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Universidad Autónoma Agraria “Antonio Narro” Departamento de Maquinaria Agrícola Por: José Ramón Vera López Inyección de plásticos en la industria Presentada como requisito parcial para obtener el título de: Ingeniero Mecánico Agrícola Buenavista, Saltillo, Coahuila, México.
Transcript of Departamento de Maquinaria Agrícola Por: José Ramón Vera...
Universidad Autónoma Agraria “Antonio Narro”
Departamento de Maquinaria Agrícola
Por: José Ramón Vera López
Inyección de plásticos en la industria
Presentada como requisito parcial para obtener el título de:
Ingeniero Mecánico Agrícola
Buenavista, Saltillo, Coahuila, México.
Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro
División de Ingeniería
Inyección de Plásticos en la Industria
Por: José Ramón Vera López
Elaborado bajo la supervisión del comité particular de
asesores y aprobada como requisito parcial, para obtener el
título de:
Ingeniero Mecánico Agrícola
Comité particular
Asesor Principal: M.C. Héctor Uriel Serna Fernández
Asesor: Dr. Karim de Alba Romenus
Asesor: MC. Genaro Demuner Molina
M.C. Luis Rodríguez Gutiérrez
Coordinador de la división de Ingeniería
Buenavista, Saltillo, Coahuila, abril del 2017
Índice de contenido
I. Introducción ............................................................................................................................. 1
1.1. Objetivo .............................................................................................................................. 3
II. Características de los plásticos para inyección ............................................................ 4
2.1.1. Los termoplásticos .................................................................................................... 6
2.1.2. Los termofijos ............................................................................................................ 7
2.1.3. Los elastómeros........................................................................................................ 7
2.2. Estructura de los plásticos .............................................................................................. 8
2.2.1. Plásticos amorfos ..................................................................................................... 8
2.2.2. Plásticos cristalinos .................................................................................................. 8
2.3. Propiedades de los plásticos. ....................................................................................... 10
2.3.1. Melt Temperature (Tm) o Temperatura de Fusión (Tf) ..................................... 10
2.3.2. Temperatura de Transición Vitera (Tg) ........................................................................... 11
2.3.3. Heat deflection temperature (HDT) o temperatura de flexión bajo la carga .. 11
2.4. Plásticos y procesos más comunes en la industria del plástico.............................. 12
2.4.1. Proceso de moldeo por inyeccion ........................................................................ 12
2.4.2. Proceso de extrusión ............................................................................................. 13
2.4.3. Proceso de soplado ................................................................................................ 13
2.5. Los plásticos de gran volumen ..................................................................................... 15
2.6. Los plásticos de ingeniería ............................................................................................ 16
2.7. Plásticos de especialidad .............................................................................................. 16
III. Proceso de moldeo por inyección .............................................................................. 17
3.1. Principales partes de una máquina de inyección de plásticos ................................ 17
3.1.1. La unidad de cierre ................................................................................................. 17
3.1.2. La unidad de inyección o plastificación ............................................................... 18
3.1.3. La unidad de control ............................................................................................... 18
3.2. Ciclo de moldeo por inyección ...................................................................................... 18
3.3. El molde ........................................................................................................................... 21
3.4. El tiempo de enfriamiento.............................................................................................. 21
3.5. La colada fría ................................................................................................................... 21
3.6. Desbalanceo de corredores .......................................................................................... 21
3.7. Moldes de colada caliente ............................................................................................. 21
IV. Plásticos para el moldeo por inyección ..................................................................... 22
4.1. Polímeros de gran tonelaje ........................................................................................... 22
4.1.1. Polietileno (PE) ....................................................................................................... 22
4.1.2. Polipropileno (PP) ................................................................................................... 25
4.1.3. Poliestíreno (PS) ..................................................................................................... 27
4.1.4. Policlroruro de Vinilo (PVC) .................................................................................. 30
4.2. Polímeros de ingeniería ................................................................................................. 32
4.2.1. Poliésteres PET ...................................................................................................... 33
4.2.2. Policarbonatos (PC) ............................................................................................... 35
4.2.3. Poliamidas (PA) ...................................................................................................... 37
4.2.4. Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS) ................................................................ 40
V. Conclusiones ......................................................................................................................... 43
VI. Bibliografía ......................................................................................................................... 44
Índice de figuras
Figura 1. Clasificación de los polímeros .............................................................................................. 5
Figura 2. Polímeros en pellets ............................................................................................................. 6
Figura 3. Polímero reciclado en escamas u hojuelas .......................................................................... 6
Figura 4. Objetos cotidianos que son plásticos ................................................................................... 8
