Los Plasticos Ud 1

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Plásticos

MAPA DE CONTENIDOS

LOS PLÁSTICOS

son

se moldean por se clasifican en

• • • • • •

ligeros aislantes combustibles resistentes baratos fáciles de trabajar

• • • • • • • •

TERMOPLÁSTICOS

• • • • • • • •

polietileno polipropileno cloruro de polivinilo poliestireno polietileno tereftalato policarbonato metacrilato politetrafluoroetileno

TERMOESTABLES

• • • •

fenoles aminas resinas de poliéster resinas epoxi

inyección extrusión soplado compresión hilado laminado espumación vacío

ELASTÓMEROS

• • • •

cauchos neoprenos poliuretanos siliconas

OBJETIVOS • Conocer las características fundamentales de los plásticos. • Conocer la clasificación de los materiales plásticos, así como sus propiedades y aplicaciones. • Conocer los distintos procedimientos de fabricación de objetos de plástico e identificar el proceso de transformación más apropiado para cada tipo de producto terminado.

• Facilitar la realización de experiencias que permitan identificar los materiales plásticos presentes en la vida cotidiana. • Aprender la importancia de los materiales plásticos en nuestra sociedad actual viendo el gran número de aplicaciones que tienen. • Comprender y valorar la necesidad del reciclado de los materiales plásticos en nuestra sociedad.

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PROGRAMACIÓN DE AULA

CONTENIDOS CONCEPTOS

• • • • •

PROCEDIMIENTOS, DESTREZAS Y HABILIDADES

• Reconocimiento de los diferentes tipos de materiales plásticos de que están hechos los objetos que nos rodean. • Selección de criterios para la elección adecuada de materiales plásticos. • Elección de un material plástico adecuado para llevar a cabo el proceso de fabricación de un objeto determinado. • Influencia de los productos en nuestra forma y calidad de vida. • Evaluación de las ventajas e inconvenientes de las principales aplicaciones de la tecnología en la vida cotidiana.

ACTITUDES

• Interés por conocer de qué están hechos los objetos que manejamos a diario y cómo se fabrican. • Valoración de la importancia de los materiales plásticos por la infinidad de aplicaciones que tienen en la sociedad actual y en nuestra vida cotidiana. • Reconocimiento y sensibilización acerca de las actividades de reciclado y recuperación de los materiales plásticos.

Clasificación de los materiales plásticos: termoplásticos, termoestables y elastómeros. Procedimientos para la obtención y transformación de materiales plásticos. Propiedades de los plásticos y comportamiento. Técnicas de identificación de los materiales plásticos. Reciclaje de los plásticos.

EDUCACIÓN EN VALORES 1. Educación medioambiental. Es esencial la recogida selectiva de los residuos domésticos, así como el uso adecuado de contenedores para clasificar las basuras. Explicar a las alumnas y alumnos que los más habituales son los destinados al papel y al vidrio, aunque también hay contenedores para plásticos, pilas, etc. 2. Educación para el consumidor. Reconocer la importancia de la identificación de los tipos de plásticos reciclables en los envases cotidianos que utilizamos, resaltando que su adecuación al uso establecido es fundamental para la formación como ciudadanos de las alumnas y alumnos.

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1 COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN Competencia en comunicación lingüística En la sección Rincón de la lectura se trabaja de forma explícita los contenidos relacionados con la adquisición de la competencia lectora. Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico El estudio de los plásticos es muy importante para desarrollar las habilidades necesarias en el mundo físico que rodea al alumno, este estudio le pone de manifiesto que son materiales que están muy presentes en la vida cotidiana. Además, la interacción que estos producen con el medio debido a su durabilidad les acerca a la idea de respeto al medio ambiente. Tratamiento de la información y competencia digital En la sección Rincón de la lectura se trabaja con artículos de prensa para contextualizar la información del tema en temas actuales relacionados con la vida cotidiana del alumno. Se proponen algunas páginas

web interesantes que refuerzan los contenidos trabajados en la unidad. Competencia social y ciudadana En esta unidad se estudian los materiales plásticos, cabe destacar la importancia que estos tienen en la sociedad actual, tanto desde el punto de vista de consumo como de reciclado. Se describen los tipos de plásticos, las características de cada uno y las aplicaciones. Es muy importante destacar el impacto ambiental de los plásticos que no se reciclan y la necesidad de reutilizarlos. Competencia para aprender a aprender Una síntesis de la unidad en la sección Resumen para reforzar los contenidos más importantes, de forma que el alumno conozca las ideas fundamentales del tema. Autonomía e iniciativa personal El conocimiento y la información contribuyen a la consecución de esta competencia.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Diferenciar las características fundamentales de los plásticos y clasificarlos según estas. 2. Aprender a clasificar los plásticos en función de sus características y de su comportamiento ante el calor. 3. Identificar las principales propiedades de los plásticos y aplicar estos conocimientos a la hora de fabricar objetos plásticos.

4. Describir cuáles son los principales procedimientos de producción de los materiales plásticos. 5. Identificar en objetos del entorno los distintos tipos de plásticos reciclables y no reciclables. 6. Conocer las aplicaciones de los plásticos en la vida actual y apreciar las ventajas que presentan frente a envases más tradicionales.

ÍNDICE DE FICHAS TÍTULO DE LA FICHA

CATEGORÍA

1. Análisis de los plásticos

Refuerzo

2. Propiedades de los plásticos

Refuerzo

3. Fabricación con plásticos

Ampliación

4. Identificación de plásticos

Ampliación

5. Plásticos biodegradables

Ampliación

6. En la Red

Ampliación

7. Evaluación

Evaluación

8. Autoevaluación

Evaluación

TÍTULO DE LA FICHA 9. Soluciones

CATEGORÍA Evaluación

10. ¿Cómo distinguimos unos plásticos de otros?

Contenidos para saber más…

11. ¿Cómo se fabrican los materiales plásticos?

Contenidos para saber más…

12. ¿Por qué es importante reciclar los plásticos?

