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Un termoplástico, a veces escrito como termo plástico, es un tipo de plástico fabricado con un polímero que se vuelve un líquido homogéneo cuándo se calienta a temperaturas relativamente altas y que cuándo se enfría es un material duro en un estado de transición vítrea. Cuándo se congela es un material frágil. Todas estas características son reversibles, lo que hace posible que los termoplásticos se puedan calentar y enfriar repetidamente sin que se pierdan estas cualidades y haciendo de los termoplásticos un material fácilmente reciclable.

Propiedades más destacadas

Las principales propiedades de los materiales termoplásticos que han hecho de ellos que sean tan utilizados en todo tipo de industrias y fábricas son:

  1. Pasan por estado líquido al calentarse antes de pasar a estado gaseoso, es decir, se pueden derretir.
  2. Tienen buena plasticidad con aplicación de calor, lo que permite moldearlos fácilmente
  3. Se pueden disolver con algunos disolventes
  4. Pueden absorber algunos solventes y, cuándo lo hacen, se hinchan
  5. Ofrecen buena resistencia a la deformación por fluencia (deformación irrecuperable)

Estructura química

Las moléculas de polímeros que forman un termoplástico están unidas entre sí por fuerzas de Van der Waals que las mantienen en estructuras lineales o con cierta ramificación. Podríamos asemejar su estructura a un conjunto de cuerdas en el que cada cuerda es un polímero. Las cuerdas pueden estar más o menos entrelazadas siendo mayor la fuerza necesaria para separar cada molécula polimérica a mayor entrelazamiento. En la siguiente imagen podemos ver una representación esquemática de un termoplástico, un elastómero y un polímero termoestable.

Las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas poliméricas que forman un material termoplástico pueden ser de diferente grado en función de la composición química de la propia molécula y de la disposición espacial que adopte. En función de esto, la estructura adoptada puede ser amorfa o cristalina y ambas pueden existir en el mismo material.

La estructura amorfa se caracteriza por una disposición desordenada de las cadenas poliméricas y es responsable de las propiedades elásticas de los plásticos. A mayor cantidad de estructuras amorfas mayor es la elasticidad del termoplástico, pero tendrá menor resistencia.

En la estructura cristalina las moléculas de polímeros se disponen de forma ordenada y mucho más compacta que en la estructura amorfa. Las fuerzas intermoleculares son más fuertes y por ello las estructuras cristalinas confieren propiedades de resistencia mecánica a los materiales termoplásticos haciéndolos resistentes a cargas, tracción y temperatura. Pero a mayor cantidad de estructuras cristalinas disminuye la elasticidad apareciendo la fragilidad.

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Tipos de termoplásticos

Hay docenas de tipos de termoplásticos y en cada uno de ellos varía la organización cristalina/amorfa y la densidad. Los termoplásticos más utilizados hoy en día son el poliuretano, polipropileno, policarbonato y los acrílicos.

El celuloide (nitrato de celulosa) se considera el primer material termoplástico fabricado en la historia. Hizo su aparición estelar en la mitad del siglo XIX y por más de 100 años fue el material termoplástico más utilizado. Aunque hoy en día se sigue utilizando, por ejemplo en la fabricación de selectores de posición en guitarras, ha sido muy desplazado por otros materiales termoplásticos con mejores propiedades.

Diferencias con los termoestables y elástómeros

Los termoplásticos son a menudo confundidos con los plásticos termoestables. Aunque etimológicamente puedan sonar a lo mismo, la realidad es que presentan propiedades bastante diferentes. Mientras los termoplásticos pueden calentarse y pasar a estado líquido y luego enfriarse y pasar a estado sólido de nuevo, los materiales termoestables se deterioran químicamente cuándo se calientan. A pesar de este deterioro los materiales termoestables tienden a ser más duraderos que los termoplásticos.

Los termoplásticos son también diferentes a los elastómeros aunque algunos polímeros pueden considerarse de ambos tipos. Muchos termoplásticos puedes estirarse hasta un cierto punto pero la mayoría tienden a ser resistentes a la elasticidad y permanecer en la forma en la que son estirados (no vuelven a su forma original). Por su parte, la característica principal de los elastómeros es su alta elasticidad pudiendo ser estirados considerablemente y volver a su forma original cuándo cesa la fuerza de estiramiento.

Para hacer que un material termoplástico sea más flexible y elástico se pueden utilizar sustancias plastificantes que se mezclan cuándo el termoplástico está fundido. Estás sustancias plastificantes disminuyen la temperatura de transición cristalina (Tc) del termoplástico, temperatura que depende directamente de su estructura cristalina. La Tc también se puede ajustar introduciendo un copolímero, es decir, mezclando otro polímero con el polímero que forma el material termoplástico para aprovechar algunas propiedades de este segundo. El copolímero más utilizado el poliestireno. Hasta que no se comenzó a utilizar sustancias plastificantes algunas piezas moldeadas de termoplásticos se agrietaban fácilmente con tan sólo sumergirlas en agua fría.

Ejemplos de uso de termoplásticos

Los materiales termoplásticos han estado a nuestro alrededor durante mucho tiempo y hoy en día forman parte de infinidad de productos. Veamos algunos ejemplos destacados:

  • Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es un tipo de termoplástico utilizado en automoción, juguetes (como los famosos bloques de LEGO® o muñecos de BANDAI®), equipamiento deportivo, carcasas de componentes electrónicos (ordenadores, televisores, vídeoconsolas) o material de oficina (carpetas, grapadoras).
  • El policarbonato es un material utilizando en la fabricación de discos ópticos (CDs, Blu-ray, DVDs), botellas de refrescos o en las lentes de gafas.
  • El polietileno puede ser el material termoplástico más fácil de encontrar a tu alrededor y en mayor cantidad. Existen dos tipos, de alta y baja densidad, siendo el primero un material rígido y resistente y el segundo un material muy elástico. Los puedes ver en botes de productos de limpieza y cosmética, en las bolsas del supermercado, recubrimiento de cables eléctricos, tubos de todo tipo e, incluso, en los chalecos antibalas.
  • Otros termoplásticos muy conocidos y habituales son el poliestireno, poliamida, PVC (cloruro de polivinilo), etc.
  • Los termoplásticos también se utilizan en la fabricación de adhesivos, por ejemplo los acrilatos y cianoacrilatos.

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