Clasificación y Propiedades de los Plásticos

Termoplásticos

Son polímeros como el PP (Polipropileno), PVC (Cloruro de Polivinilo), PE (Polietileno), etc.

Los más utilizados:

• ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno): Buena rigidez, estabilidad dimensional, resistencia a los químicos y calidad de superficies.
• PC-ALPHA: Buenas propiedades mecánicas y térmicas, rígido y resistente al impacto.
• PA (Poliamida o Nailon): Se fabrica en varias densidades, es tenaz, resistente al desgaste y a los disolventes.
• PC (Policarbonato): Rígido y resistente al impacto, resistente a la intemperie y al calor. Es combustible de carácter autoextinguible.
• PE (Polietileno) (No afectado por acetona): Polímero de mayor producción. Resistente a los químicos y a altas temperaturas, gran resistencia a la tracción e impacto y buen aislante térmico. Según su fabricación, existen PE de baja densidad y de alta densidad.
• PP (Polipropileno) (No afectado por acetona): Similar al PE de alta densidad, pero se comporta mejor a altas temperaturas y peor a bajas. Es buen aislante, fácil de colorear, resistente a la tracción y a la abrasión.
• PP-EPDM (Etileno Propileno Dieno Monómero): Elástico y absorbe los impactos. Resistente a la temperatura, impactos, ácidos y disolventes, y posee buenas propiedades eléctricas.
• PVC (Cloruro de Polivinilo): Resistente a la intemperie y a la humedad, pero no a la temperatura. Cuando se descompone, desprende humo tóxico y cancerígeno.
• XENOY (PC PBTP) (Policarbonato, Poliéster, Termoplástico): De estructura rígida, pero son elásticos y resistentes al impacto.

Termoestables

Los más utilizados:

• GU-P: Resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio.
• GFK: Plásticos reforzados con fibra de vidrio.
• EP (Epoxi-do): Resina epoxi.

Elastómeros

Pueden ser de caucho natural o caucho sintético.

Los más utilizados:

• PU (Poliuretano) y PUR (Poliuretano Rígido): Son la base de varios elastómeros. Resistentes a la abrasión y al desgarramiento, muy resistentes a la gasolina y a las vibraciones, y son buen aislante térmico. Conforman parte de la base del material RIM (Poliuretano de Reacción Moldeado por Inyección).

Aditivos

Incluyen lubricantes, estabilizadores, absorbentes de rayos UVA, plastificantes, cargas, colorantes y pigmentos, y refuerzos.

Aplicaciones de los Plásticos en la Automoción

Justificación y Beneficios

El uso de plásticos en vehículos ofrece múltiples ventajas:

• Reducción de peso: Puede mejorar entre un 17% y 50%, lo que aumenta las prestaciones del vehículo.
• Mayor resistencia a la fricción.
• Absorción de impactos al deformarse.
• Resistencia a productos químicos y corrosión (en algunos casos).
• Posibilidad de ser pintados.
• Combinación con otros materiales para mejorar la estética del vehículo.
• Alta moldeabilidad.
• Buenas propiedades de aislamiento térmico, eléctrico y acústico.

Procesos de Fabricación de Plásticos (Polimerización)

Procesos Industriales

Polimerización

Proceso por el cual, mediante un catalizador, se unen varias moléculas individuales y homogéneas de un monómero para formar una cadena de moléculas gigantes llamadas macromoléculas. La combinación más simple de polimerizar es el etileno. Por este procedimiento se obtiene PVC, PE, etc. Se descubrió en 1930. La polimerización se inicia añadiendo un catalizador o acelerador de la reacción, generalmente peróxidos. El proceso de polimerización consta de tres fases:

1. Reacción de iniciación.
2. Crecimiento de la cadena.
3. Reacciones de cierre.

Policondensación

Por este método se obtienen resinas y poliésteres. En este proceso reaccionan entre sí moléculas diferentes.

Poliadición

Por este método se obtienen productos que mejoran las propiedades físicas y mecánicas cuando se polimerizan simultáneamente dos o más monómeros. Por este procedimiento se obtienen poliuretanos y resinas epoxídicas.

Tipos de Estructuras Moleculares y Aplicaciones

Tipos de Aplicaciones de los Plásticos en el Automóvil

• Lineales del tipo Polietileno (Termoplásticos):

  Solo pueden formarse colocando un monómero detrás de otro en línea y sin ningún tipo de enlace.

• Lineales del tipo Butadieno (Elastómeros):

  Iguales que los de tipo polietileno, pero con algún doble enlace que les da más resistencia.

• Estéreas o Ramificadas, como la Baquelita (Termoestables):

  Los nuevos enlaces covalentes que se forman dan lugar a una estructura estérea, formando un armazón rígido.