Contenidos para saber más…

13. Síntesis

Contenidos para saber más…

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SOLUCIONARIO

PÁG. 8

1

La polimerización es una reacción química entre sustancias que se produce en unas condiciones determinadas de presión y temperatura y que da como resultado un producto plástico. PÁG. 9

3

A partir de productos derivados del petróleo, que son transformados en plásticos mediante reacciones de polimerización.

4

A partir de reacciones de polimerización de productos derivados del petróleo. La gran variedad de plásticos se obtiene gracias a la diversidad de materia prima empleada, así como a las diferentes características que le proporcionan los aditivos. Porque por lo general pesan muy poco, la mayoría flotan en agua, y es una característica muy apreciada en muchas aplicaciones industriales. PÁG. 11

5

Los termoplásticos se funden al aplicarles calor y los termoestables se degradan. Por ello, los termoplásticos pueden moldearse muchas veces y los termoestables solo una, que es cuando sufren una reacción química de curado en la que adquieren la forma definitiva. PÁG. 15

6

26

Lana Algodón Elastán Poliéster

8

No, porque al usarlo se fundiría el plástico en contacto con el metal de la sartén, que alcanza altas temperaturas.

Un monómero es una combinación de átomos que se repite en una molécula de gran tamaño o macromolécula. Un polímero es una macromolécula o molécula de gran longitud que compone la materia de los plásticos.

2

7

TERMOPLÁSTICOS

TERMOESTABLES

Botella de agua Bolígrafo Piloto de automóvil Bandeja de corcho blanco Tubería Bolsas

Enchufe Mango de sartén

ELASTÓMEROS Neumático Suela de zapatos Asientos de espuma Guantes Pantalón elástico

• • • •

• Culote • Bufanda • Calcetines • Impermeable

PÁG. 17

9

No, porque la forma del objeto no admite este tipo de técnica en la que se obtienen piezas de sección constante y de gran longitud. Un tapón de plástico se fabrica por la técnica de inyección. Una regla de medir sí puede fabricarse mediante inyección, porque es un objeto largo y que tiene la misma sección en toda su longitud.

10 En la técnica de inyección se introduce una masa de

plástico fundido dentro de un molde, donde solidifica. En la técnica de soplado se introduce aire caliente dentro de un tubo de plástico precalentado para que tenga plasticidad, y luego se le hincha hasta que adquiere la forma del molde que lo contiene. PÁGS. 24 Y 25

11 En la industria se usan mucho porque son baratos,

fáciles de trabajar, adaptables a las necesidades del diseñador y porque se combinan fácilmente con otros materiales para mejorar sus propiedades. Su principal limitación es que no soportan las altas temperaturas, ya que se funden o se degradan. 12 Metacrilato. 13 Se parte de una preforma de material plástico fina-

mente molido y compactado. El plástico se puede precalentar para que la presión de compresión necesaria que ejercen las dos semimatrices del molde sea menor. El efecto de la presión y del calor une las partículas de plástico y produce un entrelazado de las cadenas del polímero produciendo una reacción de curado que permite formar un sólido uniforme, rígido y homogéneo. Finalmente, la pieza es expulsada mecánicamente del molde. 14 Las tijeras y el cúter, para planchas de plástico muy

fino. Para plásticos quebradizos es necesario emplear la segueta. La sierra de metal, para planchas gruesas. El poliestireno expandido se corta con un hilo metálico caliente.

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1 15 Para realizar un corte a un tubo de plástico se pega

una cinta alrededor del tubo, que nos servirá de guía para realizar un corte recto a la sección del tubo. 16 a) Verdadero.

b) Verdadero.

MUESTRA

SONIDO AL GOLPEARLO

RAYADO CON UÑA

DENSIDAD

LLAMA

PLÁSTICO

Un trozo de vaso de yogur

Agudo

Imposible

Se hunde

Genera PS mucho carboncillo

Bolsa de basura

Sordo

Muy fácil

Flota

Azul pálido

PELD

Cortina de baño

Sordo

Imposible

Se hunde

Mucho humo

PVC

Botella de lejía

Sordo

Fácil

Flota

Azul pálido

PEHD

Un tapón

Sordo

Imposible

Flota

Azul pálido

PP

c) Falso. d) Falso. 17 Para desbastar la superficie de un plástico y dejar-

la preparada para aplicar posteriormente un tratamiento de acabado, como una pintura. 18 Se llaman universales porque son capaces de unir

superficies de muchos tipos de material. Sí. Pero el poliestireno expandido no, porque se disuelve. 19 La diferencia es el disolvente del caucho. La cola

de contacto de caucho es caucho disuelto en un disolvente orgánico, mientras que el látex es caucho disuelto en agua. Esta diferencia marca también el uso: en la cola de contacto hay que dejar secar las superficies que se quieren pegar antes de unir. Con el látex deben unirse antes de que seque. 20 Porque a diario se genera una gran cantidad de re-

siduos plásticos y son un desecho que no se degrada ni desaparece de los vertederos. Al reciclar, disminuye la cantidad de residuos y también el consumo de materia prima para fabricar nuevos plásticos. 21 El poliestireno expandido tiene aire ocluido en su

estructura, lo que hace que la densidad de los objetos de poliestireno disminuya.

Ejercicio práctico. Advertir de las precauciones en el ensayo de llama. 23 En algunos casos, los objetos se pueden fabricar

con varios tipos de plásticos, por lo que la solución no es única. a) Un vaso de usar y tirar: polipropileno (PP), polietileno (PE), poliestireno (PS), polietileno tereftalato (PET), cloruro de polivinilo (PVC). b) Un bolígrafo: la mayoría son de policarbonato (PC) o de polipropileno (PP), polietileno (PE) o también pueden ser de poliestireno (PS), polietietileno tereftalato (PET), cloruro de polivinilo (PVC). c) El ratón del ordenador: poliestireno (PS). d) La almohadilla: poliuretanos (PUR). e) Una esponja de baño: poliuretanos (PUR). f) Un peine: fenoles (PF), polipropileno (PP).

