presentaciones+ muy utilizado en la ela,oraci)n de productos industriales-.a pala,ra plástico puede definir+ de manera general+ a todas las sustancias sin punto

fi/o de e,ullici)n+ 0ue en un inter&alo de temperaturas+ son fle$i,les y elásticas y+ por

lo tanto+ moldea,les y adapta,les a di&ersas formas y aplicaciones- Aun0ue en la

antigedad+ los o,/etos plásticos no goza,an de ,uena reputaci)n+ con el tiempo

comenzaron a ser indispensa,les en la &ida cotidiana y en la actualidad+ el plástico es

uno de los materiales más utilizados+ e$istiendo más de 2333 tipos-

.os plásticos son polímeros+ es decir+ estructuras compuestas por miles de moléculas-

 Algunas &eces plástico y polímero son usados como sin)nimos+ pero+ en realidad+ la

pala,ra plástico define a cual0uier material moldea,le+ mientras+ polímero+ define a lassustancia molecularmente- Es por ello 0ue e$isten otros polímeros además de los

plásticos+ como el almid)n+ el A(N y otros- 4odos los plásticos comerciales conocidos

son polímeros- .a mayoría se compone de polímeros de car,ono e 5idr)geno y otros

tam,ién tienen de nitr)geno+ cloro y azufre- Muc5os plásticos comerciales tienen una

,ase de silicio-

El plástico se puede clasificar por su estructura 0uímica+ seg6n la columna del

polímero y sus cadenas- Algunos grupos importantes son los acrílicos+ los poliésteres+

las siliconas+ los poliuretanos+ etc- 4am,ién se pueden clasificar seg6n su calidad parala fa,ricaci)n o dise7o del producto- Se encuentran algunos como los termoplásticos+

los termoesta,les+ los elast)meros+ los conductores de electricidad+ etc- Además+ se

pueden diferenciar por su densidad+ tracci)n+ resistencia a productos 0uímicos+ etc-

.os plásticos se caracterizan por ser fáciles de manipular+ &ersátiles+ impermea,les al

agua y de relati&o ,a/o costo+ características 0ue los 5acen materiales ampliamente

usados para ela,orar una gran cantidad de productos- (e,ido a ello+ 5an desplazado

a otros muc5os materiales como madera+ piedra+ 5ueso+ cuero+ papel+ metal+ &idrio y

cerámica- Sin em,argo+ aun0ue pueden ser ela,orados para conducir la electricidad+

no pueden reemplazar al co,re o al aluminio en ese campo- Además+ son muy caros

para reemplazar a la madera+ la cerámica y el concreto en o,/etos más grandes como

pe0ue7os edificios+ puentes+ pa&imento+ &igas+ etc-

.os plásticos están presentes en numerosos o,/etos de nuestra &ida cotidiana como

en o,/etos de cocina+ de decoraci)n+ 6tiles de aseo+ de manualidades+ etc- 4am,ién

son utilizados en la industria sider6rgica+ metal6rgica+ aeronáutica y automo&ilística-

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4am,ién se usan en decoraci)n+ ar0uitectura+ incluso en la moda- Su producci)n

aumenta cada a7o y se dice 0ue es el material del siglo 88I-

.amenta,lemente+ una de las características más apreciadas del plástico+ 0ue es su

dura,ilidad+ es tam,ién un factor de preocupaci)n de,ido a la contaminaci)n 0ue

pro&oca al am,iente- Su degradaci)n puede durar 5asta 933 a7os+ lo 0ue pro&oca 0ue

los numerosos o,/etos 5ec5os de este material se acumulen+ especialmente las

,olsas y otros o,/etos 0ue com6nmente son desec5ados- Se agra&a a6n más por

5a,er cada &ez más o,/etos desec5a,les de plástico- 4am,ién el mar es afectado al

5a,er muc5os o,/etos flotando en su superficie- Eso pro&oca contaminaci)n y tam,ién

pro,lemas a la fauna marina+ 0ue por error los pueden consumir o tam,ién atascarse+

pro&ocando incluso la muerte de esos seres &i&os- .a ciencia y la tecnología están

tra,a/ando para 0ue esto pueda cam,iar mediante el recicla/e y la ela,oraci)n de

productos ,iodegrada,les-

 