Figura 5. Estructura amorfa y cristalina de los plásticos ..................................................................... 9
Figura 6. Estructura semicristalinos de un plástico ............................................................................. 9
Figura 7. Moldeo por inyección ......................................................................................................... 12
Figura 8. Diagrama de una inyectora de plástico .............................................................................. 12
Figura 9. Piezas moldeadas por inyección......................................................................................... 13
Figura 10. Diagrama de una extrusora de plástico............................................................................ 13
Figura 11. Piezas moldeadas por extrusión ....................................................................................... 13
Figura 12. Inyección soplo ................................................................................................................ 14
Figura 13. Piezas moldeadas por inyección soplo ............................................................................. 14
Figura 14. Extrusión soplo ................................................................................................................. 15
Figura 15. Piezas moldeadas por extrusión soplo ............................................................................. 15
Figura 16. Principales partes de una máquina de inyección de plásticos ......................................... 17
Figura 17. Unidad de cierre ............................................................................................................... 18
Figura 18. Unidad de inyección ......................................................................................................... 18
Figura 19. Unidad de control ............................................................................................................. 18
Figura 20. Cierre del molde e inyección ............................................................................................ 19
Figura 21. Inyección del material ...................................................................................................... 19
Figura 22. Aplicación de la presión de sostenimiento ...................................................................... 20
Figura 23. Plastificación del material ................................................................................................ 20
Figura 24. Enfriamiento y extracción de la pieza .............................................................................. 20
Figura 25. Pieza expulsada del molde ............................................................................................... 21
Figura 26. Número de Identificación del LDPE y HDPE en la tabla de polímeros de gran volumen . 22
Figura 27. Productos hechos con polietileno .................................................................................... 25
Figura 28. Número de Identificación del PP en la tabla de polímeros de gran volumen .................. 25
Figura 29. Productos hechos con polipropileno ................................................................................ 27
Figura 30. Número de Identificación del PS en la tabla de los polímeros de gran volumen ........... 28
Figura 31. Productos hechos de poliestireno cristal ......................................................................... 28
Figura 32. Productos hechos de poliestireno alto impacto .............................................................. 29
Figura 33. Productos hechos de poliestirerno espumado ................................................................ 29
Figura 34. Número de identificación del PC en los polímeros de ingeniería .................................... 35
Figura 35. Productos hechos de Policarbonato................................................................................. 36
Figura 36. Número de identificación de las PA en los polímeros de ingeniería ................................ 38
Figura 37. Productos fabricados con poliamidas .............................................................................. 39
Figura 38. Número de identificación del ABS en los polímeros de ingeniería .................................. 40
Índice de tablas
Tabla 1. Recomendaciones de proceso según el tipo de material .................................................... 10
Tabla 2. Temperatura de Transición Vítrea (Tg) ................................................................................ 11
Tabla 3. Plásticos de gran volumen ................................................................................................... 16
Tabla 4. Plásticos de ingeniería ......................................................................................................... 16
Tabla 5. Plásticos de especialidad ..................................................................................................... 17
Tabla 6. Plásticos obtenidos del petróleo ......................................................................................... 22
Tabla 7. propiedades de los polietilenos lineales ............................................................................. 23
Tabla 8. Propiedades de los polietilenos ramificados ....................................................................... 23
Tabla 9. Propiedades mecánicas y físicas HDPE ................................................................................ 23
Tabla 10. Propiedades mecánicas y físicas LDPE ............................................................................... 24
Tabla 11. Propiedades mecánicas y físicas PP ................................................................................... 27
Tabla 12. Algunas propiedades del PS............................................................................................... 30
Tabla 13. Propiedades mecánicas y físicas PS ................................................................................... 30
Tabla 14. Características generales RPVC ......................................................................................... 31
Tabla 15. Características generales PPVC ......................................................................................... 32
Tabla 16. Propiedades mecánicas y físicas PVC ................................................................................ 32
Tabla 17. Propiedades mecánicas y físicas PET ................................................................................. 35
Tabla 18. Propiedades mecánicas y físicas PC ................................................................................... 37
Tabla 19. Propiedades mecánicas y físicas Nylon 6 y 6,6 .................................................................. 39
Tabla 20. Propiedades mecánicas y físicas PA .................................................................................. 40
Tabla 21. propiedades mecánicas y físicas ABS ................................................................................ 42
1
I. Introducción
Hoy en día uno de los materiales de mayor rentabilidad de producción es el
plástico, ya que por sus propiedades y bajos costos ha trascendido en nuestras
vidas de manera muy importante; de tal manera que lo podemos encontrar en una
gran cantidad de productos en nuestra vida cotidiana.