22

g) Una vela de barco: nailon (PA), polietileno (PE). PLÁSTICO

SONIDO AL GOLPEARLO

LDPE

Sordo

Muy fácil

Flota

Azul pálido

HDPE

Sordo

Fácil

Flota

Azul pálido

PS

Agudo

Imposible

Se hunde

Genera mucho carboncillo

PP

Sordo

Imposible

Flota

Azul pálido

PVC

Sordo

Imposible

Se hunde

Mucho humo

RAYADO CON UÑA

DENSIDAD

LLAMA

h) Un esquí: resina de poliéster (UP). i) Un saco de dormir: nailon (PA), poliuretano (PUR).

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SOLUCIONARIO

OBJETO

TÉCNICA

JUSTIFICACIÓN

Un pajita

Extrusión

Pieza hueca, sección constante y gran longitud

Envase de champú

Soplado

Pieza hueca de sección variable y abierta por un extremo

27 Para unir polietileno con polipropileno debemos

emplear pegamento de cianocrilato.

Hilo de pescar

Hilado

Poca sección y gran longitud

Un envase de huevos

Moldeo al vacío

Plancha plástica muy fina y con forma complicada

Una bolsa de basura

Laminado

Película extensa y de pequeño espesor

Carcasa de plancha

Inyección

Pieza de forma complicada

Para pegar poliuretano expandido con metacrilato utilizamos pegamento epoxi porque es el único compatible con ambos plásticos. 28 Se pueden diferenciar al comparar la transparen-

cia, la tenacidad y la densidad: • Ambos son transparentes, pero el PC lo es más que el PE. • El PC es muy resistente a los golpes. • El PC se hunde en agua y el PE flota. 29 Es una técnica de moldeado de plásticos en la que

25

26

Medias de mujer

Nailon

Bolsas de basura

Polietileno

Envase de yogur

Poliestireno

Lentes

Policarbonato

Anuncio luminoso

Metacrilato

Caña de pescar

Resina de poliéster

Suela de zapatos

Caucho

Bañador

Elastán

Caja de tarta helada

Poliestireno expandido

Medias de mujer

Nailon

Hilado

Bolsas de basura

Polietileno

Laminado

Envase de yogur

Poliestireno

Laminado y moldeo al vacío

Lentes

Policarbonato

Laminado o inyección

Anuncio luminoso

Metacrilato

Inyección

Caña de pescar

Resina de poliéster

Extrusión

Suela de zapatos

Caucho

Laminado

Bañador

Elastán

Hilado

Caja de tarta helada

Poliestireno expandido

Espumación

el plástico se funde dentro de un cilindro con calefacción. Un tornillo sin fin presiona y obliga a salir a la masa fundida por una boquilla, y luego es enfriada inmediatamente con un chorro de aire o con agua fría para que solidifique conservando la figura de la misma. Se obtiene una pieza continua, de gran longitud y poca sección. Con este sistema se fabrican los tubos huecos y macizos, y varillas con muchas formas. Un objeto fabricado con esta técnica puede ser la manguera de un jardín.

30 Sí. La tapa de un bolígrafo se fabrica por inyección

porque es una forma similar a un cubo estrecho y alto. El cuerpo tubular hueco se puede fabricar por extrusión porque la sección no cambia en toda la longitud, pero también se puede fabricar mediante inyección (si observamos un bolígrafo, podemos ver la marca de unión de las dos semimatrices que forman el molde). 31 Respuesta libre. 32 Hay casos en los que los envases pueden ser de

varios tipos de plásticos. Para los siguientes ejemplos, normalmente la solución es:

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d) El envase del detergente de fregar, si es transparente, polietileno tereftalato (PET), y si es opaca, polietileno de alta densidad (HDPE).

Reciclado: los neumáticos enteros se pueden emplear para fabricar muros de contención, arrecifes artificiales y puertos. Los neumáticos troceados se pueden usar para la construcción de pistas deportivas, vías, revestimientos, aditivos para asfaltos, moquetas, calzado, frenos, muros antirruido, fabricación de nuevos neumáticos y material deportivo.

e) Una botella de lejía: polietileno de alta densidad (HDPE).

Incineración: para la valoración energética y la obtención de electricidad.

f) Una botella de aceite: polietileno de alta densidad (HDPE).

37 Primero se extraen las materias primas del petró-

a) El envase de un yogur: poliestireno (PS). b) Una botella de agua: polietileno tereftalato (PET). c) El tapón de la botella de agua: polipropileno (PP).

El piloto luminoso es de metacrilato y protege la bombilla interior de posibles golpes, a la vez que indica que está encendida la plancha (por el color rojo) y hay que tener cuidado.

leo para obtener el plástico. Mediante reacciones químicas de polimerización se obtiene el polímero, que luego se moldea mediante soplado. La botella se emplea para envasar detergente, y después se vende. El consumidor desecha la botella cuando agota el producto y la deposita en el contenedor de envases, desde donde se recoge y se separa para reciclar el plástico y volverlo a utilizar. Una segunda empresa se encarga de reciclar esa botella junto a otras de igual tipo de plástico y obtiene, mediante la técnica de hilado, fibra textil con la que después se teje el forro polar.

El cable eléctrico está recubierto de polietileno, cuya función es aislar de la corriente eléctrica.

38 Se fabrican con materiales muy variados. Por ejem-

g) El envase de la margarina: poliestireno (PS). 33 Para la carcasa se emplea el poliestireno, que sir-

ve para aislar del calor de la plancha. Politetrafluoretileno en la superficie de la plancha, cuya función es evitar que se adhieran los alimentos cuando se cocinan.

El enchufe está fabricado con fenoles, cuya función es, también, aislar de la corriente eléctrica. 34

plo, las tablas de esquí pueden ser de madera, reforzadas con fibra de carbono, y los bastones, de aluminio.

Aletas de polietileno

Flexible y flota en agua

a) Botas: carcasa de poliamida con suela de goma.

Gafas de policarbonato

Transparente y resistente al impacto

Traje de neopreno

Flexible y aislante térmico

b) Esquíes: fibra de carbono recubierta de kevlar o de resina de poliéster reforzado con fibra de vidrio.

