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Facultad de QuímicaFacultad de QuímicaUniversidad de MurciaUniversidad de Murcia

En un mundo de plEn un mundo de pláástico I:stico I:Los plLos pláásticossticosGloria Gloria VílloraVíllora CanoCano

Antonia Pérez de los RíosAntonia Pérez de los RíosEnero 2008Enero 2008

Evolución de los materiales

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1492

DESARROLLO DE LOS PLÁSTICOS EN LA LÍNEA DEL TIEMPO

1868EJE DEL DESARROLLO DE LOS POLÍMEROS

1400 1730

1770 1820

1830

1930

19101920

1940

1950

1960

1970

20001791

El caucho Vulcanización Celuloide BakelitaNylon, Neopreno

EJE DE ACONTECIMIENTOS HISTÓRICOSDescubrimiento y colonización de América

Independencia y conflictos de América

1a.Guerra Mundial. Rev. mexicana

2a.Guerra Mundial.

Vietnam.

2000

19601950194019301910-1920186818201492

Irak Afganistán

14001400

El caucho se conocía por los indígenas El caucho se conocía por los indígenas del continente americano y con él hacían del continente americano y con él hacían las bolas para el juego de pelota.las bolas para el juego de pelota.Los indios peruanos nombran con la Los indios peruanos nombran con la palabra palabra cauchuccauchuc a este material, la cual a este material, la cual significa impermeable.significa impermeable.

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14921492Descubrimiento de América.Descubrimiento de América.A partir de esta fecha y hasta 1731, los A partir de esta fecha y hasta 1731, los españoles intentaron imitar los productos de los españoles intentaron imitar los productos de los nativos, sin conseguirlo.nativos, sin conseguirlo.Los ingleses por su parte lograron sacar de Los ingleses por su parte lograron sacar de Brasil y por medio del contrabando varias Brasil y por medio del contrabando varias semillas de las plantas que producían el caucho semillas de las plantas que producían el caucho y las sembraron con éxito en y las sembraron con éxito en CeylánCeylán y otras y otras colonias tropicales, cercanas al Ecuadorcolonias tropicales, cercanas al Ecuador

17311731-- 17361736En 1731 el gobierno francés envió en una En 1731 el gobierno francés envió en una expedición geográfica a América del Sur, con expedición geográfica a América del Sur, con el geógrafo matemático Charles de la el geógrafo matemático Charles de la CondamineCondamine, quien en el año de:, quien en el año de:1736, hizo llegar a Francia varios rollos de 1736, hizo llegar a Francia varios rollos de caucho crudo junto con una descripción de caucho crudo junto con una descripción de los productos fabricados por las tribus del los productos fabricados por las tribus del valle del Amazonas.valle del Amazonas.

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17701770

El químico británico Joseph El químico británico Joseph PriestleyPriestleydescubrió que las marcas y trazos hechos descubrió que las marcas y trazos hechos con lápices se borraban frotando con con lápices se borraban frotando con caucho, y de ahí surgió su nombre en caucho, y de ahí surgió su nombre en inglés, inglés, rubberrubber..

17911791

Primera aplicación comercial del caucho Primera aplicación comercial del caucho por el fabricante inglés Samuel Peal, que por el fabricante inglés Samuel Peal, que patentó un método para impermeabilizar patentó un método para impermeabilizar tejidos, tratándolos con caucho disuelto en tejidos, tratándolos con caucho disuelto en trementinatrementina

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18231823

Charles Macintosh, químico e inventor Charles Macintosh, químico e inventor británico, fundó una fábrica en Glasgow británico, fundó una fábrica en Glasgow para manufacturar tejidos impermeables y para manufacturar tejidos impermeables y ropa para la lluvia, que lleva desde ropa para la lluvia, que lleva desde entonces su nombre.entonces su nombre.

1834 1834 -- 18391839En 1834 el químico alemán En 1834 el químico alemán F.LudersdorfF.Ludersdorf y su y su colega norteamericano N. colega norteamericano N. HaywardHaywarddescubrieron que si le añadían azufre a la descubrieron que si le añadían azufre a la goma de caucho, reducían y eliminaban la goma de caucho, reducían y eliminaban la pegajosidad de los artículos de caucho.pegajosidad de los artículos de caucho.En 1839 Charles En 1839 Charles GoodyearGoodyear, descubrió el , descubrió el proceso de vulcanizado, que le confiere al proceso de vulcanizado, que le confiere al caucho resistencia a los cambios de caucho resistencia a los cambios de temperatura y a la abrasión, además lo hace temperatura y a la abrasión, además lo hace impermeable a los gases.impermeable a los gases.

