una materia (algo físico) que no es natural, sino que esta hecho a base de productos químicos para satisfacer alguna necesidad que tenemos las personas, es un material que no se encuentra en estado natural, pero que le necesitamos para utilizarles, tanto en la industria, como en el día a día de cualquier persona normal.
Los materiales sintéticos, no tienen que ser exactamente creados por laboratorio (como lo son los distintos plásticos, que es el material sintético por excelencia, el primero que se nos viene a todos a la cabeza) con sustancias químicas, sino también los podemos crear partiendo de sustancias naturales, como puede ser el papel, o también el petroleo es un material natural, sin embargo, la gasolina es sintético, ya que es necesario la mano del hombre para obtenerlo (se obtiene mediante destilación fraccionada, que es un proceso químico, o mas bien térmico).
En la actualidad es difícil mirar a nuestro alrededor y no ver materiales sintéticos , ya que casi todo esta echo con ellos, de echo hay mas materiales sintéticos que naturales, y tal y como sigue avanzando la tecnología, cada vez habrá mas, ya que se descubren compuestos nuevos .
los podemos dividir según sus características en 3 tipos distintos de sintéticos, que son los termoplasticos, los termoestables y por ultimo pero no por ello menos importante los elastomeros.
PLÁSTICOS TERMOPLÁSTICOS
Los termoplásticos están constituidos por cadenas unidas entre sí débilmente .Es un tipo de plástico que permite calentar, moldear y enfriar en un número de veces indefinidas.
| NOMBRE | PROPIEDADES | APLICACIONES | |
| Policloruro de vinilo (PVC) | Amplio rango de durezaImpermeable | Tubos, desagües, puertas, ventanas | |
| Poliestireno (PS) | Duro | Transparente pigmentable | Juguetes, pilotos coche |
| Expandido (porexpán) | Esponjoso y blando | Aislamientotérmico y acústico, envasado , embalaje (“corcho blanco “), | |
| Polietileno (PE) | Alta densidad | Rígido, resistente y transparente | Utensilios domésticos (cubos, juguetes) |
| Baja densidad | Blando y ligero, transparente | Depósitos, envases alimenticios | |
| Metacrilato (plexiglás) | Transparente | Faros, pilotos de automóvil, ventanas, carteles luminosos, gafas de protección, relojes... | |
| Teflón (fluorocarbonato) | Deslizante.Antideslizante. | Utensilios de cocina (sartenes, paletas...), superficies de encimeras... | |
| Nailon (PA poliamida) | Flexible y resistente a la tracción, traslucido, brillante | Hilo de pescar ,levas, engranajes ,tejidos, medias | |
| Celofán | Transparente (con o si color). Flexible y resistente. Brillante y adherente. | Embalaje, envasado, empaquetado. | |
| Polipropileno(PP) | Translucido, flexible resistente. | Tapas de envases, bolsas, carcasas | |
| Poliéster (PET) | Botellas de agua, envases champú, limpieza | ||
PLÁSTICOS TERMOESTABLES
Están formados por cadenas enlazadas fuertemente en distintas direcciones. Al someterlos al calor, se vuelven rígidos, por lo que solo se pueden calentarse una vez y no se deforman.
En general presentan un superficie dura y extremadamente resistente, y son mas frágiles que los termoplásticos.
| Nombre | Propiedades | Aplicaciones |
| Poliuretano (PUR) | Esponjosa y flexible. Blando macizo. Elástico y adherente | Espuma para colchones y asientos, esponjosas, aislamientos térmicos y acústicos, juntas, correas de transmisión de movimientos, ruedas de fricción, pegamentos y barnices. |
| Resinas fenólicas (PH): Baquelitas | Con fibras de vidrio son resistentes al choque. Con amianto, son termorresistentes. Color negro o muy oscuro. Aislantes eléctricos | Mangos y asas de utensilios de cocina, ruedas dentadas, carcasas de electrodomésticos, aspiradores, aparatos de teléfonos, enchufes interruptores, ceniceros. |
| Melamina | Ligera Resistente y considerable dureza Sin olor ni sabor. Aislante térmico | Accesorios eléctricos, aislantes térmicos y acústico, encimeras de cocina, vajillas , recipientes de alimentos. |
ELASTÓMEROS
Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos.
A modo más específico, un elastómero, es un compuesto químico formado por miles de moléculas denominadas monómeros, los que se unen formando enormes cadenas. Es gracias a estas grandes cadenas que los polímeros son elásticos ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada.
Cuando un elastómero es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces tomen un aspecto cristalino. Sin embargo, una vez que se suelta, rápidamente, vuelve a su estado original de elástico desorden. Lo anterior distingue a los elastómeros de los polímeros plásticos
Para modificar algunas de las características de los elastómeros, es posible añadir otros elementos como el cloro, obteniendo así el neopreno tan utilizado en los trajes húmedos para bucear.