Tubos de respiración de caucho

Flexible y resistente a la presión

Chaleco hinchable de nailon

Tejido resistente

c) Bastón: resina de poliéster reforzado con fibra de vidrio. d) Mono: nailon y poliéster. e) Guantes: poliéster. f) Gafas: policarbonato.

35 Los perfiles se moldean por extrusión.

El material más indicado para los cristales es metacrilato (PMMA) o policarbonato (PC). Ambos son transparentes y más resistentes al impacto que el vidrio. 36 Recauchutado: consiste en reponer la capa de cau-

cho desgastado del neumático para que pueda reutilizarse. Pirólisis: descomposición térmica con la que se obtienen productos líquidos, sólidos y gaseosos de gran valor energético, que posteriormente pueden servir para generar electricidad.

g) Gorro: poliéster. 39 Existen procesos totalmente automatizados para

separar los plásticos de los metales. Los residuos circulan por una cinta transportadora y al final de la misma se sitúan potentes electroimanes. Estos electroimanes atraen los metales férricos, que son acumulados en un grupo. Los metales no férricos, en movimiento, al cruzar el campo magnético son repelidos y lanzados hacia delante del tambor, acumulándose en un segundo grupo. Los materiales no metálicos, como los plásticos, caen por su propio peso.

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REFUERZO

FICHA 1

ANÁLISIS DE LOS PLÁSTICOS

A nuestro alrededor encontramos infinidad de materiales plásticos. Se hace necesario conocerlos e identificarlos para poder realizar una correcta aplicación de ellos. También tenemos que tener muy en cuenta la posibilidad de su reciclado en los objetos plásticos, contribuyendo así a una mayor conciencia medioambiental.

CUESTIONES 1

Completa la siguiente tabla: SIGLAS

NOMBRE DEL POLÍMERO

TIPO DE PLÁSTICO

APLICACIONES

PET MF PP PMMA PE PUR PA PF PS EP PCP PVC

2

Indica de qué tipo de plásticos son los siguientes objetos, el nombre comercial que les corresponde, y señala si se pueden reciclar: OBJETOS

TIPO DE PLÁSTICO

NOMBRE COMERCIAL

SÍMBOLO DE RECICLADO

Botella de detergente Cinta aislante Guantes Botella de agua Tuberías Casco de ciclista Envases para huevos Bolsa del supermercado Cubiertos desechables Prótesis médicas Mango de un cazo de cocina Faros

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REFUERZO

FICHA 2

PROPIEDADES DE LOS PLÁSTICOS

Los plásticos son polímeros formados por grandes macromoléculas. Su uso está muy extendido, debido a sus características, al ser materiales ligeros, resistentes a la corrosión, aislantes de electricidad, de bajo coste, y, además, fáciles de fabricar con el objetivo de darles diferentes formas.

PRACTICA 1

2

Relaciona los materiales de la lista con sus propiedades más importantes: Lycra

•

• Muy ligero.

Piel artificial

•

• Flexible.

Metacrilato

•

• Elástico.

Poliestireno

•

• Aislante.

Nailon

•

• Antiadherente.

PVC

•

• Transparente.

Poliéster con fibras •

• Químicamente resistente.

Teflón

• Impermeable.

•

Deduce cuál es la principal propiedad de los plásticos, que se aprovechan en las siguientes aplicaciones: a) Traje de buceo.

e) Parachoques de automóvil.

b) Recubrimiento de cable eléctrico.

f) Envases desechables para alimentos calientes.

c) Raqueta de tenis.

g) Panel aislante.

d) Neumático.

h) Mango de sartén.

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AMPLIACIÓN

FICHA 3

FABRICACIÓN CON PLÁSTICOS

La forma de trabajar depende del tipo de material plástico que se va a emplear. Los termoplásticos son más sencillos de fabricar, ya que se pueden utilizar diversas técnicas basadas en el aporte de calor y presión. Los termoestables no se funden al calentarse, por lo que es más complicado su proceso.

CUESTIONES 1

2

32

Señala qué procedimiento de fabricación es el más adecuado para la obtención de los siguientes objetos de plástico. Razona la respuesta. a) Carcasa de un televisor.

f) Bandejas para bombones.

b) Bañeras.

g) Corcho blanco.

c) Un mantel.

h) Una manguera de jardín.

d) Un enchufe.

i) Botellas.

e) La suela de unas zapatillas.

j) Tapadera.

Une mediante flechas qué tipos de plásticos se emplean para los siguientes métodos de fabricación: Extrusión

•

• Poliestireno, PVC, acrílico.

Moldeo por soplado

•

• Polietileno, poliestireno, nailon, polipropileno.

Moldeo por inyección

•

• PVC, polietileno, polipropileno.

Moldeo por compresión

•

• PVC.

Calandrado

•

• Fenol, aminas.

Moldeo al vacío

•

• Polietileno, PVC, nailon.

Hilado

•

• Poliamidas, poliéster, lycra.

Laminado

•

• PET.

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AMPLIACIÓN

FICHA 4

IDENTIFICACIÓN DE PLÁSTICOS

El objetivo de esta ficha es identificar el tipo de plástico con el que están construidos algunos objetos cotidianos mediante ensayos sencillos. Las medidas de seguridad son muy importantes en esta ficha, realizar los ensayos a la llama en vitrina.

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE DENSIDAD: Emplearemos tres líquidos de densidades diferentes y observaremos si el plástico flota o no en ellos. a) Agua con alcohol. Densidad inferior a 1. b) Agua. Densidad igual a 1. c) Agua con sal. Densidad superior a 1. PRUEBAS MECÁNICAS: Flexibilidad: intenta doblar con las manos cada una de las muestras.

Corte: intenta rayar con un cúter cada una de las muestras. Ten mucho cuidado con no cortarte. Fractura: golpea cada una de las muestras con un martillo. ENSAYO A LA LLAMA: Coge una pequeña muestra del plástico y, con unas pinzas, acércala a la llama de una vela. Observa si se produce combustión o fusión, el color de la llama y el olor que desprende.

