ELEMENTOS SINTÉTICOS

Una simple mirada a los vehículos que circulan hoy, nos da una idea de la importancia que ha adquirido la presencia de los plásticos en el automóvil, como han desbancado a los materiales metálicos que eran indispensables tiempo atrás. Este cambio no a ocurrido solo en el sector del automóvil, sino que también se ha producido en nuestra sociedad.
La elección de un plástico se basa en las solicitaciones a las que va estar sometido dicho material, el coste en la elaboración del material, la resistencia a los agentes atmosféricos, el reciclado,..etc.

Composición química:

Los materiales sintéticos están formados por moléculas gigantes (macromoléculas). Estas moléculas se forman por reacciones en las que se unen muchas unidades de otras moléculas pequeñas (monómeros ) formando largas cadenas (polímeros). 

Estas reacciones se llaman de polimerización.

Según su origen pueden ser:

    1.- Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural, ácidos nucleicos, etc.

    2.- Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos, de ciertos polímeros naturales. Ejemplo: nitrocelulosa, etonita, etc.

    3.- Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, cloruro de polivinilo, polimetano, etc.

Los materiales sintéticos presentan todos la misma estructura, ya que están formados por cadenas de carbono. La diferencia que existe en cada uno de los materiales se debe a los aditivos que son introducidos a estos, que les dan una serie de propiedades o contrarrestan otras.

Propiedades físicas:

Las propiedades que presentan los materiales sintéticos, no son iguales en todos. 

Por ejemplo de los metales podemos decir que son duros, resistentes, maleables,...etc.

Sin embargo no podemos hacer una clasificación general de los materiales sintéticos, ya que las propiedades van a variar con determinados aspectos como los aditivos que presentan.

Según las propiedades físicas de los materiales sintéticos encontramos:

TERMOPLÁSTICOS

Como su propio nombre indica, estos plásticos se vuelven deformables (plásticos) por acción del calor, de manera que se les puede volver a dar forma muchas veces. Esto es debido a que las cadenas moleculares no están unidas entre sí y al calentar el material pueden deslizarse unas respecto a las otras adquiriendo nuevas posiciones de manera que el conjunto puede tomar una nueva forma que se mantiene al solidificarse. 

    

TERMOESTABLES

Estos plásticos, durante el proceso de fabricación , sufren una reacción que se denomina de degradación o fraguado. Una vez que han sufrido esta reacción no se pueden volver a modelar, permanecen con la forma que han adquirido durante este proceso. Lo que ocurre durante el fraguado es que las distintas cadenas se enlazan entre sí por distintos puntos, formando una especie de red. Debido a esto las cadenas ya no se pueden deslizar unas respecto a las otras y el plástico mantiene la forma que ha adquirido. 

ELASTÓMEROS
La mayoría de los elastómeros pertenecen a los materiales termoestables, por lo que presentan las mismas características.

Procesos industriales:

Los procesos industriales para la obtención de estos materiales sintéticos son:

    1.- Polimerización: Este ,es un proceso por el cual  mediante un catalizador se unen entre sí varias moléculas individuales y homogéneas en un compuesto. Este compuesto se denomina monómero.

Posteriormente estos monómeros se unen entre sí dando lugar a cadenas gigantes llamadas macromoléculas.

El uso de un catalizador en este proceso es necesario para que aumente la velocidad de la reacción sin aparecer restos de él en el producto final.

    2.- Policondensación: Por este método se obtienen poliésteres y resinas fenólicas. En este proceso dos moléculas diferentes e unen entre sí, dando lugar a uniones entre ellas mediante las que se forman macromoléculas y subproductos no polimerizables.

    3.- Poliadición: A través de este método se pueden obtener productos con mejores propiedades físicas y mecánicas, ya que se polimerizan simultáneamente dos o tres monómeros.
Estas reacciones se desarrollan liberando gran cantidad de calor. por este procedimiento se  obtienen poliuretanos y resinas epoxídicas.

MATERIAS PRIMAS:

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.

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.

Evolución de los elementos sintéticos en el automóvil:

En los primeros vehículos que se empezaron a comercializar, el porcentaje de elementos sintéticos que incorporaba era muy bajo. Estos primeros vehículos estaban fabricados en su mayoría por materiales metálicos, lo que les convertía en vehículos muy pesados.

Posteriormente se llegó a a conclusión de que era necesario aligerar la carrocería de los vehículos, para así poder mejorar su comportamiento. Esta situación dio paso a la pareció de las estructuras de aluminio que reducían notablemente el peso del vehículo.

El aluminio le aportaba a la carrocería ligereza, pero era menos resistente que el acero, por lo que se están utilizando ciertas aleaciones de acero que reducían el peso sin perder resistencia.

A lo largo del tiempo se ha seguido investigando sobre el uso de nuevos materiales para incorporar en los vehículos, un ejemplo de materiales que se han introducido en el sector del automóvil son los materiales sintéticos.

Estos materiales ven aumentando su representación dentro del vehículo  se pueden encontrar en muchas piezas del automóvil, como: capó, aletas, paneles interiores y exteriores, paragolpes,...etc.

El uso de este material ha ascendido tanto, que actualmente en los vehículos modernos el 20% del peso del vehículo corresponde con materiales sintéticos.

Identificación:

Para diferenciar unos materiales sintéticos de otros podemos utilizar varios métodos:

1.- A través de los gráficos del propio material. 

• Estos gráficos nos indican el tipo de material que es por medio de unas siglas.

 

• Además del tipo de material también podemos detectar cualquier plástico con alguna modificación especial, que le otorga propiedades especiales.

• En el interior del material también encontramos unas siglas que nos indican el tipo de plástico, y las cargas y refuerzos que presenta, así como su porcentaje.

Un ejemplo de este tipo de clasificación es: PE-G H20 Estas siglas nos dicen que se trata de un polietileno con cargas de vidrio y fibra en un porcentaje del 20%.

2.- Otra forma de identificar los diferentes materiales sintéticos es a través de su comportamiento frente agentes externos:

• Termoplásticos: este sintético en presencia de un foco de calor se ablanda, y podemos conformarlo y modificar su forma.
• Termoestables y elastómeros: estos materiales a diferencia de los anteriores, frente a un foco de calor no se deforman, sino que entran en combustión.