Para poder darle un uso más práctico a los elastómeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A través de la aplicación de átomos de azufre, este polímero se hace más resistente gracias a un proceso denominado vulcanización. Si además se le agrega otro tipo de sustancias químicas es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas presentes en el medio ambiente
| Nombre | Obtención | Propiedades | Aplicaciones |
| Caucho natural | Látex | Resistente e inerte | Aislamiento Térmico y eléctrico, colchones, neumáticos... |
| Caucho sintético | Derivados del petróleo | Resistentes a agentes químicos | Neumáticos, volantes, parachoques, pavimentos, tuberias,mangeras, esponjas de baño,quantes,colchones... |
| Neopreno | Caucho sintético | Mejora las propiedades del caucho sintético: es mas duro y resistente. Impermeable. | Trajes de inmersión, juntas, mangueras, guantes... |
La historia de los materiales sintéticos comenzó cuando las personas descubrimos que las resinas que salían de los arboles se podían utilizar para hacer objetos, cosas que se utilizan a diario, como podían ser el caucho para hacer las suelas de los zapatos.
Este caucho ya era conocido antes incluso de que Colon fuese a América (antes del 1492, ya que en ese año fue el allí), hablo de hace 524 años, en los que ya sabían extraer el caucho de los arboles y utilizarle, mientras que en el occidente, donde se supone que mas avanzados estábamos, no teníamos nada parecido.
Este caucho ya era conocido antes incluso de que Colon fuese a América (antes del 1492, ya que en ese año fue el allí), hablo de hace 524 años, en los que ya sabían extraer el caucho de los arboles y utilizarle, mientras que en el occidente, donde se supone que mas avanzados estábamos, no teníamos nada parecido.
Pero ese caucho no era muy estables, y cuando hacia frío se rompía y cuando hacia calor se volvía pegajoso, por lo que sus aplicaciones eran algo limitadas.
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| Extrayendo caucho del árbol "Hevea brasiliensis" |
Pero lo que no sabían es que ese caucho era necesario sintetizarle, es aquí donde entra en juego Goodyear, y donde se comienza ya a hablar seriamente de los materiales sintéticos, este es el comienzo, hablo del año 1839, en el que Charles Goodyear por suerte, equivocación, o lo que sea (aun no se sabe muy bien porque) deicidio tirar un poco del caucho natural a las brasas de su chimenea, y al día siguiente, cuando fue a tirar las cenizas, vio que el trozo de caucho que había tirado reboto, y entonces vio que el caucho había cambiado, que ahora era mas resistente a los esfuerzos mecánicos y soportaba mucho mejor los cambios de temperatura (ya no se volvía pegajoso con el calor, ni quebradizo con el frío).
Lo que el había hecho sin darse cuenta fue mezclar caucho natural con azufre y calor, lo que llevo a cabo una reacción química y creo así, sin querer, el primer compuesto sintético conocido (aunque también los indígenas mezclaban el caucho con aditivos, a lo que también podríamos llamar sintético...), a este procedimiento químico se le llamo Vulcanizacion. (aunque el parezca el fundador de la marca de neumáticos, no fue así, sino que la hicieron años después y la pusieron el nombre de Goodyear en su honor, por inventar la vulcanizacion que izo posible crear los neumáticos).
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| Neumáticos hechos de caucho |
Años después, en 1860 se desarrollo el celuloide, visto así no te suena, pero seguro que si hablo de los carretes de las cámaras de fotos si, ya que ese carrete esta hecho de celuloide, pero no fue ese su primer uso, sino que para lo que se patento fue para hacer bolas de billar
Este compuesto químico se creo a través de la celulosa de las plantas y alcanfor principalmente, se dice que se descubrió al igual que el vulcanizado de Goodyear por suerte, el hombre se corto un dedo y cuando fue a buscar vendas, se le cayeron dos frascos que se juntaron y vio que la sustancia que resulto era pegajosa, y no se sabe muy bien porque decidió llamarla celuloide, el celuloide es muy inflamable, de hecho hay muchas medidas de seguridad en las filmotecas donde se guardan las bobinas de las películas viejas, se empezó a utilizar en el cine en 1889 (desde 1940 ya no se utiliza, para evitar incendios)
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| Carrete de Celuloide |
Dentro del descubrimiento del celuloide hay cierta polémica, ya que hay otra versión que dice que fue Alexander Parkes el que lo fabrico en 1850 y lo llamo Parkesina y después le vendió la patente a John Wesley (el que invento el celuloide) porque el no lo había podido vender, y luego John presento ese producto a un concurso para hacer bolas de billas (ya que el marfil para hacerlas escaseaba) y gano el concurso, después lo llamo celuloide y lo patento como suyo.
Algo después, en 1906, el químico belga Leo Hendrik Baekeland, desarrolló el primer material completamente sintético, llamado “Baquelita”, esta en ver de hacerse blanda cuando se calienta, se hacia dura, es por eso por lo que desde que se invento sigue utilizándose en infinidad de cosas, de hecho en los coches también a sido un material utilizado, de hecho hay algunos carburadores que se han fabricado en baquelita.
