Plástico

Artículos para el hogar hechos de plástico.

El plástico es el término general para una amplia gama de sintético o semisintético productos de polimerización. Se componen de orgánica polímeros de condensación o de adición y pueden contener otras sustancias para mejorar el rendimiento o reducir los costos. Hay muchos polímeros naturales generalmente considerados como "plásticos". Los plásticos pueden ser formadas en objetos o películas o fibras. Su nombre se deriva de la maleabilidad, o plasticidad, de muchos de ellos.

Visión de conjunto

Plástico pueden clasificarse de muchas maneras, pero más comúnmente por su cadena principal del polímero ( cloruro de polivinilo, polietileno, polimetacrilato de metilo, y otra acrílicos, siliconas, poliuretanos, etc.). Según otras clasificaciones, termoplástico, termoestable, elastómero, plástico de ingeniería, adición o condensación o de poliadición (dependiendo del método de polimerización usado), y temperatura de transición vítrea o _Tg.

Algunos plásticos son parcialmente cristalina y parcialmente amorfa en molecular estructura, dándoles tanto un punto de fusión (la temperatura a la que el atractivo fuerzas intermoleculares se superan) y uno o más transiciones vítreas (temperaturas por encima del cual el grado de flexibilidad molecular localizado aumenta sustancialmente). El llamado semi- plásticos cristalinos incluyen polietileno, polipropileno, poli (cloruro de vinilo), poliamidas (nylon), poliésteres y algunos poliuretanos. Muchos plásticos son completamente amorfo, tal como el poliestireno y sus copolímeros, poli (metacrilato de metilo), y todos los termoestables.

Los plásticos son polímeros: largas cadenas de átomos unidos el uno al otro. Termoplásticos comunes van desde 20.000 a 500.000 de peso molecular, mientras que los termoestables se supone que tienen peso molecular infinito. Estas cadenas se componen de muchas unidades moleculares que se repiten, conocidos como "unidades de repetición", derivado de " monómeros. "; cada cadena de polímero tendrá varios de 1000 de unidades de repetición La gran mayoría de los plásticos están compuestos de polímeros de carbono y de hidrógeno solo o con oxígeno , nitrógeno , cloro o azufre en la cadena principal (Algunos de interés comercial son. silicio basado. ) La columna vertebral es que parte de la cadena en el "camino" principal que une un gran número de unidades de repetición juntos. Para variar las propiedades de los plásticos, tanto la unidad de repetición con diferentes grupos moleculares "que cuelgan" o "colgante" de la columna vertebral, (por lo general están "colgados", como parte de los monómeros antes de enlazar monómeros para formar la cadena polimérica). Esta personalización de la estructura molecular de la unidad periódica ha permitido a los plásticos para convertirse en una parte tan indispensable de veinte vida del primer siglo con la sintonización fina de las propiedades del polímero.

Moldeado réplicas de plástico para alimentos en exhibición fuera de un restaurante en Japón .

Las personas experimentaron con los plásticos a base de polímeros naturales durante siglos. En el siglo XIX un material plástico a base de polímeros naturales modificados fue descubierto: Charles Goodyear descubrió vulcanización del caucho ( 1839 ) y Alexander Parkes, inventor Inglés (1813-1890) creó la primera forma de plástico en 1855. piroxilina mixta, una forma parcialmente nitrados de la celulosa (celulosa es el principal componente de las paredes celulares de las plantas), con alcohol y alcanfor. Esto produjo un material transparente duro pero flexible, que él llamó "Parkesine." El primer plástico basado en un sintética polímero se hizo a partir de fenol y formaldehído, con los primeros métodos de síntesis viables y baratas inventadas por Leo Hendrik Baekeland en 1909 , el producto que se conoce como Baquelita. Posteriormente poli (cloruro de vinilo), poliestireno, polietileno (polietileno), polipropileno (polipropileno), poliamidas (nylon), poliésteres, acrílicos, siliconas, poliuretanos estaban entre las muchas variedades de plásticos desarrollados y tienen un gran éxito comercial.

El desarrollo de plásticos ha llegado desde el uso de materiales naturales (por ejemplo, goma de mascar, goma laca) para el uso de materiales naturales modificados (por ejemplo, natural de caucho , nitrocelulosa, colágeno) y finalmente a completamente sintéticos moléculas (por ejemplo, epoxi, cloruro de polivinilo, polietileno).

En 1959, Koppers Company en Pittsburgh, PA tenía un equipo que desarrolló la espuma de poliestireno expandido (EPS). En este equipo era Edward J. Estufas que hizo la primera taza de espuma comercial. Las copas experimentales eran de arroz inflado pegadas entre sí para formar una taza para mostrar cómo se sentiría y buscar. A continuación, la química fue desarrollado para hacer las copas comercial. Hoy en día, la copa se utiliza en todo el mundo en países deseosos de comida rápida, como Estados Unidos, Japón, Australia y Nueva Zelanda. Freon nunca fue utilizado en las copas. Como dijo Estufas, "No sabíamos freón era malo para la capa de ozono, pero sabíamos que no era bueno para la gente por lo que la copa nunca utiliza freón para expandir las cuentas."

La copa de espuma puede ser enterrado, y es tan estable como el hormigón y el ladrillo. No se requiere ninguna película de plástico para proteger el aire y el agua subterránea. Si se incinera correctamente a altas temperaturas, los únicos productos químicos generados son agua, dióxido de carbono y la ceniza de carbono. Si se quema sin suficiente oxígeno o a temperaturas más bajas (como en una fogata o un hogar chimenea) que puede producir negro de carbono y dióxido de carbono. EPS se pueden reciclar para hacer los bancos del parque, macetas y juguetes.

Los plásticos a base de celulosa: el celuloide y rayón

Todo Goodyear había hecho con vulcanización era mejorar las propiedades de un polímero natural. El siguiente paso lógico era usar un polímero natural, celulosa, como la base para un nuevo material.