PRACTICA 1

Mediante unas pruebas prácticas en el aula taller, intenta completar la tabla siguiente:

TIPO DE PLÁSTICO

ENSAYO MECÁNICO

DENSIDAD

COMBUSTIÓN / FUSIÓN

(FLEXIBILIDAD, CORTE,

(SI FLOTA O NO)

LLAMA: COLOR / OLOR

FRACTURA)

Fenoles

–

–

PF

–

–

–

–

Poliuretano

–

–

PUR

–

–

–

–

Cloruro de polivinilo

–

–

PVC

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

Caucho

Acrílico (fibra textil)

–

–

–

–

Polietileno

–

–

PE

–

–

–

–

Poliestireno

–

–

PS

–

–

–

–

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AMPLIACIÓN

FICHA 5

PLÁSTICOS BIODEGRADABLES

Las sociedades avanzadas tienen que hacer frente al creciente volumen de residuos que generan. La investigación acerca de nuevos materiales persigue no solo producir materiales más baratos y con más prestaciones, sino, además, fáciles de reciclar o que sean capaces de autodestruirse sin causar perjuicios al medio ambiente.

PRODUCTOS BIODEGRADABLES Y COMPOSTABLES La fabricación de plásticos biodegradables a partir de materiales naturales es uno de los grandes retos de diferentes sectores industriales, agrícolas, materiales para servicios, etc. Se trata de conseguir un material que, tras ser utilizado para bolsas, cubiertas de invernaderos, etc., se autodestruya tras ser desechado. Una empresa española, Fardis Ibérica, S. L., especializada en el proceso de recogida selectiva y tratamiento integral de la fracción orgánica de los residuos municipales, ha logrado la fabricación y comercialización de productos que cumplen con una doble condición, biodegradables y compostantes, lo que posibilita la generación de riqueza tras su destrucción. Polímeros biodegradables A lo largo de la primera mitad del siglo XX, la investigación de materiales sintetizados a partir de ácido glicólico y otros ácidos-alcoholes fue abandonada porque los polímeros resultantes eran demasiado inestables para su utilización industrial a largo plazo. […] Los bioplásticos de nueva generación retienen sus propiedades fisicoquímicas termoplásticas a lo largo del ciclo de vida del producto manufacturado pero, una vez depositados en condiciones de compostaje o metanización, se biodegradan completamente del mismo modo que los residuos orgánicos, es decir, son transformados por microorganismos en agua, dióxido de carbono y/o metano a un ritmo equivalente o superior al de la celulosa. La inestabilidad intrínseca de estas resinas –causada por la biodegradación– las convierte en herramientas imprescindibles para contribuir a la consecución de un auténtico desarrollo sostenible, ya que se producen a

partir de recursos renovables y se transforman en herramientas que facilitan la recogida selectiva y posterior valorización de los residuos orgánicos generados por nuestra civilización. Productos útiles

Bolsas de basura. Presentan propiedades fisicoquímicas semejantes a las de polietileno, pero se biodegradan en menos de 35 días, bajo condiciones de compostaje. Ideales para la recogida selectiva de la fracción orgánica de los residuos domésticos y comerciales, restos de poda, jardinería, etc. Film para agricultura. Transparente, translúcido u opaco, disponible en diversas formulaciones para adaptarse a las necesidades de temporalidad del cultivo en cuestión. Film retráctil. Transparente para envases y embalajes. Cubertería. Cucharas, tenedores, cuchillos y cucharillas. Soportan elevadas temperaturas y se degradan en 120 días bajo condiciones de compostaje. Platos, vasos. Fabricados en papel laminado con film biodegradable o en ácido poliláctico (transparente). Bandejas. Todo tipo de bandejas asimilables a las fabricadas en la actualidad a partir de poliestireno, producidas a partir de piedra caliza y fibra celulósica reciclada y laminadas con film plástico biodegradable. INFORMACIÓN FACILITADA POR FARDIS IBÉRICA, S. L.

CUESTIONES

34

1

Investiga los problemas ecológicos que pueden aparecer en la transformación y eliminación de plásticos convencionales.

2

¿Crees que es posible el establecimiento de este tipo de plásticos para cualquier aplicación industrial? ¿Por qué? 쮿 TECNOLOGÍAS 3.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿

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AMPLIACIÓN

FICHA 6

BANCO DE DATOS. INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

EN LA RED

HISTORIA DE LOS MATERIALES PLÁSTICOS www.sandretto.it/museo/ SPAGNOLO/default.htm

RECICLAJE www.madrimasd.org/culturaCientifica/ ateneo/quiosco/prensa/ dossiers/plasticos/menu.asp

PLÁSTICOS Y SU RELACIÓN CON EL MEDIO AMBIENTE www.plastivida.com.ar/ valorizacion.htm

Breve reseña de diversos materiales plásticos, máquinas para su elaboración, así como una historia y cronología de estos.

Reciclado del plástico, los plásticos y el medio ambiente, y un apartado referente al PVC, entre otros.

Esta página profundiza en el conocimiento de los materiales plásticos y el medio ambiente, noticias relacionadas y otros enlaces de interés. Bastante completa.

Notas

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EVALUACIÓN

FICHA 7

EVALUACIÓN

NOMBRE:

CURSO:

1

¿Cómo se clasifican los plásticos? Indica las características de cada tipo y pon un ejemplo de aplicación.

2

Rellena los huecos de la siguiente tabla: NOMBRE DEL PLÁSTICO

APLICACIONES

4

PROCESADO

Tubería

Tejido bañador

Polietileno tereftalato (PET)

Transparente e impermeable a componentes gaseosos. No flota en agua.

Resinas de poliéster (UP)

Se combina con la fibra de vidrio formando materiales compuestos de gran resistencia.

Poliuretanos (PUR)

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NOMBRE DEL PLÁSTICO

Jeringuilla

Carcasas de línea blanca de electrodomésticos, botones de aparatos, instrumentos y tableros de automóviles, envases de yogures, calzado.