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18681868JohnJohn HyattHyatt inventa el celuloide, en inventa el celuloide, en Estados Unidos, al participar en un Estados Unidos, al participar en un concurso premiado con 10 000 dólares, concurso premiado con 10 000 dólares, para quien descubriera un material que para quien descubriera un material que reemplazara al marfil en la elaboración reemplazara al marfil en la elaboración de bolas de billar.de bolas de billar.El celuloide resultó barato y duradero, El celuloide resultó barato y duradero, muy útil en la elaboración de películas muy útil en la elaboración de películas cinematográficas, y para fabricar cinematográficas, y para fabricar peines, cepillos y botones.peines, cepillos y botones.

1910 1910 –– 19201920

1909 El químico norteamericano de origen 1909 El químico norteamericano de origen belga Leo belga Leo BaekelandBaekeland sintetizó la bakelitasintetizó la bakelita1920 El químico alemán 1920 El químico alemán HermannHermannStaudingerStaudinger demuestra que los polímeros demuestra que los polímeros son macromoléculas formadas por largas son macromoléculas formadas por largas cadenas unidas entre sicadenas unidas entre si

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19301930En la dEn la déécada del 30cada del 30::La compaLa compañíñía a DupontDupont desarrolla el Nylon desarrolla el Nylon (descubierto por (descubierto por WallaceWallace CarothersCarothers) y ) y el teflel teflóón.n.Se desarrollan el caucho sintSe desarrollan el caucho sintéético (el tico (el Neopreno), el Neopreno), el policloruropolicloruro de vinilo mejor de vinilo mejor conocido como PVC y el conocido como PVC y el poliestirenopoliestireno

19401940Todos los plásticos anteriormente Todos los plásticos anteriormente descubiertos, fueron aplicados en la descubiertos, fueron aplicados en la industria militar con gran éxito para los industria militar con gran éxito para los Estados Unidos.Estados Unidos.Se siguen desarrollando más fibras Se siguen desarrollando más fibras sintéticas como el rayón, el orlón entre sintéticas como el rayón, el orlón entre otras, usadas para la industria del otras, usadas para la industria del vestido.vestido.

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19501950

Se desarrolla el Polietileno y el Se desarrolla el Polietileno y el PolipropilenoPolipropileno..

19601960La compaLa compañíñía a DupontDupont comercializa la comercializa la licralicraque habque habíía desarrollado hacia 1958.a desarrollado hacia 1958.OtraOtra cientcientíífica de fica de la compala compañíñía a DuPontDuPont,,StephanieStephanie KwolekKwolek enen 1965, 1965, realiza realiza trabajos que trabajos que constituyconstituyeroneron la base para la la base para la preparacipreparacióón comercial de la fibra n comercial de la fibra aramidaaramidaKevlarKevlar, usada en chalecos antibalas, , usada en chalecos antibalas, bolsas de aire y blindaje en autombolsas de aire y blindaje en automóóviles.viles.

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20002000Actualmente es difícil concebir el mundo y sus Actualmente es difícil concebir el mundo y sus comodidades sin los plásticos.comodidades sin los plásticos.Los plásticos adquieren cada vez más Los plásticos adquieren cada vez más importancia en la medicina para reemplazar importancia en la medicina para reemplazar órganos como el corazón. Se comienzan a órganos como el corazón. Se comienzan a desarrollar plásticos que faciliten las desarrollar plásticos que faciliten las operaciones.operaciones.En julio de 2001 se implantó el primer corazón de un En julio de 2001 se implantó el primer corazón de un ser humano hecho de titanio y dos plásticos, un ser humano hecho de titanio y dos plásticos, un plástico duro externo y de un plástico flexible interior, plástico duro externo y de un plástico flexible interior, denominado denominado angioflexangioflex..

