La humanidad ha utilizado materiales poliméricos naturales como madera, cuero y lana desde el comienzo de la historia, pero los polímeros sintéticos sólo fueron posibles después del desarrollo de la tecnología del caucho en el siglo XIX.El primer material polimérico sintético, el celuloide, fue inventado por John Wesley Hyatt en 1869, a partir de nitrato de celulosa y alcanfor.Un avance importante en los polímeros sintéticos fue la invención de la baquelita por Leo Hendrik Baekeland en 1907. El trabajo de Hermann Staudinger en la década de 1920 demostró claramente la naturaleza macromolecular de largas cadenas de unidades repetidas.1 La palabra "polímero" proviene del griego y significa "muchos partes'.El rápido crecimiento de la industria de los polímeros comenzó poco antes de la Segunda Guerra Mundial, con el desarrollo de polímeros acrílicos, poliestireno, nailon, poliuretanos y la posterior introducción del polietileno, tereftalato de polietileno, polipropileno y otros polímeros en las décadas de 1940 y 1950.Si bien en 1945 sólo se produjo alrededor de 1 millón de toneladas, la producción de plásticos superó en volumen a la de acero en 1981, y la diferencia ha ido creciendo continuamente desde entonces.
Los polímeros puros rara vez se procesan solos.Se combinan con otros materiales, normalmente mediante combinación mecánica o mezcla en estado fundido para producir gránulos, polvos o tortas que se utilizarán en operaciones de procesamiento posteriores.2 Estos productos compuestos se denominan "plásticos", que significa "flexibles" en griego.Los compuestos pueden incluir rellenos (para reducir costos), refuerzos, otros polímeros, colorantes, retardantes de llama, estabilizadores (para evitar el deterioro debido a la luz, el calor u otros factores ambientales) y diversos coadyuvantes de procesamiento.
Los polímeros sintéticos se pueden clasificar en dos categorías.Los termoplásticos (con diferencia el mayor volumen) se pueden fundir calentando, solidificar enfriando y volver a fundir repetidamente.Los tipos principales son polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), cloruro de polivinilo (PVC), policarbonato (PC), polimetacrilato de metilo (PMMA), tereftalato de polietileno (PET) y poliamida (PA, nailon).Los termoestables se endurecen mediante la aplicación de calor y presión, debido a la reticulación, es decir, la creación de redes tridimensionales permanentes.No se pueden ablandar calentándolos para su reprocesamiento.La baquelita, los epoxis y la mayoría de los poliuretanos son termoestables.
El presente resumen está dedicado exclusivamente al procesamiento de termoplásticos.Los termoplásticos comerciales se clasifican según su rendimiento en 'commodities' (bajo rendimiento, como PE, PP, PS y PVC), 'Ingeniería' (como PC, nailon y PET) o 'avanzados' (mayor rendimiento, como polímeros de cristal líquido (LCP), sulfuro de polifenileno (PPS) y polieteretercetona (PEEK)).El crecimiento explosivo previsto en la ingeniería y los polímeros avanzados no se materializó.El uso de plásticos ha ido creciendo continuamente a lo largo de las últimas tres décadas, pero principalmente en la categoría de productos básicos.Actualmente, los polímeros básicos representan ~88% del volumen producido,3 los plásticos de ingeniería ~12% y avanzaron menos del 1%.Aunque los precios de los polímeros avanzados por kilogramo son mucho más altos que los de los polímeros básicos, su valor global para la economía sigue siendo muy pequeño.
Los plásticos básicos tienen baja resistencia y rigidez en comparación con los metales o la cerámica, y tienden a exhibir fluencia bajo la aplicación de una fuerza.También tienen limitaciones de temperatura para su uso como sólidos (la mayoría se funde en el rango de 100 a 250 °C).Los módulos de tracción de los plásticos básicos son ~1 GPa (en comparación con los 210 GPa del acero).Se puede lograr una mejora significativa mediante la alineación de las cadenas de polímeros.En realidad, los enlaces carbono-carbono son muy fuertes y se han producido polietilenos de un solo filamento con valores de módulo superiores a los del acero.Se puede lograr una alta orientación mediante técnicas de procesamiento especiales, por ejemplo, extrusión y posterior estirado a bajas temperaturas.A bajas temperaturaslas cadenas poliméricas tienen movilidad limitada y la orientación permanece después del estiramiento.Los recientes descubrimientos y desarrollos de catalizadores basados en metaloceno de sitio único han dado como resultado nuevos grados de polímeros comerciales que tienen una arquitectura molecular controlada con propiedades mejoradas.
La producción mundial de polímeros aumentó3 de 27 millones de toneladas en 1975 a ~200 millones de toneladas por año en 2000 y sigue creciendo.Según un informe reciente,4 los envíos de productos plásticos a los Estados Unidos en 2000 ascendieron a 330 mil millones de dólares, y las industrias proveedoras anteriores tuvieron ventas de 90 mil millones de dólares, lo que eleva el total anual a 420 mil millones de dólares.Se estimó que el empleo total era de 2,4 millones, alrededor del 2% de la fuerza laboral estadounidense.El crecimiento de la industria de los polímeros es resultado de la combinación única de propiedades de los productos plásticos, que incluyen facilidad de modelado y fabricación, bajas densidades, resistencia a la corrosión, aislamiento eléctrico y térmico y, a menudo, rigidez y tenacidad favorables por unidad de peso.
Hora de publicación: 04-feb-2018