Cuando se habla de tipos de termoplásticos es habitual representarlos por grupos dentro de una pirámide cuya base está ocupada por aquellos termoplásticos que presentan un mayor consumo a nivel mundial (conocidos como comodities en el mundo anglosajón). El siguiente nivel de la pirámide, progresivamente más resistentes a la temperatura a medida que subimos, lo ocupan los conocidos como termoplásticos de ingeniería, con menor consumo pero con unas propiedades que destacan por encima de los de la base.
Arriba de todo, nos encontramos con los termoplásticos de altas prestaciones, que representan una porción muy pequeña del consumo, pero destacan por su comportamiento térmico, mecánico, eléctrico, entre otros, aunque a costa de un precio por Kg. elevado que restringe su ámbito de aplicación.Hoy nos centraremos en los primeros. Este grupo está compuesto por 7 miembros: el Policloruro de Vinilo (PVC), el Poliestireno (PS) y dos de sus “hijos”, el Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) y el Estireno Acrilonitrilo (SAN) del lado de los amorfos y el Polietileno (PE) en sus variantes de baja y alta densidad, el Polipropileno (PP) y el PoliEtilenTerftalato-A (PET-A) del lado de los semicristalinos.
Es ampliamente utilizado en construcción, transporte, embalaje, electricidad/electrónica y en aplicaciones médicas. Es un material muy durable y versátil que puede tener un comportamiento rígido en su versión no plastificada (PVC-U) o elastomérico en su variante plastificada (PVC-P)
A diferencia de otros polímeros, que son completamente derivados del petróleo, el origen del PVC proviene en un 57% de la sal común y en un 43% de hidrocarburos (cada vez más de etileno proveniente de cañas azucareras como alternativa al petróleo o al gas natural).
La principal ventaja de este polímero radica en su compatibilidad con muchos tipos de aditivos diferentes. Así, puede ser transparente u opaco, rígido o flexible. La formulación y mezcla del compuesto de moldeo (polímero + aditivos = plástico) es clave para su valor añadido.
El Poliestireno (Polystyrene) podemos encontrarlo en cuatro variantes principales: el PS cristal o Poliestireno de uso general (GPPS – General Purpose Polystyrene), que es transparente, rígido y quebradizo; el PS de Alto Impacto (HIPS – High Impact Polystyrene), resistente al impacto gracias a la adición de un elastómero, generalmente polibutadieno durante la polimerización, pero que lo vuelve opaco y blanquecino; el poliestireno expandido (EPS – Expanded Polystyrene) muy ligero y conocido, por todos, por sus bolitas blancas fácilmente desprendibles y que se pegan por cargas estáticas a la ropa, el pelo y la piel y a casi todo lo que le rodea y el poliestireno extrudido (XPS – eXtruded Polystyrene) de aspecto celular tipo esponja, algo más denso que el anterior e impermeable.
Las aplicaciones principales de las dos primeras variantes están en la industria del envase, bien sea en forma de lámina termoconformada (en los envases conocidos como blísteres) o moldeado por inyección en cajitas como las de los CD’s y DVD’s (con las que todos hemos experimentado la fragilidad intrínseca del GPPS)
Una aplicación muy conocida de la variante de alto impacto es el recubrimiento interior termoconformado de las neveras y congeladores.
Las formas expandidas y extrudida tienen dos campos primarios de aplicación, una como protecciones en embalajes de equipos eléctricos, electrónicos y electrodomésticos y similares y la otra como aislantes térmicos en la construcción, en cajas de pescado o en neveras para el transporte de vacunas, por ejemplo.
Podemos decir que es el abuelo de los plásticos, ya que la primera producción industrial del PS Cristal fue realizada por BASF en 1930 y las versiones expandidas y de alto impacto fueron desarrolladas en las décadas siguientes.
Si lo que buscamos es un plástico transparente que sea económico, el Poliestireno cristal es nuestra elección.
Pasemos ahora al siguiente de los miembros de la familia fundada por el PS, los estirénicos.
En la búsqueda de superar los problemas de fragilidad intrínsecos del PS, la industria plástica ha dado lugar a una serie de materiales que incorporan moléculas elastoméricas en su formulación. El primero de ellos es el resultante de copolimerizar el estireno con monómeros de acrilonitrilo (los componentes de caucho de poliacrilonitrilo).
Es un material rígido y transparente (más del 90% de transmitancia lumínica) es fácilmente coloreable, resistente al choque térmico y presenta una buena resistencia química.
La combinación de transparencia y resistencia a las grasas, aceites y detergentes hacen del SAN (Styrene Acrylonitrile) un material muy conveniente para el uso en la cocina, en tazones, vasos de licuadoras, y accesorios para neveras. También se utiliza en carcasas exteriores de jarras térmicas, vajilla, cubiertos, núcleos de bobinados, accesorios para escritura y dibujo (reglas, escuadras, transportadores) e impulsores centrífugos para equipos de aire acondicionado.