Inventores estaban particularmente interesados en el desarrollo de sustitutos sintéticos de los materiales naturales que eran caros y escasos, ya que eso significaba un mercado rentable para explotar. Marfil era un objetivo particularmente atractivo para un reemplazo sintético.

Un inglés de Birmingham llamado Alexander Parkes desarrolló un "marfil sintético" llamado "pyroxlin", que comercializa bajo el nombre comercial " Parkesine ", y que ganó una medalla de bronce en el 1862 Feria Mundial en Londres . Parkesine se hizo a partir de celulosa tratada con ácido nítrico y un disolvente. La salida del proceso se endureció en un material duro, como marfil que podría ser moldeado cuando se calienta. Sin embargo, Parkes no fue capaz de ampliar el proceso de forma fiable, y productos hechos de Parkesine rápidamente deformado y roto después de un corto período de uso.

Ingleses Daniel Spill y el americano John Wesley Hyatt tanto tomó en Parkes dejó. Parkes había fracasado por falta de un suavizante adecuado, pero independientemente descubierto que alcanfor funcionaría bien. Derrame lanzó su producto como Xylonite en 1869, mientras que Hyatt patentó su " Celuloide "en 1870, dándole el nombre de celulosa. La rivalidad entre británicos de Derrames Xylonite Company y American de Hyatt Empresa celuloide llevó a una batalla judicial de una década caro, con ninguna de las empresas de ser los derechos concedidos, ya que en última instancia Parkes fue acreditado con la invención del producto. Como resultado, las dos empresas operaban en paralelo a ambos lados del Atlántico.

Celluloid / Xylonite resultó extremadamente versátil en su ámbito de aplicación, proporcionando un reemplazo barato y atractivo para el marfil , carey, y hueso, y los productos tradicionales, como bolas de billar y peines eran mucho más fáciles de fabricar con plástico. Algunos de los artículos hechos con celulosa en el siglo XIX eran muy bien diseñados e implementados. Por ejemplo, peines celuloide hechas para atar los largos mechones de pelo de moda en el momento son ahora altamente coleccionables piezas de museo como joyas. Tales baratijas bonitas ya no eran sólo para los ricos.

Hyatt fue algo así como un genio industrial que entendía lo que podría hacerse con un material moldeable, o "plástico", y procedió a diseñar la mayor parte de la maquinaria industrial básica necesaria para producir materiales plásticos de buena calidad en cantidad. Algunos de los primeros productos de Hyatt eran piezas dentales, y conjuntos de dientes falsos construidos alrededor de celuloide resultó más barato que las prótesis de goma existentes. Sin embargo, las dentaduras de celuloide tendieron a suavizar cuando está caliente, por lo que el consumo de té difícil, y el sabor de alcanfor tendían a ser difícil de suprimir.

Productos innovadores reales de celuloide eran collares impermeables camisa, puños, y los falsos pecheras conocidos como " Dickies ", cuya naturaleza inmanejable más tarde se convirtió en una broma de valores en las comedias del cine mudo. Ellos no se marchitan y no se manchan con facilidad, y Hyatt, las vendían por trenes cargados. corsés hechos con estancias de celuloide también demostrado ser popular, puesto que la transpiración no Rust las estancias , como lo haría si se hubieran hecho de metal.

Celuloide también podría ser utilizado en aplicaciones totalmente nuevas. Hyatt descubierto la manera de fabricar el material en un formato de tira de película de cine . Para el año 1900, la película de cine fue un mercado importante para el celuloide.

Sin embargo, el celuloide todavía tendido a amarillo y agrietarse con el tiempo, y tenía otro defecto más peligroso: se quemó muy fácilmente y de forma espectacular, sorprendente dado que las mezclas de ácido nítrico y de celulosa también se utilizan para sintetizar pólvora sin humo.

Pelotas, uno de los pocos productos que todavía se hacen con el celuloide, chisporroteo y quemar Ping-pong si se fija en el fuego, y Hyatt le gusta contar historias sobre el celuloide bolas de billar que estallan al ser golpeado muy duro. Estas historias podrían haber tenido una base en la realidad, ya que las bolas de billar eran a menudo celuloide cubierto con pinturas a base de otro, aún más inflamable, producto de nitrocelulosa conocido como " colodión ". Si las bolas habían sido fabricados de manera imperfecta, las pinturas podrían haber actuado como imprimación para configurar el resto de la pelota con una explosión.

La celulosa también se utilizó para producir el paño. Mientras que los hombres que desarrollaron celuloide estaban interesados en la sustitución de marfil, los que desarrollaron las nuevas fibras estaban interesados en la sustitución de otro material caro, seda.

En 1884, un químico francés, el conde de Chardonnay, presentó un tejido a base de celulosa que se conoció como "seda Chardonnay". Fue un paño atractivo, pero al igual que el celuloide era muy inflamable, una propiedad completamente inaceptable en la ropa. Después de algunos accidentes horribles, seda Chardonnay fue retirado del mercado.

En 1894, tres inventores británicos, Charles Cross, Edward Bevan, y Clayton alguacil, patentaron un nuevo "seda artificial" o "arte de seda", que era mucho más seguro. Los tres hombres se vendieron los derechos para el nuevo tejido de la empresa Courtauld francés, un importante fabricante de seda, que lo puso en producción en 1905, el uso de la celulosa de la pulpa de la madera como material de "materia prima".

Seda Arte, técnicamente conocido como acetato de celulosa, se hizo muy conocido con el nombre comercial " rayón ", y fue producido en grandes cantidades a través de la década de 1930, cuando fue suplantado por telas mejor artificiales. Todavía sigue en producción hoy en día, a menudo en mezclas con otras fibras naturales y artificiales. Es barato y se siente suave en la piel, aunque es débil cuando está mojado y fácilmente las arrugas. También podría ser producido en una forma de lámina transparente conocido como " celofán ". Acetato de celulosa se convirtió en el sustrato estándar para la película y película de la cámara, en lugar de su predecesor muy inflamable.