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Características de los materiales plásticos

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PRINCIPALES ELEMENTOS CONSTITUYENTES

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TIPOS DE POLÍMEROS: TIPOS DE POLÍMEROS: ESTRUCTURAESTRUCTURA

LINEAL

CON ENLACES ENTRECRUZADOS

RAMIFICADO

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TIPOS DE POLÍMEROSTIPOS DE POLÍMEROS

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CARACTERCARACTERÍÍSTICAS GENERALES DE LOS STICAS GENERALES DE LOS TERMOPLTERMOPLÁÁSTICOSSTICOS

Moléculas largas: más de 5000 átomos de Moléculas largas: más de 5000 átomos de carbonocarbonoPueden contener Pueden contener heteroátomosheteroátomos

Al aumentar el PM:Al aumentar el PM:

Aumenta la resistenciaAumenta la resistencia

Monómero: gasMonómero: gasPolímero de bajo PM: líquidoPolímero de bajo PM: líquidoPolímero de alto PM: sólidoPolímero de alto PM: sólido

Mejoran las propiedades mecánicasMejoran las propiedades mecánicas

Aumenta la viscosidad del fundidoAumenta la viscosidad del fundido-- Procesado Procesado a altas Ta altas T

Mayores costes de producciónMayores costes de producción

Elección del Pm = f (propiedades mecánicas-procesabilidad)

SE ABLANDAN Y ENDURECEN REPETIDAMENTE POR ACCIÓN DEL CALOR

OTRAS PROPIEDADES OTRAS PROPIEDADES ESTRUCTURALESESTRUCTURALES

CRISTALINIDAD

TACTICIDAD

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PROCEDENCIAPROCEDENCIA

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LA INDUSTRIA DEL PETRÓLEOLA INDUSTRIA DEL PETRÓLEO

Petróleo crudoPetróleo crudo:: material oleoso de origen material oleoso de origen orgánico y extracción mineral, químicamente orgánico y extracción mineral, químicamente formado por hidrocarburos que contiene C,H,S,O y formado por hidrocarburos que contiene C,H,S,O y N principalmente.N principalmente.

Tipos de Petróleo: mas de 250 tiposTipos de Petróleo: mas de 250 tipos

Clasificación:

1) según contenido en azufre: crudos dulces o agrios

2) según su composición química: parafínicos, aromáticos, nafténicos

3) según su densidad: pesados y ligeros

REFINAR PETROLEOREFINAR PETROLEO

Separar unos de otros los “constituyentes” del petróleo (en fracciones o cortes) sobre la base destilación

Depurar los cortes, principalmente desulfurar

Sintetizar otros hidrocarburos

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DISTRIBUCIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE PETRÓLEOPRODUCCIÓN DE PETRÓLEO

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DISTRIBUCIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE PETRÓLEOPRODUCCIÓN DE PETRÓLEO

OLEFINASOLEFINAS

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AROMÁTICOSAROMÁTICOS

MÉTODOS DE MÉTODOS DE SÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓNSÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN

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MÉTODOS DE MÉTODOS DE SÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓNSÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN

MÉTODOS DE MÉTODOS DE SÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓNSÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE ADICIÓN

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MÉTODOS DE SÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN MÉTODOS DE SÍNTESIS:POLIMERIZACIÓN DE CONDENSACIÓNDE CONDENSACIÓN

PESO MOLECULAR PESO MOLECULAR PROMEDIOPROMEDIO

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TÉCNICAS INDUSTRIALES TÉCNICAS INDUSTRIALES DE POLIMERIZACIÓNDE POLIMERIZACIÓN

POLIMERIZACIÓN EN BLOQUEPOLIMERIZACIÓN EN BLOQUE

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POLIMERIZACIÓN EN DISOLUCIÓNPOLIMERIZACIÓN EN DISOLUCIÓN

POLIMERIZACIÓN EN SUSPENSIÓNPOLIMERIZACIÓN EN SUSPENSIÓN

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POLIMERIZACIÓN EN EMULSIÓNPOLIMERIZACIÓN EN EMULSIÓN

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MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓNMÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN

“Pellets”, Gránulos de Moldeo

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MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓNMÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN

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TRANSFORMACIÓN POR EXTRUSIÓNTRANSFORMACIÓN POR EXTRUSIÓN

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TRANSFORMACIÓN POR EXTRUSIÓNTRANSFORMACIÓN POR EXTRUSIÓN

TRANSFORMACIÓN POR SOPLADOTRANSFORMACIÓN POR SOPLADO

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TRANSFORMACIÓN POR SOPLADOTRANSFORMACIÓN POR SOPLADO

TRANSFORMACIÓN POR SOPLADOTRANSFORMACIÓN POR SOPLADO

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ESPUMACIÓNESPUMACIÓN

ESPUMACIÓNESPUMACIÓN

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MOLDEO ROTACIONALMOLDEO ROTACIONAL