Este material es una mezcla bifásica de polímeros. Una fase continua de SAN que le proporciona dureza, rigidez y resistencia y una fina dispersión sub microscópica de partículas de caucho de polibutadieno que incrementa su resistencia al impacto.
Es un material ideal cuando se requieran calidad superficial, colorido y lustre superlativos.
El ABS (Acylonitrile Butadiene Styrene) se modifica mediante la incorporación de aditivos y la variación de las proporciones de los tres monómeros, obteniéndose grados de alta y media resistencia al impacto, alta resistencia térmica y cromables.
También se utiliza mezclado con otros polímeros, como el policarbonato (PC) para incrementar aún más el rango de propiedades disponible.
Es un material que arde, por lo que las propiedades ignífugas se pueden obtener mediante la inclusión de aditivos retardantes de llama o mediante la mezcla con PVC.
El material natural tiene un color marfil opaco y es fácilmente coloreable con pigmentos y tintes. También hay grados transparentes disponibles.
Sus principales aplicaciones son componentes estéticos en el interior de los automóviles (botones, diales, marcos, carcasas, entre otros), carcasas de electrodomésticos y equipos de telecomunicaciones.
Su talón de Aquiles es la radiación ultravioleta (UV), por lo que no resulta una gran elección para aplicaciones a la intemperie.
Vamos a los semicristalinos, y comenzaremos por:
Es unos de los plásticos más populares del mundo. Es un polímero enormemente versátil que se adapta a una amplia gama de aplicaciones desde membranas impermeabilizantes para la construcción hasta films y bolsas ligeras.
Hay dos tipos principales de PE (PolyEthylene) en uso en el sector de films y envases rígidos y flexibles el de baja densidad, LDPE (Low Density Polyethylene), utilizado generalmente para bandejas y film grueso para bolsas y sacos de larga duración y el de alta densidad, HDPE (High Density Polyethylene) que se utiliza para la mayoría de bolsas delgadas y algunas botellas y tapones.
El PE es ampliamente reciclado y muchos sacos, films agrícolas y productos de larga duración tales como bancos, bolardos y papeleras utilizan polietileno reciclado.
Debido a su alto poder calorífico, también ofrece una excelente recuperación de energía mediante su incineración cuando ya no es posible reciclarlo.
Junto con el polipropileno (PP), forman la familia de las poliolefinas; materiales de baja reactividad química que los hace muy aptos para envases, ya que no reaccionan con el contenido.
Se lo utiliza en diferentes productos finales, con diferentes procesos de fabricación, como extrusión de películas, cables, hilos y tuberías; coextrusión de películas y láminas multicapa; inyección de piezas varias de bajas prestaciones mecánicas y térmicas; inyección-soplado de botellas y bidones de diferentes tamaños, extrusión de film para bolsas; extrusión-soplado de botellas y rotomoldeo de grandes depósitos y piezas huecas de grandes dimensiones.
Es uno de los polímeros más versátiles disponibles, con aplicaciones en virtualmente todos los mercados.
Es un plástico semirrígido y translúcido. Tiene buena resistencia química (como ya adelantamos en el capítulo del PE). Resiste bien los impactos y se comporta muy bien a fatiga. Asimismo, su resistencia térmica es razonablemente buena dentro del grupo de los comodities.
Aunque sus propiedades son similares a las del PE, hay diferencias específicas. Las más destacables son una menor densidad y mayor temperatura de reblandecimiento junto con una mayor rigidez y dureza.
Hay tres tipos principales de PP (Polypropylene) disponibles actualmente, cada uno con características particulares y diferentes costes.
También se utiliza, ampliamente, grados con porcentajes de talco (entre un 10% y un 40%), que le incrementa la dureza y la temperatura de reblandecimiento a costa de la tenacidad, así como fibras de vidrio que le incrementan la resistencia, rigidez y temperatura de reblandecimiento, pero reduciendo significativamente su resistencia al impacto.
Siendo técnicamente un semicristalino, aquí contabilizamos a la versión amorfa (de aquí el -A en su sigla), material transparente ampliamente utilizado en las botellas de agua mineral, refrescos y bebidas carbonatadas.
Se trata de un poliéster termoplástico con una gran resistencia química (fundamental para las botellas) y gran estabilidad dimensional.
Siendo un semicristalino no debería ser transparente, pero debido al rápido enfriamiento al que se le somete en el proceso de fabricación de las botellas, las zonas cristalinas no llegan a desarrollarse y no interfieren con la luz.
También tiene aplicación como fibra textil para la fabricación de tejidos técnicos.
Tiene excelentes propiedades de barrera para el CO₂, para el oxígeno y la humedad.
Y por último, un aspecto significativo del PET-A es su gran reciclabilidad, que permite múltiples vidas de uso.
En futuros artículos hablaremos de su versión técnica, ya cristalizado.
Con esto acabamos el recorrido por los 7 plásticos más consumidos, sus características distintivas y principales aplicaciones. Os esperamos en el próximo artículo sobre los plásticos técnicos, o de ingeniería.