3

Indica de qué plástico pueden estar fabricados los siguientes objetos y qué técnica de procesado se ha empleado: OBJETO

PROPIEDADES

FECHA:

Película fotográfica Mango de sartén Traje de buceo

5

Explica las operaciones que harías para fabricar una caja de metacrilato. Indica en cada caso las herramientas que emplearías y el pegamento que usarías.

Observa el siguiente dibujo. Indica y explica la técnica de procesado de plásticos que se ha empleado.

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FICHA 8

AUTOEVALUACIÓN

NOMBRE:

1

CURSO:

Los plásticos:

6

a) Fabricar planchas de plástico.

b) Son elastómeros que experimentan grandes alargamientos.

c) Fabricar hilos textiles.

b) Fabricar botellas.

7

b) Es la técnica a partir de la cual se fabrican el poliestireno expandido y muchos tipos de esponjas de plástico.

b) Están formados por macromoléculas de forma lineal o ramificada.

c) Es la técnica en la que la pieza adquiere la forma deseada cuando se aplica presión y calor a una preforma plástica compactada.

c) Son, por ejemplo, el polietileno, el polipropileno y el neopreno.

4

Los termoestables:

8

El nailon:

a) Son plásticos rígidos debido a que tienen una matriz de fibra de vidrio.

a) Es una fibra sintética más fuerte que cualquier fibra natural.

b) Sus macromoléculas forman una red que puede contraerse y estirarse.

b) Sirve para fabricar pantalones vaqueros, camisas y calcetines.

c) Solo pueden procesarse una vez porque sufren una reacción de curado.

c) Es muy elástico y se comercializa con el nombre de lycra.

El policarbonato: a) Es un plástico de excelentes propiedades químicas y ópticas, por lo que se usa para fabricar CD y películas fotográficas. b) Es un plástico termoestable más resistente al impacto que el vidrio. c) Se usa como antiadherente en sartenes y cacerolas porque tiene flúor.

5

La espumación: a) Es un proceso en el que se introduce jabón en el plástico para que sea más ligero.

Los termoplásticos: a) Pueden reprocesarse varias veces, como los plásticos termoestables.

3

El proceso de soplado sirve para:

a) Son el resultado de la polimerización de monómeros.

c) Son ligeros y resisten altas temperaturas. 2

FECHA:

En el moldeo por inyección: a) La pieza tiene la forma de la boquilla por donde sale la masa fundida de plástico. b) El pistón avanza e introduce la masa fundida dentro del molde de acero.

9

En el taller, los plásticos: a) Se marcan con rotuladores indelebles o con cintas adhesivas. b) Pueden pegarse con cualquier adhesivo, excepto el propileno. c) Se taladran siempre lubricando con aceite.

10 El pegamento de cianocrilato:

a) Es el único que sirve para pegar el poliestireno expandido. b) Si se echa en exceso, debilita la unión. c) Se usa como antiadherente en sartenes y cacerolas porque tiene flúor.

c) Se fabrican botellas y piezas huecas.

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FICHA 9

SOLUCIONES

NOMBRE:

CURSO:

FECHA:

EVALUACIÓN 1

las partículas de plástico y produce un entrelazado de las cadenas del polímero. Esta es la reacción de curado que permite formar un sólido uniforme, rígido y homogéneo.

¿Cómo se clasifican los plásticos? Indica las características de cada tipo y pon un ejemplo de aplicación. Ver respuesta en la página 12 del libro.

Indica de qué plástico pueden estar fabricados los siguientes objetos y qué técnica de procesado se ha empleado:

4 2

Rellena los huecos de la siguiente tabla: NOMBRE DEL PLÁSTICO

APLICACIONES

PROPIEDADES NOMBRE DEL PLÁSTICO

OBJETO Carcasas de línea blanca de electrodomésticos, botones de aparatos, instrumentos y tableros de automóviles, envases de yogures, calzado.

Transparente, inodoro, insípido y frágil. El poliestireno expandido es conocido como corcho blanco. Flota en el agua.

Botellas de agua, botellas de bebidas carbónicas película fotográfica, cinta de grabación, fibras textiles.

Transparente e impermeable a componentes gaseosos. Flota en el agua.

Paneles de coches, piezas de carrocería, cascos de embarcaciones pequeñas, esquíes, cañas de pescar.

Se combina con la fibra de vidrio formando materiales compuestos de gran resistencia.

Poliuretanos Prendas de vestir elásticas (lycra o elas(PUR) tán), cintas transportadoras, mangueras, ruedas industriales. Espumas.

Son duros, resistentes a la abrasión y flexibles. Pueden presentar también la forma de espumas.

Poliestireno (PS)

Polietileno tereftalato (PET)

Resinas de poliéster (UP)

3

Jeringuilla

Polietileno

Inyección

Tubería

Polipropileno (PP) Cloruro de polivinilo (PVC)

Extrusión

Tejido bañador

Poliamida Poliuretano

Hilado

Película fotográfica

Polietileno tereftalato (PET)

Laminado

Mango de sartén

Fenoles

Compresión

Traje de buceo

Neopreno

Laminación

Explica las operaciones que harías para fabricar una caja de metacrilato. Indica en cada caso las herramientas que emplearías y el pegamento que usarías.

5

• Marcar con un rotulador indeleble. • Sujetar cada pieza con el sargento protegiendo el plástico con cartón. • Cortar con la segueta con pelo redondo y, si es necesario, lubricar el pelo con un poco de aceite para facilitar el corte.

Observa el dibujo. Indica y explica la técnica de procesado de plásticos que se ha empleado. La técnica empleada es el moldeo por compresión. La pieza de plástico adquiere la forma cuando se aplica presión a una preforma de material plástico compactado. El efecto de la presión y del calor une

• Desbastar con una lija de agua. • Unir empleando cianocrilato, pegamento termofusible o pegamento epoxi.

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a;

2

b;

3

c;

4

a;

5

b;

6

b;

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PROCESADO

b;

8

a;

9

a; 10 b.

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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…

FICHA 10

¿CÓMO DISTINGUIMOS UNOS PLÁSTICOS DE OTROS?