El moldeo por inyección es uno de los procesos de mayor relevancia a nivel
mundial y ha alcanzado niveles impresionantes dentro de la industria y es por eso,
que es indispensable conocer la ciencia de su procesamiento, así como los
aspectos más importantes para alcanzar altos índices de producción.
La palabra plásticos se deriva del griego “plastikos”, que se traduce a moldeable.
La primera patente para una máquina de moldeo por inyección fue registrada en
Estados Unidos en el año de 1872 por John Hyalt.
En 1907 Leo Baekeland invento la baquelita, el primer plástico termofijo o
termoestable, plásticos que puede ser fundidos y moldeados mientras están
calientes, pero que no pueden ser ablandados por el calor y moldeados de nuevo
una vez que han fraguado, por sus características fue rápidamente aplicado a
numerosos objetos de uso doméstico y componentes electrónicos de uso general.
El resultado alcanzado por los primeros plásticos incentivó a los químicos y a la
industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear
polímeros. En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno
polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al
que llamaron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).
Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el
cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente
adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un
2
material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa
impermeable, manteles, cortinas y juguetes.
Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno
(PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos, potes y
hueveras. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado
básicamente para embalaje y aislante térmico.
También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor
fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Du Pont.
Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido
adípico podían formar un polímero que bombeado a través de agujeros y estirados
podían formar hilos que podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de
paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra
Mundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de
medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras
fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.
En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en
botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de
polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado
de envases.
3
1.1. Objetivo
Generar información relevante sobre la inyección de plásticos en la industria, sus
características principales, el proceso y los plásticos que se pueden procesar en la
actualidad.
4
II. Características de los plásticos para inyección
2.1. Definición, clasificación y tipos de plásticos
Los plásticos son polímeros (poli=muchos; meros=partes) orgánicos, naturales o
sintéticos, compuesta por la unión de muchas moléculas acomodadas en un orden
repetitivo hasta formar el polímero y estos a su vez están formados por la unión de
miles de monómeros (mono=una, meros=partes). Estos monómeros son unidos
mediante el proceso de polimerización, el cual consiste en tomar un grupo de
monómeros y provocar a través de temperatura, presión y catalizadores, el enlace
de estas pequeñas moléculas entre si y de esta forma se producen estructuras de
cadenas poliméricas.
Aunque existen plásticos naturales, como la celulosa y el caucho, la gran mayoría
de los plásticos son materiales sintéticos, se obtienen de materias primas como el
petróleo, el carbón o el gas natural, aunque la inmensa mayoría se obtiene
básicamente del petróleo.
Sintéticos: son aquellos que pasan por un proceso químico con el propósito de
unir a millones de pequeñas partículas de monómeros formando a si un polímero;
a lo que se le llama polimerización
Naturales: Los polímeros naturales reúnen, entre otros, al almidón cuyo monómero
es la glucosa y al algodón, hecho de celulosa, cuyo monómero también es la
glucosa. La diferencia entre ambos es la forma en que los monómeros se
encuentran dispuestos dentro del polímero.
5
Figura 1. Clasificación de los polímeros.
.