Baquelita (fenólico)

Las limitaciones de celulosa llevaron a la siguiente avance importante, conocido como " fenólico "o" plásticos de fenol-formaldehído ". Un químico llamado Leo Hendrik Baekeland, un Belga nacido americano que vive en El estado de Nueva York, fue en busca de una laca aislante para cables capa de motores y generadores eléctricos. Baekeland encontró que las mezclas de fenol (C ₆ H ₅ OH) y formaldehído (HCOH) forma una masa pegajosa cuando se mezclan y se calienta, y la masa se volvió extremadamente difícil si se deja enfriar. Continuó sus investigaciones y encontró que el material podría ser mezclado con harina de madera, asbesto, o polvo de pizarra para crear materiales "compuestos" con diferentes propiedades. La mayoría de estas composiciones eran fuertes y resistentes al fuego. El único problema era que el material tendía a espuma durante la síntesis, y el producto resultante era de una calidad inaceptable.

Baekeland construido recipientes a presión para forzar la salida de las burbujas y proporcionar un producto suave y uniforme. Anunció públicamente su descubrimiento en 1912 , nombrándolo baquelita. Fue utilizado originalmente para las partes eléctricas y mecánicas, finalmente entren en uso generalizado en los bienes de consumo en la década de 1920. Cuando la patente baquelita expiró en 1930, el Catalin Corporation adquirió la patente y comenzó la fabricación Catalin plástico utilizando un proceso diferente que permitió una gama más amplia de la coloración.

Baquelita fue el primer plástico cierto. Era un material puramente sintético, no se basa en ningún material o incluso molécula que se encuentra en la naturaleza. También fue el primer plástico termoestable. Termoplásticos convencionales pueden ser moldeados y luego se fundieron de nuevo, pero plásticos termoestables forman enlaces entre hebras de polímeros cuando se cura, la creación de una matriz de enredado que no se puede deshacer sin destruir el plástico. Plásticos termoestables son duros y resistentes a la temperatura.

Baquelita era barato, fuerte y durable. Se moldea en miles de formas, tales como radios, teléfonos, relojes, y, por supuesto, las bolas de billar. El gobierno de Estados Unidos considera incluso hacer monedas de un centavo de ella cuando la Segunda Guerra Mundial causó una escasez de cobre.

Plásticos fenólicos se han sustituido en gran medida por los plásticos más baratos y menos frágiles, pero aún se utilizan en aplicaciones que requieren sus propiedades aislantes y resistentes al calor. Por ejemplo, algunos electrónica placas de circuito están hechos de hojas de papel o de tela impregnadas con resina fenólica.

Hojas fenólicos, varillas y tubos se fabrican en una amplia variedad de grados bajo diversos nombres de marca. Los grados más comunes de fenólico industrial son la lona, lino y papel.

Poliestireno y PVC

Plástico tuberías y paredes cortafuegos que se está instalando en Nortown Casitas, North York (ahora Toronto ), Ontario, Canadá . Ciertos tubos de plástico se pueden utilizar en algunos edificios no combustibles, siempre que se firestopped correctamente y de que las calificaciones de propagación de llama cumplen con lo local código de construcción.

Después de la Primera Guerra Mundial , las mejoras en la tecnología química llevaron a una explosión de nuevas formas de plásticos. Entre los ejemplos más tempranos en la ola de nuevos plásticos eran " poliestireno "(PS) y" cloruro de polivinilo "(PVC), desarrollado por IG Farben de Alemania.

El poliestireno es un plástico barato frágil rígida, que ha sido utilizado para hacer los kits modelo de plástico y chucherías similares. También sería la base para uno de los más populares "espuma" de plástico, bajo el nombre de "espuma de estireno" o " Espuma de poliestireno ". Plásticos de espuma pueden ser sintetizados en una" "forma, en el que las burbujas de espuma están interconectados, como en una esponja absorbente, y" célula abierta de célula cerrada ", en el que todas las burbujas son distintos, como pequeños globos, como en lleno de gas aislante de espuma y dispositivos de flotación. A finales de 1950 se introdujo "Alto Impacto" de estireno, que no era frágil. Se encuentra mucho uso actual como la sustancia de figuritas de juguete y novedades.

El PVC tiene cadenas laterales que incorporan átomos de cloro, que forman enlaces fuertes. PVC en su forma normal, es dura, fuerte, el calor y resistente a la intemperie, y ahora se utiliza para la fabricación de fontanería, desagües, fachada de la casa, Vallas de computadoras y equipo de otros aparatos electrónicos. PVC también se puede suavizar con procesos químicos, y en esta forma que ahora se utiliza para envasar al vacío, envasado de alimentos, y protegerse de la lluvia.

Nylon

La verdadera estrella de la industria del plástico en la década de 1930 fue "poliamida" (PA), mucho más conocido por su nombre comercial de nylon. Nylon fue la primera fibra sintética pura, introducido por Du Pont Corporation, en el 1939 Feria Mundial en la ciudad de Nueva York .

En 1927, Du Pont había comenzado un proyecto de desarrollo secreto designado "Fiber66", bajo la dirección del químico de Harvard Wallace Carothers y director del departamento de química Elmer Keiser Bolton. Carothers había sido contratado para llevar a cabo la investigación pura, y él trabajó para entender la nueva 'estructura molecular y las propiedades físicas de materiales. Tomó algunos de los primeros pasos en el diseño molecular de los materiales.

Su trabajo condujo al descubrimiento de fibra de nylon sintético, que era muy fuerte, pero también muy flexible. La primera aplicación fue para cerdas para cepillos de dientes. Sin embargo, el verdadero objetivo de Du Pont era seda, particularmente de seda medias. Carothers y su equipo sintetizaron una serie de diferentes poliamidas incluyendo polyamide6.6 y 4.6, así como poliésteres.