NOMBRE:

CURSO:

FECHA:

En el año 1860 se convocó un concurso en el que el objetivo era encontrar un material capaz de sustituir al marfil, que empezaba a escasear y además era muy caro, en la fabricación de bolas de billar. Así fue como John Hyatt inventó el celuloide, un material de características peculiares, que podía ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor. Se trataba del primer termoplástico, y la industria encontró pronto multitud de aplicaciones para explotar sus cualidades. El primer material termoestable fue la baquelita. La baquelita es aislante y resistente al agua y a los ácidos, por lo que se utilizó para fabricar objetos de uso doméstico y componentes eléctricos, siendo el primer plástico en fabricarse a gran escala. El éxito de estos nuevos materiales motivó, en la década de los treinta del siglo XX, el interés de la industria en desarrollar otros de características especiales, como el polipropileno (PP) o el polietileno. Así, surgieron el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, muy adecuado para fabricar tuberías de todo tipo; el poliestireno (PS), un material transparente perfecto para fabricar vasos, botes, etc.; el poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida que se usa como aislante térmico y para embalajes, y toda una serie de nuevos materiales. La primera fibra artificial fue el nailon, cuyas propiedades se aprovecharon inmediatamente en la industria textil, y que fue la primera de toda una serie de fibras artificiales que aportan multitud de ventajas sobre las naturales. En la actualidad, debido a los nuevos hábitos de consumo, es el tereftalato de polietileno (PET) el plástico más usado, sobre todo en el envasado de bebidas, desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases. Pero la industria química continúa su labor incesante de investigación a la busca de materiales cada vez más sofisticados, adecuados a las nuevas exigencias de la industria. 1 Realizar una línea del tiempo. A lo largo de esta unidad has conocido algunos de los hitos

más importantes en la historia de los materiales plásticos, y en el texto de arriba te hemos dado algunos datos más de cómo surgió y se desarrolló esta industria. 1838 Regnault inventa el cloruro de vinilo. I

• Recoge en una línea del tiempo el orden en que fueron apareciendo todos estos nuevos materiales, empleando los datos que te damos en el texto y los que encontrarás en el libro, incluida la doble página final «Plásticos por todas partes». 2 Repasar las características de los distintos tipos de materiales plásticos. Termoplásticos,

termoestables y elastómeros son tipos de plásticos con propiedades, formas de producción y utilidades diferentes, que debes aprender a reconocer. • Indica cuáles de las siguientes sentencias referidas a los plásticos son verdaderas (V) o falsas (F). Los plásticos elastómeros reciben ese nombre debido a su elevada elasticidad. La principal propiedad de los termoplásticos es que su forma se puede modificar con facilidad. Los materiales termoplásticos y termoestables pueden reciclarse mediante aportación de calor. El comportamiento de los plásticos ante el calor está relacionado con su estructura interna. Los materiales elastómeros soportan bien el calor. Los plásticos termoestables son más resistentes que los termoplásticos, debido a que su estructura interna es mucho más compacta. Los plásticos son muy baratos. Los plásticos se degradan con facilidad. 쮿 TECNOLOGÍAS 3.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿

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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…

FICHA 10 (Continuación)

¿CÓMO DISTINGUIMOS UNOS PLÁSTICOS DE OTROS?

NOMBRE:

CURSO:

FECHA:

3 Reconocer las propiedades de algunos de los plásticos más utilizados.

Además de las características propias de cada uno de los tipos de plásticos, los materiales plásticos presentan una serie de características propias, aquellas que los hacen adecuados para unas aplicaciones y no para otras, como su resistencia, fragilidad, cualidades como aislantes, etc. • Relaciona cada uno de los materiales plásticos que te indicamos en la columna de la derecha con sus características propias en la columna de la izquierda. Resistente al desgaste y a la acción de productos químicos.

Polibutadieno (BR).

Ligero, alta resistencia mecánica y resistente al desgaste, buen aislante.

Polipropileno (PP).

Duro, resistente al calor y a los productos químicos, buen aislante.

Melamina.

Resistente a las bajas temperaturas y al desgaste.

Polisiloxano (SL).

Resistente a la corrosión y a los agentes químicos, poco inflamable.

Poliamida (PA).

Tenaz y resistente a los golpes.

Policarbonato (PC).

Bastante rígido, resistente a esfuerzos y a la acción de productos químicos, buen aislante.

Baquelita.

4 Distinguir los diferentes materiales plásticos entre los objetos que nos rodean.

Ya has visto cuáles son los plásticos más utilizados en la industria, aquellos que con mayor frecuencia podemos encontrar en nuestras actividades diarias y sus características particulares. • Busca objetos de pequeño tamaño, que puedas llevar a clase y mostrarlos a tus compañeros, que estén fabricados con plásticos diferentes. Cuantos más tipos seas capaz de encontrar, mejor. • Después compáralos con los objetos que hayan encontrado tus compañeros y relacionar las propiedades de cada uno de esos plásticos con las aplicaciones que habéis descubierto. 5 Relacionar los tipos de plásticos con sus propiedades, técnicas de producción y usos.

• Completa la tabla indicando qué objetos se fabrican con cada tipo de plástico, qué características son las que aprovecha cada objeto y qué métodos de producción se emplean en su fabricación. Tipo de plástico

Objeto

Propiedades

Técnica de producción

PP CR HDPE Resinas fenólicas PMMA PA PVC

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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…

FICHA 11

¿CÓMO SE FABRICAN LOS MATERIALES PLÁSTICOS?

NOMBRE:

CURSO:

FECHA:

1 Identificar las técnicas básicas de producción de plásticos. Cada plástico requiere técnicas

particulares de fabricación y conformado, porque posee características propias, como distintas temperaturas de fusión, de transición vítrea, unos pueden conformarse varias veces, otros solo una, etc. • Completa los espacios en blanco que encontrarás en las siguientes sentencias y que hacen referencia a las técnicas de producción de polímeros termoplásticos. consiste en fabricar piezas de plástico mediante moldes, que le dan al material la forma deseada. es un método que requiere mucho tiempo, ya que hay que asegurarse de que el material fundido rellena por completo el molde, y después hay que dejarlo enfriar. El moldeo a alta presión también es conocido por el nombre de La técnica llamada

.

se utiliza para fabricar tuberías y otros perfiles de sección constante.