Usos y aplicaciones de los platicos

 AP.I:A:I;NES

.os plásticos tienen cada &ez más aplicaciones en los sectores industriales y deconsumo-

Empa0uetado

Una de las aplicaciones principales del plástico es el empa0uetado- Secomercializa una ,uena cantidad de .(PE <polietileno de ,a/a densidad= en formade rollos de plásticos transparente para en&oltorios- El polietileno de alta densidad<>(PE= se usa para películas plásticas más gruesas+ como la 0ue se emplea enlas ,olsas de ,asura- Se utilizan tam,ién en el empa0uetado el polipropileno+ elpoliestireno+ el cloruro de poli&inilo <P%:= y el cloruro de poli&inilideno- Este 6ltimose usa en aplicaciones 0ue re0uieren estan0ueidad+ ya 0ue no permite el paso degases <por e/emplo+ el o$igeno= 5acia dentro o 5acia fuera del pa0uete- (e la

misma forma+ el polipropileno es una ,uena ,arrera contra el &apor de agua? tieneaplicaciones domésticas y se emplea en forma de fi,ra para fa,ricar alfom,ras ysogas-

:onstrucci)n

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.a construcci)n es otro de los sectores 0ue más utilizan todo tipo de plásticos+incluidos los de empa0uetado descritos anteriormente- El >(PE se usa entu,erías+ del mismo modo 0ue el P%:- @ste se emplea tam,ién en forma delámina como material de construcci)n- Muc5os plásticos se utilizan para aislarca,les e 5ilos+ y el poliestireno aplicado en forma de espuma sir&e para aislar

paredes y tec5os- 4am,ién se 5acen con plástico marcos para puertas+ &entanas ytec5os+ molduras y otros artículos-

;tras aplicaciones

;tros sectores industriales+ en especial la fa,ricaci)n de motores+ dependentam,ién de estas sustancias- Algunos plásticos muy resistentes se utilizan parafa,ricar piezas de motores+ como colectores de toma de aire+ tu,os decom,usti,le+ ,otes de emisi)n+ ,om,as de com,usti,le y aparatos electr)nicos-Muc5as carrocerías de autom)&iles están 5ec5as con plástico reforzado con fi,ra

de &idrio-

.os plásticos se emplean tam,ién para fa,ricar carcasas para e0uipos de oficina+dispositi&os electr)nicos+ accesorios pe0ue7os y 5erramientas- Entre lasaplicaciones del plástico en productos de consumo se encuentran los /uguetes+ lasmaletas y artículos deporti&os-

Salud y riesgos para el entorno

(ado 0ue los plásticos son relati&amente inertes+ los productos terminados norepresentan ning6n peligro para el fa,ricante o el usuario- Sin em,argo+ se 5a

demostrado 0ue algunos mon)meros utilizados en la fa,ricaci)n de plásticosproducen cáncer- (e igual forma+ el ,enceno+ una materia prima en la fa,ricaci)ndel nylon+ es un carcin)geno- .os pro,lemas de la industria del plástico sonsimilares a los de la industria 0uímica en general-

.a mayoría de los plásticos sintéticos no pueden ser degradados por el entorno- Alcontrario 0ue la madera+ el papel+ las fi,ras naturales o incluso el metal y el &idrio+no se o$idan ni se descomponen con el tiempo- Se 5an desarrollado algunosplásticos degrada,les+ pero ninguno 5a demostrado ser &álido para lascondiciones re0ueridas en la mayoría de los &ertederos de ,asuras- En definiti&a+

la eliminaci)n de los plásticos representa un pro,lema medioam,iental- El métodomás práctico para solucionar este pro,lema es el recicla/e+ 0ue se utiliza+ pore/emplo+ con las ,otellas de ,e,idas gaseosas fa,ricadas con tereftalato depolietileno- En este caso+ el recicla/e es un proceso ,astante sencillo- Se estándesarrollando soluciones más comple/as para el tratamiento de los plásticosmezclados de la ,asura+ 0ue constituyen una parte muy &isi,le+ sí ,ienrelati&amente pe0ue7a+ de los residuos s)lidos-