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| Radio antigua hacha de Baquelita |
Y ya a partir de aquí, comienza la revolución de los plásticos, ya que en el siglo 20 se le considera el inicio de la "era del plástico" porque desde aquí no se a parado de avanzar en nuevos materiales sintéticos o en mejorar los que ya había.
Durante los años 1920 y 1930, se desarrollaron los procesos para la fabricación de materiales sintéticos derivados del petróleo, como fue el PVC, el cual se supones que ya se había descubierto en 1872, pero no hay muchos datos al respecto de ello.
Rápidamente a la vez que fue creciendo y evolucionando la industria que permitía crearlos, se obtuvieron materiales con una gran variedad de características, como la resistencia térmica, la maleabilidad o la conductividad eléctrica.
Años después, en 1935 se descubrió el polimetilo metacrilato, el cual se comenzó llamando comercialmente “Plexiglás”, es uno de los materiales sintéticos más conocidos inventado en esa época, el cual es transparente como el cristal (pero es 15 veces mas resistente), también es un buen aislante (tanto térmico como eléctrico), es bastante ligero y se puede moldear muy bien,... ¿a que ya te suena? este plástico es el que comúnmente se llama metacrilato, del cual ya he hablado algo antes
Seguidamente, en el año 1938 se invento el politetrafluoroetileno, y fue vendido bajo el nombre de Teflón a partir de 1943.
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| Barras de Teflon |
Por el año 1935, se empezó a comercializar con el nylon, que se cree que se llamo a si por que los que le inventaron uno vivia en NY (nueva york) y el LON de Londres, con este se comercializaron medias, las cuales tuvieron muchísima fama en aquellos años, ya que eran mucho mas resistentes que las de la epoca
Y como la industria siguió demandando productos, en 1955, se pudo comenzar la producción de polietileno a gran escala y después en 1957 la de polipropileno.
Y como la industria siguió demandando productos, en 1955, se pudo comenzar la producción de polietileno a gran escala y después en 1957 la de polipropileno.
En 1970, la producción mundial de plásticos se cifró en unos 30 millones de toneladas y en 1980 esta producción se triplicó.
Hablando ya sobre el tema que nos interesa, los vehículos, en la industria española del automóvil se utilizaron en 1957 mas o menos 1,1 kg de plástico por coche (sin contar el caucho de las ruedas), pero después, en 1970 los coches ya montaban mas de 50 kg.
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| Interior de un Jaguar de 1953, como se ve hay poco plástico |
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| Interior de un Audi 100 coupe de 1971, en este se puede apreciar mas plástico, 20 años separan a estos coches |
Ahora mismo, los fabricantes emplean una media de 110 kg por coche, y la cifra va en aumento ya que se supone que de aquí a unos años el 30% de los coches sera de plástico en el exterior, y hasta del 70% en el interior (que como ya dije es donde mas se utilizaba)
Lo mas normal es que sea el interior la parte que mas plástico contenga, pero también han existido, y por supuesto existen coches con una carrocería de plástico, mas concreta-mente de fibra de vidrio, de hacho aquí se puede ver una lista de 20 coches con la carrocería de plástico.
Aunque todo el rato me estoy refiriendo a plástico como material sintético en los coches (porque el plástico es la referencia mas extendidas de un material sintético), también hay carrocerías de otros sintéticos que no son plástico, como puede ser la fibra de carbono (aunque también lleva resina plástica parecida a la fibra de vidrio) o de kevlar, esta claro que son superdeportivos como fueron el McLaren F1 o el Ferrari F40, que fueron los pioneros en usar kevlar en los 80, al igual que los grupo b y los f1, pero hoy en día también se usa con deportivos como el McLaren MP4 hecho íntegramente en fibra de carbono, o el GTA Spano que usa carbono y Kevlar.
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| Tela de Kevlar |
En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo.
Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.
En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban con resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites (de semillas), derivados del almidón o el carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados.
A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que el nylon 11 se fabrique todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo.
Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. Dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.
En general, se considera al etileno, propileno y butadieno como materias primas básicas para la fabricación de una extensa variedad de monómeros, que son la base de todos los plásticos.
PROCESOS PRODUCTIVOS:
INYECCIÓN:
Este es el método más utilizado para la producción de componentes de automóviles. El proceso consiste en calentar el material, e inyectarlo en las cavidades de un molde para que adquiera la forma de este.
La duración de este proceso depende del tipo de resina utilizada y la configuración de la pieza. Sin embargo este proceso se suele realizar con una cierta rapidez. Además salvo en casos especiales las piezas salen ya totalmente terminadas.
EXTRUSIÓN:
El proceso de extrusión consiste en introducir el material en un tornillo sin fin. este material se calentará y saldrá a través de la boquilla con la forma de esta.
A la boquilla la podemos acoplar una cuchilla que vaya cortando el producto final, para darle la forma deseada.
