Introducción a los plásticos

¿Qué es el plástico? 

Un plástico es un tipo de polímero sintético o artificial similar a las resinas naturales que se encuentran en los árboles y otras plantas. Los polímeros son cualquiera de varios compuestos orgánicos complejos producidos por polimerización, un proceso en el que las moléculas pequeñas se combinan para formar una molécula similar a una cadena muy grande. Los polímeros se pueden moldear, extruir y fundir para lograr diversas formas y películas, o formar filamentos y luego usarse como fibras textiles¹.

Más información sobre los usos y la seguridad del plástico.

La historia de los plásticos fabricados

El uso de plásticos fabricados se remonta a hace más de 150 años. En 1862, Alexander Parkes, químico e inventor, presentó el primer plástico artificial en la Exposición Internacional de Londres. El material, al que denominó “parkesina”, se derivaba de la celulosa que, una vez calentada, podía moldearse y también conservar la forma cuando se enfriaba.

Parkes había descubierto un material que podía ser transparente y tener miles de formas diferentes. Considerada como el primer plástico fabricado, la parkesina era un sustituto colorido y menos costoso del marfil o el carey, y podía usarse para hacer artículos de consumo diario pequeños que, generalmente, eran más asequibles, como botones y mangos de cepillos⁴.

El primer sucesor notable de la parkesina fue el plástico celuloide de John Wesley Hyatt, que se derivaba de la celulosa y una solución alcohólica de alcanfor. El celuloide se usó como sustituto para las bolas de billar de marfil a fines de la década de 1860, pero la receta inicial resultó ser muy inflamable. Sin embargo, a finales del siglo XIX, el celuloide se convirtió en la base y el material fundamental para la industria del cine y la fotografía⁵.

En 1907, el químico Leo Hendrik Baekeland, mientras intentaba producir un barniz sintético, dio con la fórmula de un nuevo polímero sintético procedente del alquitrán. Posteriormente, denominó a la nueva sustancia “baquelita”. Una vez formada, la baquelita no se derretía y, debido a sus propiedades de aislamiento eléctrico, podía usarse para fabricar cámaras, teléfonos, piezas no conductoras de radios y otros dispositivos eléctricos^6. La baquelita también se usó como sustituto del jade, el mármol y el ámbar. Para 1909, Baekeland había acuñado “plásticos” como el término para describir esta nueva categoría de materiales.

La primera patente del cloruro de polivinilo (PVC), una sustancia que ahora se usa ampliamente en revestimientos de vinilo y tuberías de agua, se registró en 1914. El celofán también se descubrió durante este período.

El uso de plásticos a gran escala no despegó realmente hasta después de la Primera Guerra Mundial. Los plásticos empezaron a usarse cada vez más como sustitutos de una variedad de materiales, como la madera en los muebles, el papel y el vidrio en los empaques, y el acero en los automóviles, durante la Primera Guerra Mundial. Luego, se observó un aumento en su producción durante la Segunda Guerra Mundial⁷.

Después de la Segunda Guerra Mundial, otros tipos de resinas plásticas, como el poliuretano, el poliéster, las siliconas, el polipropileno y el policarbonato, se sumaron al polimetilmetacrilato, el poliestireno y el PVC en una variedad de aplicaciones, desde botellas de medicamentos recetados hasta utensilios de cocina. En la década de 1960, los plásticos eran ampliamente accesibles debido a su bajo costo, y se consideraban comunes y un símbolo de la creciente sociedad orientada al consumidor.

Clasificación de los plásticos

Hay muchas formas de clasificar los diferentes tipos de plásticos, dependiendo de cómo se agrupen para un determinado propósito.

Los plásticos normalmente se clasifican por su estructura química y propiedades físicas. Esta forma de clasificar los plásticos incluye a los acrílicos, poliuretanos, siliconas, poliésteres y plásticos halogenados.