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Usos y aplicaciones en la ingeniería

.os plásticos de ingeniería 5an tenido gran aceptaci)n en el reemplazo de muc5asde las piezas en la ma0uinaria de todas las industrias- (e,ido+ generalmente+ a lascaracterísticas especificas de cada uno de estos plásticos así como el ,a/o costo

en comparaci)n con metales tanto sua&es <,ronce+ aluminio+ lat)n+ etcétera= yaceros al car,)n-

 Así+ por e/emplo el UHMW-PE con sus e$celentes características de sua&idad+,a/o coeficiente de fricci)n y apro,ado por #(A <#ederal (rug Administration= ledan una amplia gama de aplicaciones <elementos de desgaste principalmente= enla industria refres0uera+ alimenticia y farmacéutica metalmecánica entre otras-

El delrin o acetal (poliformaldehido) tiene una gran resistencia al impacto y a lafatiga+ se utiliza para reemplazar piezas de metal muc5as &eces para 5acer másligeros los e0uipos- ;tra de sus aplicaciones es la fa,ricaci)n de engranes por sualto modulo de resistencia al esfuerzo-

El nylon por otro lado tiene gran resistencia a los 0uímicos y en comparaci)n conotros plásticos es más econ)mico- Se puede utilizar en partes mecánicas ruedasindustriales+ piezas de ma0uinaria etc-

;tros e/emplos de plásticos de ingeniería son el PTFE

(politetrafluoroetileno) conocido como teflón 0ue se utiliza ,ásicamente enpiezas su/etas a temperatura <5asta 933:= como por e/emplo en las ,andas sinfin de los 5ornos industriales- Es un material sua&e al tacto y con e$celente

coeficiente de fricci)n y propiedades dieléctricas- El tefl)n tam,ién se aplica enforma lí0uida como antiad5erente en sartenes de cocina y como protector desuperficies-

 Además de las características naturales en algunos plásticos de ingeniería sepueden me/orar algunas propiedades a7adiéndoles componentes a la formulaci)ncomo por e/emplo al U>MB*PE con fi,ra de &idrio me/ora su resistencia aldesgaste de la misma manera al tefl)n se le puede agregar fi,ra de &idrio o grafitopara me/orar su resistencia a la temperatura o moli,deno para me/orar suiresistencia al desgaste-

;tros e/emplos de plásticos de ingeniería son el polipropileno+ el P%: <Poli&inil= ylos polietilenos de alta y ,a/a densidad y el poliuretano-

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:lasificaci)n de platicos

:.ASI#I:A:ICN (E .;S P.DS4I:;S

  4eniendo en cuenta esta distri,uci)n de entrelazado de las macromoléculas+podemos clasificar los plásticos en tres grandes grupos+ termoplásticos+termoesta,les+ y elast)meros-

P.DS4I:;S 4EM;P.DS4I:;S

  .os termoplásticos están constituidos por cadenas unidas entre sí dé,ilmente-Es un tipo de plástico 0ue permite calentar+ moldear y enfriar en un n6mero de&eces indefinidas-

N;MFE P;PIE(A(ES AP.I:A:I;NES

Policloruro de &inilo <P%:=  Amplio rango de durezaImpermea,le

4u,os+ desages+ puertas+&entanas

Poliestireno <PS=

(uro4ransparentepigmenta,le

"uguetes+ pilotos coc5e

E$pandido<pore$pán=

Espon/oso y ,lando

 Aislamientotérmico yac6stico+ en&asado +em,ala/e <Gcorc5o ,lancoG=+

Polietileno <PE=

 Altadensidad

ígido+ resistente ytransparente

Utensilios domésticos<cu,os+ /uguetes=

Fa/adensidad

Flando y ligero+transparente

(ep)sitos+ en&asesalimenticios

Metacrilato <ple$iglás= 4ransparente

#aros+ pilotos deautom)&il+ &entanas+carteles luminosos+ gafasde protecci)n+ relo/es---