Reacción de polimerización de condensación General de nylon

Tomó Du Pont doce años y US $ 27 millones para refinar nylon, y para sintetizar y desarrollar los procesos industriales para la fabricación a granel. Con una inversión tan importante, no fue una sorpresa que Du Pont perdonó poco gasto para promover nylon después de su introducción, creando una sensación pública, o "manía de nylon". Manía de nylon vino a detenerse bruscamente al final de 1941, cuando los EE.UU. entró en la Segunda Guerra Mundial . La capacidad de producción que había sido construido para producir las medias de nylon, o simplemente "nylon", para las mujeres americanas se hizo cargo de la fabricación de un gran número de paracaídas para los aviadores y paracaidistas. Cuando terminó la guerra, Du Pont volvió a vender nylon al público, con la participación en otra campaña de promoción en 1946 que resultó en una locura aún mayor, lo que provocó la llamada " disturbios de nylon ".

Posteriormente poliamidas 6, 10, 11 y 12 se han desarrollado sobre la base de monómeros que son compuestos de anillo, por ejemplo caprolactam.nylon 66 es un material fabricado por polimerización de condensación

Nylons siguen siendo plásticos importantes, y no sólo para su uso en las telas. En su mayor forma es muy resistente al desgaste, especialmente si impregnado de aceite, y por lo tanto se utiliza para construir engranajes, rodamientos, bujes, y debido a la buena resistencia al calor, cada vez más para aplicaciones bajo el capó de los coches, y otras partes mecánicas.

El caucho sintético

Un polímero que era fundamental para el esfuerzo de guerra era "caucho sintético", que fue producido en una variedad de formas. Cauchos sintéticos no son plásticos. Cauchos sintéticos son materiales elásticos.

El primer polímero de caucho sintético se obtuvo Lebedev en 1910 . Caucho sintético práctica surgió de los estudios publicados en 1930 redacta de manera independiente estadounidense Wallace Carothers, el científico ruso Lebedev y el científico alemán Hermann Staudinger. Estos estudios llevaron en 1931 a una de las primeras gomas sintéticas exitosas, conocidos como " neopreno ", que se desarrolló en DuPont bajo la dirección de EK Bolton. El neopreno es altamente resistente al calor y productos químicos tales como aceite y gasolina, y se utiliza en las mangueras de combustible y como material aislante en maquinaria.

En 1935, los químicos alemanes sintetizaron el primero de una serie de cauchos sintéticos conocidos como "Buna" cauchos. Estos fueron "copolímeros", lo que significa que sus polímeros se componen de no uno, sino dos monómeros, en secuencia alterna. Uno de estos Buna caucho, conocido como "GR-S" (Rubber Gobierno Estireno), es un copolímero de butadieno y estireno, se convirtió en la base para la producción estadounidense de caucho sintético durante la Segunda Guerra Mundial.

Suministros de caucho natural en todo el mundo fueron limitados y para mediados de 1942 la mayoría de las regiones productoras de caucho estaban bajo control japonés. Camiones militares necesitaban de caucho para neumáticos y caucho se utilizan en casi todos los demás maquinaria de guerra. El gobierno de Estados Unidos puso en marcha un esfuerzo importante (y en gran parte secreta) para desarrollar y refinar caucho sintético. Un científico principal involucrado en el esfuerzo valió Edward Robbins.

En 1944 un total de 50 fábricas fueron la industria manufacturera que, derramando un volumen del material doble que el de la producción de caucho natural del mundo antes del comienzo de la guerra.

Después de la guerra, las plantaciones de caucho natural ya no tenían un dominio absoluto sobre los suministros de caucho, sobre todo después de los químicos aprendieron a sintetizar isopreno. GR-S sigue siendo el caucho sintético primaria para la fabricación de neumáticos.

El caucho sintético también jugaría un papel importante en la carrera espacial y carrera de armamentos nucleares. Cohetes sólidos utilizados durante la Segunda Guerra Mundial usado explosivos de nitrocelulosa de propulsantes, pero era poco práctico y peligroso hacer este tipo de cohetes muy grande.

Durante la guerra, Instituto de Tecnología de California (Caltech), los investigadores de California se acercó con un nuevo combustible sólido, basado en de combustible de asfalto mezclado con un oxidante, tal como potasio o perclorato de amonio, además de aluminio en polvo, que se quema muy caliente. Este nuevo combustible sólido quemado más lenta y uniformemente que los explosivos de nitrocelulosa, y era mucho menos peligroso para almacenar y utilizar, aunque tendía a fluir lentamente del cohete en el almacenamiento y los cohetes que utilizan tuvo que ser almacenado nariz hacia abajo.

Después de la guerra, los investigadores de Caltech comenzaron a investigar el uso de cauchos sintéticos en lugar de asfalto como el combustible en la mezcla. A mediados del 1950, los misiles grandes se construían utilizando combustibles sólidos a base de caucho sintético, mezcla con perclorato de amonio y una alta proporción de aluminio en polvo. Tales combustibles sólidos podrían ser lanzados en grandes bloques y uniformes que no tenían grietas u otros defectos que podrían causar la quema no uniforme. En última instancia, todos los grandes cohetes militares y misiles usarían combustibles sólidos a base de caucho sintético, y también jugarían un papel importante en el esfuerzo espacial civil.

Plásticos explosión: acrílico, polietileno, etc.

Otros plásticos surgieron en el período anterior a la guerra, aunque algunos no entraría en uso generalizado hasta después de la guerra.

Para 1936, estadounidenses, británicos, y las empresas alemanas estaban produciendo polimetacrilato de metilo (PMMA), más conocido como vidrio acrílico. Aunque los acrílicos son bien conocidos por su uso en pinturas y fibras sintéticas, tales como pieles falsas, en su forma a granel que son realmente muy duro y más transparente que el vidrio, y se venden como repuestos de vidrio bajo nombres comerciales tales como plexiglás y Lucite. Plexiglas se utilizó para construir marquesinas de aviones durante la guerra, y también se utiliza ahora como un reemplazo para las encimeras de mármol.