Para fines de reciclaje, los diferentes tipos de plásticos se clasifican en siete códigos de identificación de resinas, que incluyen: n.° 1: PETE/PET, n.° 2: HDPE, n.° 3: PVC, n.° 4: LDPE, n.° 5: PP, n.° 6: PS y n.° 7: O (otros).

Los plásticos también se pueden agrupar según el proceso químico que se usa para su síntesis, por sus propiedades físicas (densidad, resistencia al calor, dureza, etc.), y por su resistencia o reacciones a otras sustancias.

En algunos casos, incluso pueden encontrarse agrupaciones de los plásticos según las cualidades relacionadas con su propósito de fabricación o diseño del producto. Esto puede incluir los procesos químicos que se utilizan para fabricar los plásticos, como los termoplásticos y los plásticos termoestables.

Diferencia entre termoplásticos y plásticos termoestables

Los químicos combinan diferentes átomos para formar moléculas, que son, simplemente, dos o más átomos que se mantienen unidos por enlaces químicos. Cuando se fabrican plásticos, estas moléculas generalmente se denominan monómeros.

Cuando los monómeros se combinan mediante enlaces químicos en una cadena o red (un proceso llamado polimerización), los materiales resultantes se denominan polímeros o plásticos².

Si los monómeros se enlazan en forma de cadena (imagine un collar de perlas), el polímero se llama termoplástico. Los termoplásticos se derriten cuando se calientan y se solidifican cuando se enfrían. Un ejemplo de un termoplástico es el polipropileno que se usa para los envases de mantequilla y los plásticos que se usan para las botellas de refrescos, los recipientes aptos para hornos de microondas y el PVC para revestimientos de pisos y paredes².

Si los monómeros se enlazan en forma de red tridimensional, el polímero se llama plástico termoestable. Una vez que se fragua, un plástico termoestable no puede volver a su estado líquido. Un epoxi de la ferretería que se endurece y cura cuando se aplica es un ejemplo de un plástico termoestable. Debido a que los plásticos termoestables son una red tridimensional de monómeros, pueden ser muy resistentes. El caucho sintético que se usa para neumáticos de los automóviles y los epoxis que se usan para adhesivos y revestimientos de dispositivos eléctricos se fabrican con plásticos termoestables².

Aditivos del plástico

Los plásticos pueden modificarse mediante la inclusión de aditivos, que ofrecen una amplia gama de cualidades y atributos necesarios para crear un producto específico. Los aditivos se incorporan a los polímeros para alterar y mejorar las propiedades mecánicas, físicas o químicas básicas.

Ejemplos de aditivos son los colorantes, los agentes espumantes, los plastificantes, los antimicrobianos y los retardantes de llama:

• Los colorantes se usan con fines decorativos, y uno de los más comunes es el dióxido de titanio por su alta blancura y poder de cobertura³.
• Los agentes espumantes se usan en la espuma en espray, para vasos de poliestireno expandido y tableros de construcción, y para contrapisos de alfombras de poliuretano.
• Los plastificantes se añaden a los plásticos para mejorar su flexibilidad y suavidad. Se usan en el aislamiento de cables, pisos, canaletas y algunas películas.
• Los antimicrobianos se añaden a plásticos como los revestimientos de paredes y cortinas de baño para prevenir la proliferación de microbios.
• Los retardantes de llama se usan para mejorar la seguridad de los revestimientos de cables en productos electrónicos. Se añaden a los plásticos para prevenir, retrasar o enlentecer la combustión y reducir la formación de humo.

Fuentes

1. Science News for Students – Explainer: What are polymers? | Science News for Students
2. Plastics Make it Possible® –  https://www.plasticsmakeitpossible.com/about-plastics/faqs/professor-plastics-intro-to-the-chemistry-of-plastics/
3. National Library of Medicine – Additives in Plastics – envhper00495-0038.pdf (nih.gov)
4. The Age of Plastic: From Parkesine to pollution | Science Museum
5. History of Plastics – Parkesine and Bakelite
6. Bakelite First Synthetic Plastic – National Historic Chemical Landmark – American Chemical Society (acs.org)
7. History and Future of Plastics | Science History Institute