El método más utilizado en la producción de plásticos termoplásticos es el

.

Para fabricar plásticos con una densidad muy baja o expandidos, se emplea la técnica del . Existen dos tipos de técnicas de producción de termoplásticos, según el tipo de presión a que se somete el material, y son el y el

.

2 Conocer el proceso de producción de polímeros termoestables. Los plásticos termoestables

se polimerizan siempre en un molde, pero este proceso puede llevarse a cabo empleando diferentes técnicas, como son el moldeo por compresión y el moldeo por transferencia. • Te ofrecemos los esquemas de ambos métodos, compresión y transferencia. ¿Cuál es cada uno de ellos? • Rotula ahora ambos dibujos indicando las distintas fases del proceso. ¿Cuál crees que es la principal diferencia entre ambos métodos?

a

b

3 Identificar las distintas técnicas de mecanización de plásticos. El plástico ha sustituido a los materiales

tradicionales, como la madera o el metal, en muchas de sus aplicaciones. Pero requiere técnicas propias de mecanización y herramientas adecuadas. • Identifica cada una de las tres técnicas que muestran los siguientes dibujos, rotulando en ellos las herramientas y fases del proceso que puedas reconocer.

a

b

c

• ¿Qué diferencias encuentras entre estas técnicas y las que se emplean para mecanizar la madera? 쮿 TECNOLOGÍAS 3.° ESO 쮿 MATERIAL FOTOCOPIABLE © SANTILLANA EDUCACIÓN, S. L. 쮿

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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…

FICHA 12

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE RECICLAR LOS PLÁSTICOS?

NOMBRE:

CURSO:

FECHA:

1 Analizar la fase de selección en el reciclado

de plásticos. La clasificación y recolección son las primeras fases del proceso de reciclado de los plásticos. Con el fin de reducir los costos, la clasificación debe realizarse en los puntos de origen, es decir, en los lugares donde se origina el desecho. En realidad existen más de cien tipos diferentes de plásticos, pero a efectos de su reciclado nos interesan solamente seis, los que aparecen recogidos en el cuadro de la derecha. Cada uno de estos tipos se recicla por separado, incluso cuando se hace empleando los mismos métodos. • ¿Crees que la identificación de los plásticos con un número simplifica el proceso de reciclado? ¿Por qué? • Haz una lista de objetos de plástico de uso cotidiano con cada uno de los seis tipos que aparecen en la tabla de la derecha, localizando en ellos su número de identificación. ¿Cuáles de estos tipos son los más habituales en tu casa? ¿Y los menos habituales?

1

2

Polietilentereftalato (PET). Envases, botellas, fibras textiles, bandejas para microondas.

Polietileno de alta densidad (PEAD). Envases para aceites, champúes, detergentes, bolsas, cañerías.

3

4

Cloruro de polivinilo (PVC). Botellas de agua, mangueras, pilas, juguetes, film, marcos de ventanas.

Polietileno de baja densidad (PEBD). Bolsas, pañales, tuberías para riego, botes de cosméticos.

5

6

Polipropileno (PP). Film para alimentos, envases industriales, alfombras y tapicerías.

Poliestireno (PS). Botes de yogur y otros lácteos, bandejas de supermercado, máquinas de afeitar.

2 Trabajar en equipo. Los materiales plásticos generan problemas de recolección y traslado.

Por ejemplo, un camión con capacidad para transportar doce toneladas de desechos comunes puede transportar seis o siete toneladas de plástico compactado, y apenas dos de plástico sin compactar. • Forma grupos con tus compañeros de clase y discutid acerca del problema de volumen de los desechos plásticos. Tratad de encontrar una manera alternativa de recogida de estos materiales que subsane este problema. 3 Comprobar cómo los nuevos materiales han cambiado nuestras vidas.

La aparición de los materiales plásticos nos ha permitido sustituir muchos de los materiales tradicionales por otros que imitan y mejoran sus características, y que se pueden producir industrialmente, sin que la escasez de materias primas suponga un inconveniente. Pero, como cada avance de la tecnología, también conlleva una serie de efectos secundarios y de nuevas necesidades. En un mundo que es cada vez más consumista, el plástico ha transformado en objetos de usar y tirar muchas de las cosas que antes estaban destinadas a durar. En resumen, consumimos más y producimos más desechos también. • ¿Qué materiales crees que es más interesante sustituir por plástico? ¿Por qué? • ¿En qué aplicaciones son «insustituibles» los plásticos? • ¿Qué cambios sociológicos y económicos ha traído consigo la aparición de los plásticos, es decir, cómo crees que han cambiado nuestras vidas los nuevos materiales? ¿Y la actividad industrial? • Supón que al levantarte por la mañana descubrieras que no existen los plásticos. Escribe un pequeño ensayo en el que describas cómo cambiaría tus actividades normales la ausencia de estos materiales. ¿Qué cosas no podrías hacer? ¿Cuáles tendrías que realizar de manera diferente?

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CONTENIDOS PARA SABER MÁS… FICHA 13

SÍNTESIS

1

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FECHA: CURSO: NOMBRE:

1 Completa el siguiente mapa de conceptos.

LOS MATERIALES PLÁSTICOS

también llamados

son compuestos basados en

el carbono

que pueden ser

que pueden ser

donde el material se quema y se usa como

proceso que solo puede aplicarse a los plásticos

moldeo por compresión

moldeo

es decir, son materiales

mediante un proceso llamado

cadenas entrecruzadas

pueden ser conformados mediante el calor

que se unen entre sí formando

reciclado mecánico

rectificado

termoestables

termoplásticos

monómeros

que están formados por moléculas de menor tamaño, los

según su comportamiento ante el calor, se clasifican en

tienen estructuras internas en forma de

se obtienen a través de diversas técnicas

se mecanizan con técnicas como

se reciclan siguiendo tres métodos diferentes, que son

como

colada

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