Otra importante plástico, polietileno (PE), a veces conocido como el polietileno, fue descubierto en 1933 por Reginald Gibson y Eric Fawcett en el British gigante industrial Imperial Chemical Industries (ICI). Este material se convirtió en dos formas, polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE).

PEs son baratos, flexible, duradero y resistente a los químicos. LDPE se utiliza para hacer películas y materiales de envasado, mientras HDPE se utiliza para los contenedores, plomería y accesorios de automoción. Mientras PE tiene baja resistencia al ataque químico, se encontró más tarde que un recipiente PE podría hacerse mucho más robustos mediante su exposición a flúor gas, que modificó la capa superficial del recipiente en el mucho más resistente fluor.

Polietileno llevaría después de la guerra a un material mejorado, polipropileno (PP), que fue descubierto en la década de 1950 por Giulio Natta. Es común en la ciencia y la tecnología que el crecimiento del cuerpo general de conocimiento puede conducir a las mismas invenciones en diferentes lugares o menos al mismo tiempo moderno, pero polipropileno era un caso extremo de este fenómeno, siendo inventado por separado cerca de nueve veces. El litigio se deriva, no se resolvió hasta 1989.

Polipropileno logró sobrevivir al proceso legal y dos químicos estadounidenses que trabajan para Phillips Petroleum, J. Paul Hogan y Robert Banks, ahora se acredita generalmente como los inventores "oficiales" del material. El polipropileno es similar a su antepasado, polietileno, y bajo costo acciones de polietileno, pero es mucho más robusto. Se utiliza en todo, desde botellas de plástico para alfombras hasta muebles de plástico, y se utiliza muy fuertemente en los automóviles.

Poliuretano fue inventado por Friedrich Bayer & Company en 1937, y entrarían en uso después de la guerra, en forma de soplado para los colchones, muebles de relleno y aislamiento térmico. También es uno de los componentes (en forma no soplado) de la fibra spandex.

En 1939 , IG Farben presentó una patente para poliepóxido o epoxi. Los epoxis son una clase de plástico termoestable que forman enlaces cruzados y curar cuando un agente catalizador o endurecedor, se añade. Después de la guerra que vendrían en el uso amplio de los revestimientos, adhesivos y materiales compuestos.

Composites utilizando epoxi como una matriz incluyen plástico reforzado con vidrio, donde el elemento estructural es de fibra de vidrio y carbono-epoxi materiales compuestos, en el que el elemento estructural es fibra de carbono. Fibra de vidrio ahora se utiliza a menudo para construir embarcaciones deportivas, y compuestos de carbono-epoxi son un elemento estructural cada vez más importante en los aviones, ya que son de peso ligero, fuerte y resistente al calor.

Dos químicos nombrados Rex Whinfield y James Dickson, que trabaja en una pequeña empresa de Inglés con el nombre pintoresco de la "Asociación de calicó de la impresora" en Manchester, desarrollado tereftalato de polietileno (PET o PETE) en 1941, y que sería utilizado para las fibras sintéticas en la era de la posguerra, con nombres tales como poliéster, dacrón y tergal.

PET es menos permeable a los gases que otros plásticos de bajo costo y así es un material popular para la fabricación de botellas para Coca-Cola y otras bebidas carbonatadas, ya que la carbonatación tiende a atacar a otros plásticos, y para las bebidas ácidas, como jugos de frutas o vegetales. PET también es fuerte y resistente a la abrasión, y se utiliza para la fabricación de piezas mecánicas, bandejas de comida, y otros artículos que tienen que soportar el abuso. Películas de PET se utilizan como base para cinta de grabación.

Uno de los plásticos más impresionantes utilizados en la guerra, y un alto secreto, era politetrafluoroetileno (PTFE), más conocido como Teflon, lo que podría ser depositado sobre las superficies de metal como una prueba de arañazos y, revestimiento protector de baja fricción resistente a la corrosión. La capa superficial de fluor creado por la exposición de un recipiente de polietileno de flúor gas es muy similar a Teflon.

Un químico Du Pont llamado Roy Plunkett descubrió teflón por accidente en 1938. Durante la guerra, que fue utilizado en los procesos de difusión gaseosa para refinar uranio para la bomba atómica, ya que el proceso fue altamente corrosivo. A principios de la década de 1960, sartenes de teflón resistente a la adhesión estaban en la demanda.

Teflon más tarde fue utilizado para sintetizar la tela transpirable Gore-Tex®, que puede ser utilizado para la fabricación de ropa de clima húmedo que es capaz de "respirar". Su estructura permite que las moléculas de vapor de agua que pasan, aunque no permite que el agua como líquido para entrar. Gore-Tex también se utiliza para aplicaciones quirúrgicas tales como prendas de vestir y implantes; Hebra de teflón se utiliza para hacer hilo dental; y teflón se mezcla con compuestos de flúor se utiliza para hacer bengalas señuelo lanzadas por los aviones para distraer misiles buscadores de calor.

Después de la guerra, los nuevos plásticos que habían sido desarrollados entraron en la corriente principal de los consumidores en una inundación. Nueva fabricación se han desarrollado, utilizando diversos, moldeo, fundición, y procesos de extrusión, para batir a cabo productos de plástico en grandes cantidades. Los consumidores estadounidenses adoptaron con entusiasmo la gama infinita de colores, baratas y duraderas trucos de plástico que se produce por la vida naciente casa suburbana.