Los plásticos se caracterizan por tener:
Buena resistencia
Alta o baja densidad
Aislamiento de calor
Asilamiento a la electricidad
Alta resistencia a los asidos y disolventes
Suelen tener buenas propiedades mecánicas
Alta atracción molecular
Moldeables
Personalizables
Económicos y responsables
Tener en cuenta alguna de las características principales del plástico nos permitirá
tomar decisiones acertadas a la hora de su procesamiento, ya que estos aspectos
son críticos en la transformación de las resinas.
Una de las presentaciones comerciales más comunes son los pellets que son
fabricados directamente de la masa que sale del reactor pasando por un extrusor
con una serie de cuchillas al fina que se encarga de darle esta forma homogénea,
la cual beneficia al proceso. En esta misma fase se puede dar el formado, que
consiste en aditivar el material con pigmentos, cargas y ayudas de proceso.
6
Figura 2. Polímeros en pellets.
Otra presentación común de las resinas es verlas en polvo, y son muy
comúnmente utilizadas en el proceso de roto moldeo.
De igual manera podemos encontrarlas en forma de escamas u hojuelas que
normalmente provienen del reciclado de plásticos y es una forma sencilla y
comercial que utilizan las recicladoras.
Figura 3. Polímero reciclado en escamas u hojuelas.
Entre la variedad de plásticos que existen para todos los procesos, una parte de
ellos pueden volverse a fundir (termoplásticos) para crear nuevas formas y otra
parte de ellos son estables (termofijos) y su fundición los quemaría.
2.1.1. Los termoplásticos
Son aquellos plásticos que tienen la propiedad de fundirse y volver a tomar forma
sólida repetidas veces, es decir pueden ser reprocesados, pero al hacer este
proceso el material tiende a degradarse con el tiempo y solo puede durar pocos
ciclos antes de que pierda propiedades o cambie de color.
Podemos usar una antología con una vela para relacionarla con los polímeros
termoplásticos ya que podemos ver que el proceso es muy similar. Cuando una
vela en estado sólido es fundida esta pasa al estado líquido y con el tiempo esta
7
solidifica. Esto mismo sucede con los termoplásticos ya que pueden ser fundidos y
solidificados repetidas veces.
Algunos ejemplos de termoplásticos son:
Polietileno(PE)
Polibutadieno(PB)
Policarbonato(PC)
Polipropileno(PP)
Politereftelato de etileno(PET)
Policloruro de vinilo(PVC)
Poliestireno(PS)
Poliamida(PA)
2.1.2. Los termofijos
Son materiales rígidos, que tienen una estructura molecular compleja, la cual
tiene lugar en el proceso de moldeo. Los plásticos llamados termofijos o
termoestables so plásticos que una vez moldeados no pueden modificar su
forma, y por lo tanto no pueden ser reciclados.
Un claro ejemplo es el huevo; es liquido en una etapa y se endurece al
calentarlo. Si se vuele a calentar se degrada o se descompone sin volver a
fundirse.
Algunos ejemplos de termofijos son:
Resinas Poliéster
Resinas Epóxicas
Resinas Fenólicas
Poliuretanos y SBR
2.1.3. Los elastómeros
Sus macromoléculas forman una red que pueden contraerse y estirarse cuando
estos materiales son comprimidos o estirados, por lo que estos tipos de plásticos
son muy elásticos.
8
No soportan bien el calor y se degradan a temperaturas medias, lo que hace que
el calor no sea posible.
Algunos ejemplos de elastómeros son:
Caucho natural
Caucho sintético
Neopreno
Figura 4. Objetos cotidianos que son plásticos.
2.2. Estructura de los plásticos
Los polímeros presentan dos tipos básicos de disposición molecular en estado
sólido, amorfa y cristalina.
2.2.1. Plásticos amorfos
En las cadenas moleculares no tienen orden y estos se retuercen o se enrollan al
azar.
2.2.2. Plásticos cristalinos
Como su nombre se refiere, forman regiones cristalinas, en las cuales molécula
adoptan una estructura muy ordenada.
9
En general los polímeros cristalinos presentan regiones amorfas, por lo que
correctamente se les llama semicristalinos.
Figura 5. Estructura amorfa y cristalina de los plásticos.
Figura 6. Estructura semicristalinos de un plástico.