MOLDEO ROTACIONALMOLDEO ROTACIONAL

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CALANDRADOCALANDRADO

MOLDEO POR COMPRESIÓNMOLDEO POR COMPRESIÓN

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MOLDEO POR COMPRESIÓNMOLDEO POR COMPRESIÓN

APLICACIONESAPLICACIONES

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Desde hace varias décadas el plástico es de suma importancia en la vida del ser humano, impulsando avances tecnológicos, y se han podido desarrollar aplicaciones inimaginables con dicho material.

Provee a los consumidores de todo el mundo de cosas indispensables para su vida diaria.

Su versatilidad y beneficio permite ser usados en todos los sectores:

Alimentos,

Salud y Medicina,

Construcción,

Vestido,

Industria automotriz , etc.

Ya que sus caracteristicas elevan nuestro nivel de vida brindandonos Salud, Seguridad, Funcionamiento y Valor.

El plástico en la vida diaria

APLICACIONES

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Alimentos

El envasado y embalaje, ayuda a mantener los alimentos frescos, higienicos y sin riesgo de contaminarse.

•Las bebidas no serian transportadas con tanta facilidad si no fuese por que es un material ligero y resistente.

•Su fabricación reduce el gasto de combustibles beneficiando al ambiente.

•Facilidad de manejo.

El plástico en la vida diaria

Salud y Medicina

•Sin ayuda de los plásticos las transfusiones y tratamientos no serian posibles.

•Los implantes de plástico brindan un bienestar a la salud, apoyando a miles de personas a mejorar sus condiciones de vida.

“Hoy, la investigación médica emplea la tecnología plástica para alcanzar nuevos niveles en tratamientos médicos”.

El plástico en la vida diaria

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Construcción

Cada vez es más amplia esta rama, el plástico no solo se utiliza en tuberías, ahora se construyen casas de plástico en México. Este tipo de construcciones tienen beneficios como:

•Velocidad de construcción. 30 a un 33% mas rápido de unidades vivienda, que un proyecto tradicional.

• Ahorro en desperdicio y disminución de robo de materiales.

El plástico en la vida diaria

El plástico en la vida diariaVestido

•Gracias a las fibras sintéticas que se hacen con los polímeros, se puede elaborar ropa. Algunas de las prendas que utilizas son elaboradas con fibras fabricadas con plástico.

•Los plásticos aplicados en el vestido nos protegen de peligros.

•Su versatilidad nos aislá de temperaturas extremas.

•Más del 60% de la industria textil emplea fibras elaboradas con plásticos.

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El plástico en la vida diariaAutomotriz

Son indispensables para elaborar cualquier tipo de accesorio, además hace más seguros los automóviles.

•Tan solo por mencionar algunos plásticos en rasgos de seguridad son: los cinturones de seguridad, bolsas de aire, parabrisas resistentes, etc.

•El emplear plástico en los autos ayuda a disminuir el peso de los mismos ayudando a desplazarse con mayor facilidad, ahorrando a su vez combustible.

•El plástico puede salvar tu vida.

PROBLEMATICAPROBLEMATICA

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0

100

200

300

400

500

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70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 00 02 04

Plásticos

Aluminio

Acero

Producción Global de Plásticos

Produción en peso(1970 = 100)

Crecimiento anual 1970-2004Acero: 2% Aluminio: 3% Plásticos: 6%

Fuente: SPI, Milacron

ConsumoConsumo Global de Global de PlásticosPlásticos2003 – 176 M Ton1990 – 86 M Ton

Europa29%

Américadel Norte 29%

Sudeste Asia-tico 16%

Japón12%

América del Norte 25%Europa

22% Sudeste Asia-tico 32%

Sudeste Asia-

tico 36%

América del Norte 24%

Europa19%

EuropaOriental

6%

AméricaLatina 4%

Africa/MedioOriente

4%

EuropaOriental 4%

AméricaLatina 5%

Africa/MedioOriente6%

Japón6% Europa

Oriental 4%

AméricaLatina 5%

Africa/MedioOriente6%

Japón6%

2010 – 250 M Ton

fuente: VKE, Junio 2004

5.7% 5.1%