Una de las partes más visibles de esta invasión fue plásticos Earl Tupper de Tupperware, una línea completa de envases de alimentos de polietileno herméticos que Tupper promovido hábilmente a través de una red de amas de casa que venden Tupperware como medio de traer algo de dinero. La línea de productos de Tupperware estaba bien pensado y muy eficaz, reduciendo en gran medida el deterioro de los alimentos almacenados. Película delgada un envoltorio plástico que se podría comprar en rollos también ayudó a mantener los alimentos frescos.

Otro elemento destacado en 1950 hogares era Formica, un laminado plástico que se utilizó para superficie de los muebles y armarios. Formica fue duradero y atractivo. Es particularmente útil en las cocinas, ya que no absorbe, y podría ser fácilmente limpiado de manchas de preparación de los alimentos, como la sangre o grasa. Con Formica, una mesa muy atractivo y bien construido podría construir sistemas poco costosos y contrachapado ligero con cubierta de formica, en lugar de maderas duras caros y pesados como el roble o caoba.

Los materiales compuestos de fibra de vidrio como se empezaron a utilizar para la construcción de barcos y, en algunos casos, los coches. La espuma de poliuretano se utiliza para rellenar colchones y espuma de poliestireno se utiliza para alinear cavas con hielo y hacer juguetes flotantes.

Plastics siguen mejorando. Introdujo General Electric Lexan, un alto impacto plástico de policarbonato, en la década de 1970. Du Pont desarrolló Kevlar ®, una fibra sintética extremadamente fuerte que fue mejor conocido por su uso en prendas de vestir y de combate cascos balísticos nominales. Kevlar fue tan impresionante que su fabricante, DuPont, consideró que es necesario liberar un comunicado oficial negando la participación extranjera.

Efectos negativos para la salud

Algunos plásticos se han asociado con efectos negativos para la salud.

El cloruro de polivinilo (PVC) contiene numerosas sustancias químicas tóxicas llamadas adipatos y ftalatos ("plastificantes"), que se utilizan para ablandar el PVC quebradizo en una forma más flexible. El PVC se utiliza comúnmente para empaquetar alimentos y líquidos, omnipresentes en los juguetes y mordedores infantiles, materiales de plomería y construcción, y en todo, desde cosméticos a la ducha cortinas. Trazas de estos productos químicos pueden lixiviar de PVC cuando entra en contacto con los alimentos. La Organización Mundial de la Salud 's Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha reconocido el químico utilizado para fabricar PVC, cloruro de vinilo, como un carcinógeno humano conocido. La Unión Europea ha prohibido el uso de DEHP (ftalato de di-2-etilhexilo), el plastificante más utilizado en PVC, y en los juguetes de los niños.

Poliestireno (PS) es una de las toxinas de la USEPA (Agencia de los Estados Unidos de Protección Ambiental) monitores en el agua potable de los Estados Unidos. Su producción también contamina la atmósfera, destruyendo la capa de ozono. Algunos compuestos de lixiviación de recipientes de comida de espuma de poliestireno interfieren con las funciones hormonales. Es posible carcinógeno humano.

Los policarbonatos son un grupo particular de termoplástico polímeros, cuya principal bloque de construcción es el bisfenol A (BPA), un disruptor hormonal que libera a los alimentos y líquidos, y actúa como estrógeno. Research in Environmental Health Perspectives encuentra que el BPA (lixiviado desde el revestimiento de latas, selladores dentales y botellas de policarbonato) puede aumentar el peso corporal de las crías de animales de laboratorio, así como los niveles hormonales impacto. Un estudio más reciente en animales sugiere que incluso la exposición a bajos niveles de resultados de BPA en la resistencia a la insulina, que puede conducir a la inflamación y las enfermedades del corazón.

El entorno

Los plásticos son durables y degradan muy lentamente. En algunos casos, la quema de plástico puede liberar vapores toxicos. Además, la fabricación de plásticos a menudo crea grandes cantidades de contaminantes químicos.

Por la década de 1990, programas de reciclaje de plástico eran comunes en los Estados Unidos y en otros lugares. Los termoplásticos puede fundirse y volver a utilizar, y los plásticos termoestables se pueden moler y utilizar como material de relleno, aunque la pureza del material tiende a degradar con cada ciclo de reutilización. Hay métodos por los que los plásticos se pueden dividir de nuevo a un estado de materia prima.

Para ayudar reciclaje de artículos desechables, la botella plástica Instituto de la Sociedad de la Industria del Plástico ideó un plan ya familiar para marcar botellas de plástico por tipo de plástico. Un recipiente de plástico reciclable usando este esquema está marcado con un triángulo de tres "flechas persiguiendo", que encierra un número que da el tipo de plástico:

1. PET (PETE), tereftalato de polietileno: Comúnmente se encuentran en 2 litros de refrescos botellas, botellas de aceite de cocina, frascos de mantequilla de maní.
2. HDPE, polietileno de alta densidad: Se encuentra comúnmente en las botellas de detergentes, envases de leche.
3. PVC, policloruro de vinilo: Se encuentra comúnmente en tubos de plástico, muebles de exterior, retractilado, botellas de agua, aderezos para ensaladas y envases de detergente líquido.
4. LDPE, polietileno de baja densidad: Comúnmente se encuentran en las bolsas de limpieza en seco, producen bolsas, ¿pueden los trazadores de líneas, recipientes de almacenamiento de alimentos basura.
5. PP,polipropileno: Comúnmente se encuentran en las cápsulas, pajitas, envases de yogur.
6. PS,de poliestireno: Comúnmente se encuentran en la "espuma plástica", vasos, vajilla de plástico, bandejas de carne, envases para llevar alimentos clamshell
7. Otros, Otros: Esta categoría de plástico, como su nombre del "otro" indica, es cualquier plástico que no sea el nombre # 1- # 6, comúnmente encontrado en ciertos tipos de contenedores de alimentos, Tupperware ybotellas Nalgene.

