Los plásticos tienen un amplio uso en diferentes sectores, pues gracias a sus propiedades mecánicas, físicas y químicas, resultan más eficientes y duraderos que otros materiales como los metales, la madera y los cerámicos, que hasta antes de que los plásticos alcanzaran el desarrollo que tienen en la actualidad, eran más utilizados. Existen diferentes tipos de plásticos que se diferencian entre sí por su composición, modo de fabricación y propiedades, características que los hacen adecuados para aplicaciones específicas. Anteriormente en este blog hemos dedicado algunas publicaciones a hablar del tipo de uso que reciben los plásticos industriales y de las ventajas que ofrecen en comparación con otros materiales. En esta ocasión presentaremos información más general sobre los plásticos, enfocándonos a los elementos básicos que los componen, como agentes modificantes, catalizadores, plastificantes, estabilizadores, cargas, pigmentos, armaduras y refuerzos.
Las propiedades que caracterizan a los plásticos son resultado de la combinación de los elementos que los componen, y estas varían según la proporción en la que se encuentran en su fórmula, de ello que sea posible obtener plásticos especiales para aplicaciones muy particulares y reforzarlos con otros materiales para incrementar las propiedades específicas requeridas. La materia prima principal de los plásticos son las resinas artificiales o polímeros, los que se derivan de los hidrocarburos y la celulosa, siendo estos los que les aportan sus propiedades más importantes, pero que requieren de añadidos para mejorar su flexibilidad, su resistencia a la temperatura y a los esfuerzos mecánicos. Los añadidos son conocidos como agentes modificantes, como catalizadores, plastificantes, estabilizadores, pigmentos y cargas, y en el caso de los plásticos industriales, que se utilizan para aplicaciones especiales, adicionalmente se requiere de armaduras y refuerzos.
Los materiales poliméricos o resinas base empleados en la fabricación de productos plásticos pueden ser naturales, de origen vegetal principalmente, aunque también pueden ser de origen animal aunque esto es poco común; artificiales, creadas a partir de modificaciones químicas de resinas naturales, ácidos grasos y otro tipo de sustancias macromoleculares, o sintéticas, obtenidas de materias que no tienen carácter de resinas pero que cumplen esa función al ser controladas químicamente. Como ya mencionamos, las resinas no reúnen por sí mismas las propiedades con las que asociamos a los plásticos, por ello requieren de sustancias que modifiquen su mala resistencia a las temperaturas bajas, su bajo nivel de flexibilidad, su mala resistencia al choque y la facilidad con la que presentan agrietamientos. Es decir, requieren de sustancias que modifiquen al polímero de modo tal que pueda cubrir las demandas de las aplicaciones especiales para las que son utilizados en el mercado.
Los plastificantes son los agentes modificantes que aportan flexibilidad a las resinas, las hacen más blandas y permiten trabajar con ellas a bajas temperaturas, esto modificando la fuerza de tracción de las moléculas del polímero. Los plastificantes que se utilizan para fabricar plásticos deben ser estables, para que el material no se deterioro con el paso del tiempo y compatibles con las resinas, para que se mantengan en su sitio y no migren hacia la superficie del plástico, lo que puede causar alteraciones en la apariencia del material y en sus propiedades, haciéndolo más frágil y propenso a contraerse y a cuartearse. Los buenos plastificantes no se deben degradar ni dañar a otros agentes agregados a las resinas, además, en el caso de que el plástico vaya a utilizarse en la producción de utensilios o juguetes, los plastificantes no pueden ser tóxicos.
Por otra parte, los agentes estabilizadores son necesarios para evitar la degradación de los plásticos por la exposición a ciertos ambientes. Los estabilizadores agregados se eligen a partir de los requerimientos del tipo de uso que se tenga pensado darle al plástico y pueden ser antioxidantes, o absorbentes de rayos ultravioleta, por mencionar tan sólo un par de ejemplos, y en ningún caso deben modificar el color ni el nivel de opacidad del plástico. Mientras tanto, las cargas se emplean para aumentar la dureza del plástico, reducir su retracción, aumentar su resistencia al calor o a la abrasión o bien, para reducir su precio. Entre otras propiedades que las cargas son capaces de modificar se encuentra la maleabilidad de los plásticos, la resistividad eléctrica, la tenacidad y la resistencia al calor. Entre las cargas más comúnmente empleadas se encuentran el sílice, la arcilla y el carbonato cálcico, el nylon, el poliéster y la fibra de vidrio, siendo esta la más empleada en la fabricación de plásticos industriales, pero también se pueden utilizar elementos como fibras naturales para modificar estas propiedades, tales como el algodón o el cáñamo, las que principalmente modifican la fragilidad de los plásticos para hacerlos más resistentes.
Los pigmentos son los agentes que aportan el color a los plásticos y es necesario que sean compatibles con el resto de los componentes del plástico para evitar que con el paso del tiempo se presenten problemas como alteraciones en su estabilidad a la luz. En este punto cabe mencionar que la materia prima de los plásticos también requieren de agentes catalizadores para desatar las reacciones químicas que permitan la interacción entre los agentes agregados, pues sin su acción iniciadora los agentes se mantendrían inertes unos frente a otros.
Los plásticos se adicionan con lubricantes, para mejorar su procesabilidad, y con armaduras y refuerzos cuando se les van a dar usos muy específicos, como es el caso de los plásticos industriales. Las armaduras y refuerzos son elementos que hacen de los plásticos materiales compuestos con mejor resistencia y estabilidad. Entre las armaduras y refuerzos más empleados se encuentran las fibras de vidrio y las fibras de carbono, las que aportan a los plásticos propiedades similares a las de los metales sin volverlos pesados, por lo que hoy en día su uso se encuentra muy difundido y ha llegado incluso a reemplazar al acero y aluminio en diferentes sectores.<