4efl)n <fluorocar,onato= (eslizante-Antideslizante-

Utensilios de cocina<sartenes+ paletas---=+superficies deencimeras---

Nailon <PA poliamida= #le$i,le y resistente a la >ilo de pescar +le&as+

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tracci)n+ traslucido+,rillante

engrana/es +te/idos+medias

:elofán

4ransparente <con o sicolor=- #le$i,le y

resistente- Frillante yad5erente-

Em,ala/e+ en&asado+

empa0uetado-

Polipropileno<PP=4ranslucido+ fle$i,leresistente-

4apas de en&ases+ ,olsas+carcasas

Poliéster <PE4=Fotellas de agua+ en&asesc5amp6+ limpieza

P.DS4I:;S 4EM;ES4AF.ES

  Están formados por cadenas enlazadas fuertemente en distintas direcciones- Alsometerlos al calor+ se &uel&en rígidos+ por lo 0ue solo se pueden calentarse una&ez y no se deforman-

  En general presentan un superficie dura y e$tremadamente resistente+ y sonmas frágiles 0ue los termoplásticos-

Nom,re Propiedades  Aplicaciones

Poliuretano <PU=Espon/osa y fle$i,le-Flando macizo-Elástico y ad5erente

Espuma para colc5ones y

asientos+ espon/osas+aislamientos térmicos yac6sticos+ /untas+ correasde transmisi)n demo&imientos+ ruedas defricci)n+ pegamentos y,arnices-

esinas fen)licas <P>=Fa0uelitas

:on fi,ras de &idrio sonresistentes al c5o0ue- :on

amianto+ sontermorresistentes-:olor negro o muy oscuro-

 Aislantes eléctricos

 Mangos y asas deutensilios de cocina+ ruedas

dentadas+ carcasas deelectrodomésticos+aspiradores+ aparatos deteléfonos+ enc5ufesinterruptores+ ceniceros-

Melamina .igera Accesorios eléctricos+

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esistente y considera,ledurezaSin olor ni sa,or-

 Aislante térmico

aislantes térmicos yac6stico+ encimeras decocina+ &a/illas + recipientesde alimentos-

E.AS4CME;S

  Un elast)mero es un polímetro 0ue cuenta con la particularidad de ser muyelástico pudiendo incluso+ recuperar su forma luego de ser deformado- (e,ido aestas características+ los elast)meros+ son el material ,ásico de fa,ricaci)n deotros materiales como la goma+ ya sea natural o sintética+ y para algunosproductos ad5esi&os-

  A modo más específico+ un elast)mero+ es un compuesto 0uímico formado por

miles de moléculas denominadas mon)meros+ los 0ue se unen formando enormescadenas- Es gracias a estas grandes cadenas 0ue los polímeros son elásticos ya0ue son fle$i,les y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada-

  :uando un elast)mero es estirado+ sus moléculas se alinean+ permitiendo 0uemuc5as &eces tomen un aspecto cristalino- Sin em,argo+ una &ez 0ue se suelta+rápidamente+ &uel&e a su estado original de elástico desorden- .o anteriordistingue a los elast)meros de los polímeros plásticos

  Para modificar algunas de las características de los elast)meros+ es posi,lea7adir otros elementos como el cloro+ o,teniendo así el neopreno tan utilizado enlos tra/es 56medos para ,ucear-

  Para poder darle un uso más práctico a los elast)meros+ estos de,en sersometidos a di&ersos tratamientos- A tra&és de la aplicaci)n de átomos de azufre+este polímero se 5ace más resistente gracias a un proceso denominado&ulcanizaci)n- Si además se le agrega otro tipo de sustancias 0uímicas es posi,lelograr un producto final ,astante resistente a las amenazas corrosi&as presentesen el medio am,iente

Nom,re ;,tenci)n Propiedades Aplicaciones

:auc5o natural .áte$esistente einerte

 Aislamiento 4érmico yeléctrico+ colc5ones+neumáticos---

:auc5o sintético (eri&ados delpetr)leo

 esistentes aagentes 0uímicos

Neumáticos+ &olantes+parac5o0ues+

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pa&imentos+tu,erias+mangeras+espon/as de,a7o+0uantes+colc5ones---

Neopreno :auc5o sintético

Me/ora laspropiedades delcauc5o sintéticoes mas duro yresistente-Impermea,le-

4ra/es de inmersi)n+ /untas+ mangueras+guantes---