Por desgracia, el reciclaje de plásticos ha demostrado ser difícil. El mayor problema con el reciclaje de plástico es que es difícil de automatizar la clasificación de los residuos de plástico, por lo que es mano de obra intensiva. Por lo general, los trabajadores de ordenar el plástico por mirar el código de identificación de resina, aunque los contenedores comunes como botellas de refrescos se pueden clasificar de la memoria. Otros materiales reciclables, como los metales, son más fáciles de procesar mecánicamente. Sin embargo, se están utilizando nuevos procesos de clasificación mecánicos para aumentar la capacidad de reciclaje de plástico y eficiencia.

Mientras que los contenedores se hacen generalmente de un solo tipo y color de plástico, haciéndolos relativamente fácil de resolver, un producto de consumo como un teléfono celular puede tener muchas piezas pequeñas que consta de más de una docena de diferentes tipos y colores de los plásticos. En un caso como éste, los recursos que se necesitaría para separar los plásticos son muy superiores a su valor y la opción se descarta. Sin embargo, los acontecimientos están teniendo lugar en el campo de Desmontaje activa, lo que puede dar lugar a más componentes de productos de consumo siendo reutilizado o reciclado. El reciclaje de ciertos tipos de plásticos puede ser rentable, también. Por ejemplo, el poliestireno es raramente recicla generalmente no porque sea rentable. Estos residuos no reciclables se pueden desecharse en vertederos, incinerados o utilizadas para producir electricidad en plantas de conversión de residuos en energía.

Los bioplásticos y plásticos biodegradables

La investigación se ha hecho sobre plásticos biodegradables que rompen con la exposición a la luz solar (por ejemplo, la radiación ultravioleta ), el agua o la humedad, bacterias, enzimas, la abrasión del viento y algunos casos de roedores plaga o ataque de insectos también se incluyen como formas de biodegradación o la degradación del medio ambiente . Está claro que algunos de estos modos de degradación sólo funcionará si el plástico está expuesta en la superficie, mientras que otros modos sólo serán eficaces si se encuentran ciertas condiciones en los sistemas de relleno sanitario o de compostaje. El almidón en polvo se ha mezclado con el plástico como material de relleno para deje que se degrada más fácilmente, pero todavía no conduce a la ruptura completa del plástico. Algunos investigadores han bacterias que sintetizan un plástico completamente biodegradable realidad ingeniería genética, pero este material es caro en la actualidad, por ejemplo Biopol de BP. BASF hacer Ecoflex, un totalmente biodegradable de poliéster para aplicaciones de envasado de alimentos.

Una desventaja potencial de plásticos biodegradables es que el carbono que está encerrada en ellos se libera en la atmósfera como gas de efecto invernadero dióxido de carbono cuando se degradan, aunque si que están hechos de materiales naturales, tales como derivados de cultivos de verduras o productos de origen animal, hay hay ganancia neta de las emisiones de dióxido de carbono, aunque la preocupación será por un gas de efecto invernadero que es peor, el metano liberación. Por supuesto, incineración de plásticos no biodegradables serán liberar dióxido de carbono, así, mientras que la eliminación de la misma en los vertederos lanzará metano cuando el plástico no se descomponen con el tiempo.

Hasta el momento, estos plásticos han demostrado ser demasiado costoso y limitado para el uso general, y los críticos han señalado que el único problema real que abordan es la carretera de arena , que se considera como una cuestión secundaria. Cuando dichos materiales plásticos se vierten en los rellenos sanitarios, pueden convertirse en "momificado" y persistir durante décadas, incluso si se supone que son biodegradables.

Ha habido algunos casos de éxito. La preocupación Courtauld, el productor original de rayón, ocurrió un proceso revisado para el material a mediados de la década de 1980 para producir " Tencel ". Tencel tiene muchas propiedades superiores sobre rayón, pero aún así se produce a partir de " materias primas de biomasa ", y su fabricación es extraordinariamente limpio para los estándares de producción de plástico.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana han estado trabajando en el desarrollo de resinas biodegradables, láminas y películas hechas conzeína (proteína de maíz). PDF (96,7 KiB)

Recientemente, sin embargo, un nuevo tipo de biodegradables resina ha hecho su debut en los Estados Unidos, llamado material Plastarch (PSM). Es el calor, el agua y resistente al aceite y ve una degradación del 70% en 90 días. Los plásticos biodegradables a base de ácido poliláctico (una vez derivan de los productos lácteos, ahora de cereales cultivos como el maíz ) han entrado en el mercado, por ejemplo, como polilactatos como paquetes sándwich desechables.

Una alternativa a AMILÁCEOS resinas son aditivos tales comoBio-Batch un aditivo que permite a los fabricantes para hacer PE, PS, PP, PET, y PVC totalmente biodegradable en vertederos, donde 94,8% de la mayoría de los plásticos terminan, de acuerdo con lade la EPA última informe de RSU situado bajo "Residuos Sólidos Urbanos en los Estados Unidos": 2.003 tablas de datos.

También es posible que las bacterias eventualmente desarrollar la capacidad de degradar los plásticos. Esto ya ha sucedido con nylon: dos tipos de bacterias que comen de nylon, Flavobacterias y Pseudomonas , fueron encontrados en 1975 a poseer enzimas ( nylonase) capaz de romper el nylon. Aunque no es una solución al problema de eliminación, es probable que las bacterias se desarrollarán la capacidad de utilizar otros plásticos sintéticos también.

Esta última posibilidad fue de hecho el tema de una novela de precaución por Kit Pedler y Gerry Davis (guionista), los creadores de la Cybermen, re-usando la trama del primer episodio de su serie Doomwatch. La novela, "Mutant 59: El Devorador de plástico" , escrita en 1971, es la historia de lo que podría suceder si una bacteria llegara a evolucionar -o sea artificialmente culta-comer plásticos, y se soltó en una gran ciudad .

Los bioplásticos

Algunos plásticos se pueden obtener a partir de biomasa, incluyendo:

• deguisantes película almidón con gatillopropiedades de biodegradación para aplicaciones agrícolas (TRIGGER).
• de biopetróleo.

