En la actualidad, el plástico es uno de los materiales más utilizados para todas las áreas de la vida humana. Gracias a este material se fabrican desde bolsas, recubrimientos, botellas, envases, cajas y contenedores, entre muchos otros productos de uso industrial, doméstico, incluso en áreas de medicina… los usos de los polímeros parecen ser infinitos y, para cumplir con los requisitos para la aplicación deseada, se requiere del uso de aditivos que los doten de características particulares.
¿Qué son los polímeros?
Los polímeros son compuestos químicos que consisten en moléculas de cadena o de moléculas ramificadas, los cuales, a su vez, consisten en unidades idénticas o similares llamadas monómeros. De esta característica surge su nombre: polímeros del griego “polys” y “meros” mucho y parte o segmento, indicando que estas moléculas forman cadenas largas con masas elevadas.
Los polímeros se pueden usar para reforzar, aislar, espesar y fabricar todo tipo de productos, por lo que requieren de aditivos especiales que les proporcionen características propias.
¿Qué son los aditivos?
Los aditivos son sustancias químicas para modificar y mejorar las propiedades físicas, mecánicas, estructurales y de proceso en los materiales poliméricos.
Tipos de aditivos para polímeros
Rellenos
Pueden ser inorgánicos, orgánicos, minerales, naturales o sintéticos se usan para la potenciación de cualidades específicas, es decir, se agregan a los polímeros para conseguir varios fines, un ejemplo de ello es incrementar la resistencia mecánica ante fuerzas de compresión.
El uso de los rellenos es más común en las resinas termofraguables y en los termoplásticos. Dentro de estos encontramos dilatadores o extensores, que se agregan en grandes cantidades para producir grandes volúmenes de material polimérico con poca resina, de modo que se reduzcan los costes de fabricación.
Algunos ejemplos de estos aditivos son el carbonato de calcio, sílice, caolín, que son los de uso más frecuente.
Plastificantes
Son moléculas o cadenas de bajo peso molecular que reducen la temperatura de transición vítrea, aumentan la flexibilidad y elasticidad de los plásticos, así como su flujo en condiciones de fusión. Sin estos, sería imposible la fabricación de láminas, tubos y otros plásticos flexibles.
Dentro de estos encontramos a los ftalatos, epóxidos, benzoatos, citratos, trimelitatos y fosfatos, siendo indispensables para polímeros como el PVC.
Estabilizadores
Su función es impedir o retrasar el deterioro del polímero debido a circunstancias como la exposición a los rayos UV, entre otros efectos del entorno. Dentro de estos encontramos:
- Estabilizadores térmicos, que impiden la degradación de resinas cuando son sometidas a temperaturas altas; asimismo, alargan la duración del producto final que los contiene como de estaño y zinc.
- Antioxidantes. Protegen a los polímeros de la oxidación causada por calor, luz u otros mecanismos químicos que deterioran, los vuelven frágiles, inestables, desactivan los iones metálicos, entre otras funciones para preservar en buen estado a los polímeros.
- Absorbedores de luz. Como su nombre lo indica, absorben o filtran los rayos UV que hacen perder propiedades de color y físicas; su función es estabilizar el color y prolongar la duración del producto. El PVC, poliestireno, poliuretanos, poliésteres y poliolefinas, son algunos polímeros especialmente susceptibles a la degradación por el sol.
- Antiestáticos. También se conocen como desestatizadores porque reducen la acumulación de carga electrostática en las superficies de los plásticos ya que tienen mala conductividad eléctrica. Los polímeros más susceptibles de acumulación de carga estática son el nylon y acrílicos, y los agentes antiestáticos son ésteres fosfóricos, ésteres de polietilenglicol y compuestos cuaternarios de amonio.
- Acomplamiento. Son agentes que mejoran la adhesión del plástico a materiales de relleno inorgánico, como el vidrio, siendo los titanatos y silanos los más utilizados.
- Retardantes de llama. Reducen la inflamabilidad de los plásticos por medio de un aislamiento al crear una reacción endotérmica enfriadora y eliminando el oxígeno, de modo que influyen negativamente sobre la combustión. Dentro de estos encontramos ésteres fosfóricos y compuestos halogenados.
- Insuflantes o agentes espumantes. Son agentes que se pueden usar solos o combinados con otras sustancias para crear espuma en una masa plástica; pueden ser sales simples como el amonio o el bicarbonato de sodio, o bien, agentes liberadores de nitrógeno.
- Lubricantes. Facilitan el procesamiento y transformación de los materiales poliméricos y mejoran la apariencia del producto final; en este tipo encontramos ésteres de ácidos grasos, amidas, ceras hidrocarbonadas, ceras polietilénicas, entre otros.
- Reforzantes. Incrementan la resistencia y rigidez de los polímeros tales como fibra de carbono o fibra de vidrio.
- Pigmentos. Los pigmentos usados para polímeros son inorgánicos como el dióxido de titanio, negros de humo, entre otros que se basan en metales como los óxidos y sulfuros de metales pesados como titanio, cadmio y cromo. Estos pigmentos son de tres clases: blancos, negros y coloreados, y permiten obtener colores estables, resistentes a la intemperie y a los químicos.
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