Procesos de Conformado y Gestión de Residuos

Procesos de Conformado en Termoplásticos

Conformado por estampación, conformado por molde giratorio, extrusión, extrusión soplado, inyección, calandrado y espumación.

Gestión de Residuos

No Peligrosos

Metales, materiales sintéticos y vidrio.

Peligrosos

Elementos pirotécnicos, fluidos y gases como: anticongelantes, gasolinas, aceites, electrolitos, etc.

Identificación y Reparación de Elementos Termoplásticos

Identificación de Termoplásticos por Test de Soldadura

Si no se dispone de los datos para identificar mediante combustión, se realiza una prueba soldando con diferentes varillas de plástico. El procedimiento es el siguiente:

1. Quitar la pintura del plástico y limpiar la zona.
2. Seleccionar la tobera de acuerdo con la varilla.
3. Ajustar la temperatura y comenzar a soldar (aproximadamente 2 cm).
4. Retirar el soldador y dejar enfriar.
5. Tirar de la varilla.

Si el plástico se agarra al tirar, significa que es igual o compatible con el plástico. Si no presenta ninguna resistencia al tirar de él, no es compatible.

Métodos de Reparación de Elementos Termoplásticos

• Soldadura por fusión con aire caliente.
• Soldadura por fusión con acetona.
• Pegado con adhesivos.
• Inserción de grapas térmicas.

Soldadura Rápida

Indicada para tramos largos y rectos. Consiste en realizar la unión aportando material de la misma composición o compatible mediante una fuente de calor (el soldador) y material de aportación (el plástico). El material de aportación no se derrite por completo.

Procedimiento:

1. Conectar el soldador a la red eléctrica y ajustar el potenciómetro a la temperatura adecuada.
2. Preparar el plástico lijando y desengrasándolo.
3. Proceder a realizar la soldadura.

El soldador puede calentarse entre 20 y 700 ºC y sopla unos 230 litros de aire por minuto. Se pueden realizar cordones perpendiculares al cordón principal por la parte posterior para reforzar la soldadura.

Aspectos a tener en cuenta: La composición del elemento a reparar, la temperatura y la presión de soldadura. Se deben utilizar guantes, gafas y mascarilla.

Soldadura Pendular

Indicada para curvaturas, recovecos, etc. Es un tipo de soldadura de termoplásticos por aire caliente. Se debe preparar la ranura en el plástico en forma de V con un ángulo de 80º. Con una mano se coge el material de aportación y con la otra el soldador, soldando toda la ranura previamente hecha. La inclinación con la que se trabaje dependerá del espesor del material a soldar con respecto al espesor del material de aportación. Se deben utilizar guantes, gafas y mascarilla.

Reparación con Acetona

Al aplicar unas gotas de acetona, las piezas reaccionan y se vuelven pastosas, lo que provoca que se adhieran. Funciona mejor con ABS y peor con PP y PE.

Catalizador y Activador

• Activador: Es un acelerador de la polimerización que permite que esta se produzca a temperatura ambiente.
• Catalizador: Es el producto que provoca la reacción de la polimerización.

Diagnóstico por Combustión

Método para identificar el tipo de plástico:

1. Extraer una muestra alargada o en forma de tira de una parte no visible de la pieza.
2. Eliminar restos de pinturas o imprimaciones.
3. Realizar prueba de combustión generando llama en la muestra.
4. Analizar comportamiento y características de la combustión.
5. Contrastar resultados con una tabla de referencias para identificar el tipo de plástico.

Análisis de la Combustión

• Llama: Facilidad de combustión, color de llama en inicio de combustión, color, forma, chispa y altura de la llama en combustión.
• Goteo: Cantidad y frecuencia, llama/humo, forma.
• Residuos desprendidos: Forma, textura/color.
• Humo de combustión: Color, hollín.
• Humo al apagado: Olor.
• Residuo en muestra: Forma, textura/color.

Identificación de Plásticos que No Presentan Marcado

Termoplásticos

Tienen una estructura flexible. Si se doblan, se queda una marca blanca en el punto flexionado. Al calentarlos, se derriten.

Termoestables

Son rígidos. Al calentarlos, se descomponen, pero no llegan a fluir.

Acrónimos Comunes

• R.I.M: Moldeo por Inyección de Resina (Reaction Injection Molding).
• R-R.I.M: RIM Reforzado (Reinforced Reaction Injection Molding).
• S-R.I.M: RIM Estructural (Structural Reaction Injection Molding).
• SMC: Compuesto Moldeable en Láminas (Sheet Molding Compound).
• BMC: Compuesto Moldeable a Granel (Bulk Molding Compound).