Precio, el medio ambiente y el futuro

La mayor amenaza para la industria del plástico convencional es más probable que sean las preocupaciones ambientales, incluyendo la liberación de contaminantes tóxicos, gases de efecto invernadero , la basura, biodegradable y no biodegradable impacto vertedero como resultado de la producción y venta de petróleo y plásticos derivados del petróleo . De particular preocupación ha sido la reciente acumulación de enormes cantidades de basura de plástico en giros oceánicos, en particular el Giro del Pacífico Norte, ahora conocido informalmente como el Gran Parche de Basura del Pacífico o el vórtice de basura del Pacífico.

Durante décadas, uno de los grandes atractivos de los plásticos ha sido su bajo precio. Sin embargo, en los últimos años el costo de los plásticos ha aumentado dramáticamente. Una de las principales causas es el costo fuerte aumento del petróleo , la materia prima que es alterada químicamente para formar plásticos comerciales.

Con algunos observadores sugieren que el futuro las reservas de petróleo son inciertas, el precio del petróleo podría aumentar aún más. Por lo tanto, se están buscando alternativas. La pizarra bituminosa y aceite de alquitrán son alternativas para la producción de plástico, pero son caros. Los científicos están buscando alternativas más baratas y mejores a los plásticos derivados del petróleo, y muchos candidatos están en los laboratorios de todo el mundo. Una alternativa prometedora puede ser la fructosa.

Plásticos comunes y sus usos

Polipropileno (PP)

Los recipientes de alimentos, electrodomésticos, defensas de automóviles (parachoques).

Poliestireno(PS)

Embalaje de espuma, recipientes para alimentos, vasos desechables, platos, cubiertos, CD y cajas de cassette.

Poliestireno de alto impacto(HIPS)

revestimientos nevera, envases de alimentos, vasos expendedoras.

Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)

Cajas para equipos electrónicos (por ejemplo, monitores de computadoras, impresoras, teclados).

Tereftalato de polietileno (PET)

botellas de bebidas carbonatadas, tarros, película de plástico, envases para microondas.

Poliéster (PES)

Las fibras,textiles.

Poliamidas (PA) (Nylons)

Las fibras, cerdas del cepillo de dientes, molduras de motor de coche línea de pesca, bajo el capó.

Poli (cloruro de vinilo) (PVC)

Tuberías de fontanería y canalones, cortinas de baño, marcos de ventanas, suelos.

Los poliuretanos (PU)

espumas de amortiguación, espumas aislantes térmicos, recubrimientos superficiales, rodillos de impresión. (Actualmente sexto o séptimo más comúnmente utilizado material plástico, por ejemplo, el plástico más usado encontrado en los coches).

Policarbonato (PC)

Los discos compactos,gafas, escudos antidisturbios, ventanas de seguridad, semáforos, lentes.

Cloruro de polivinilideno (PVDC) (Saran)

Envasado de alimentos.

El polietileno (PE)

Amplia gama de usos de bajo costo, incluyendo bolsas de supermercados, botellas de plástico.

Bayblend (PC / ABS)

Una mezcla de PC y ABS que crea un plástico fuerte. : Interior del coche y las partes exteriores

Plásticos para usos especiales

Polimetilmetacrilato (PMMA)

lentes de contacto, acristalamiento (más conocido en esta forma por sus diferentes nombres comerciales de todo el mundo, por ejemplo, metacrilato, Oroglas, plexiglás) difusores de luz fluorescente, luz trasera cubiertas para vehículos.

Politetrafluoroetileno (PTFE) (nombre comercial Teflon)

Resistente al calor, recubrimientos de baja fricción, utilizadas en cosas como las superficies antiadherentes para sartenes, cinta y toboganes de fontanero.

Polieteretercetona (PEEK) (policetona)

Strong, a los productos químicos y termoplástico resistente al calor, permite biocompatibilidad para el uso en aplicaciones de implantes médicos, molduras aeroespaciales. Uno de los polímeros comerciales más costosos.

Polieterimida (PEI) (Ultem)

La Producto General Electric, similar aPeek.

Fenólicos (PF) o (formaldehídos de fenol)

alto módulo, relativamente resistente al calor, y el polímero resistente al fuego excelente. Utilizado para piezas aislantes en aparatos eléctricos, productos laminados de papel (por ejemplo, "Formica"), espumas aislantes térmicamente. Es un plástico termoestable, con el nombre familiar comercio baquelita, que puede ser moldeado por el calor y la presión cuando se mezcla con una harina de madera de relleno similar o puede ser echado en su forma líquida sin relleno o un yeso en forma de espuma, por ejemplo, "Oasis". Los problemas incluyen la probabilidad de molduras siendo naturalmente colores oscuros (rojo, verde, marrón), y como termoestable difíciles de reciclar .

La urea-formaldehído (UF)

uno de los aminoplastos y se utiliza como alternativa multi-coloreable a Fenoles. Se utiliza como adhesivo para madera (para contrachapado, aglomerado, madera prensada) y cajas de interruptores eléctricos.

La melamina formaldehído (MF)

uno de los aminoplastos, y se utiliza una alternativa plausible a múltiplescompuestos fenólicos, por ejemplo, en las molduras (por ejemplo, la rotura de la resistencia alternativas a tazas de cerámica, platos y cuencos para niños) y la capa superior superficie decorada de los laminados de papel (por ejemplo, "Formica" ).

Ácido polilactico

un biodegradable, termoplástica, que se encuentra convertida en una variedad de poliésteres alifáticos derivados del ácido láctico que a su vez puede ser hecha por la fermentación de diversos productos agrícolas, tales como almidón de maíz, una vez hecha de productos lácteos.

Material de Plastarch

biodegradable y resistente al calor, termoplástico compuesto de almidón de maíz modificado.