Existen polímeros altamente cristalinos como:
Polipropileno
Teflón
Nylon
PET
Polietileno
Kevlar
Estas propiedades se ven afectadas por la relación existente entre el contenido de
material amorfo, y la orientación.
10
El grado de cristalinidad depende de la estructura molecular, pero también se ve
influenciado de manera importante por las condiciones de procesamiento y el
tratamiento post-moldeo de la pieza.
El PVC es considerado un polímero de baja cristalinidad con tan solo un 10%, por
lo que se considera un plástico amorfo, aunque este sea semicristalino.
Los plásticos amorfos tienen una característica muy particular en su
procesamiento ya que, cuando se calientan solamente reblandecen y no se puede
definir una temperatura de fusión, se establece un rango de reblandecimiento.
Algunos ejemplos son:
PS
PC
PMMA
ABS
PV
Tabla 1. Recomendaciones de proceso según el tipo de material.
Recomendaciones de proceso según el tipo de material
Plásticos amorfos (transparente) Plásticos cristalinos (opaco)
Menos RPM Altas RPM
Menos contra presión Altas contrapresión
Resina se quema fácilmente Difícil para mesclar colorantes
Alta contaminación Tiempos de carga largos
Degradación de resina Temperaturas de resina altas
Menor contracción volumétrica Tiempos de enfriamiento altos
2.3. Propiedades de los plásticos.
Los polímeros presentan diferentes temperaturas características, lo que define el
estado de un material y estas temperaturas pueden ser de gran utilidad a la hora
del procesado del material, tales como la temperatura a la que funde el material.
2.3.1. Melt Temperature (Tm) o Temperatura de Fusión (Tf)
11
Es el punto o intervalo en el cual se pasa de estado sólido a fundido y los
polímeros pierden su estructura ordenada para poder fluir por la acción de una
fuerza.
En materiales cristalinos tienen un punto de fusión definido y se refieren a la
temperatura a la cual se funden los cristales y adquieren movimiento. En
materiales amorfos esta temperatura se refiere al inicio de la fluidez y no es un
punto específico si no un intervalo también llamado temperatura de plastificación.
2.3.2. Temperatura de Transición Vitera (Tg)
Hay una cierta temperatura (distinta para cada polímero) llamada temperatura de
transición vítrea (Tg). Cuando el polímero es enfriado por debajo de esta
temperatura, se vuelve rígido y quebradizo, igual que el vidrio.
Los polímeros presentan diferentes temperaturas de transición vítrea, lo que
define el estado físico de un material a temperatura ambiente.
Tabla 2. Temperatura de Transición Vítrea (Tg).
Acrónimo Polímero Temperatura °C
PA poliamida Nylon 50
PC policarbonato 152
PVC policloruro de vinilo 80
HDPE polietileno de alta densidad -35 a -120
PET polietilentereftalato 80
PP polipropileno -15 a - 25
2.3.3. Heat deflection temperature (HDT) o temperatura de flexión
bajo la carga
La temperatura de flexión bajo la carga (HDT) se define como la temperatura a la
cual una probeta prismática confeccionada con un material plástico, rígido a
temperatura ambiente, sufre un determinado valor de deformación bajo una cierta
carga.
También es la temperatura a la que se extrae la pieza del molde sin ser marcada.
12
2.4. Plásticos y procesos más comunes en la industria del
plástico
Figura 7. Moldeo por inyección.
2.4.1. Proceso de moldeo por inyeccion
En el proceso de moldeo por inyección se funde el plástico en un extrusor y se
utiliza el tornillo del extrusor para inyectar el plástico en un molde donde se enfría.
La velocidad y consistencia son elementos claves para que la operación de
moldeo por inyección sea exitosa, ya que los márgenes de ganancia generalmente
están por debajo del 10 por ciento.
Figura 8. Diagrama de una inyectora de plástico.
Piezas fabricadas mediante el moldeo por inyeccion
13
Figura 9. Piezas moldeadas por inyección.
2.4.2. Proceso de extrusión
El proceso de extrusión de plásticos es uno de los principales procesos de
transformación de plásticos usados principalmente para fabricar perfiles y
películas.
Figura 10. Diagrama de una extrusora de plástico
Tiene la desventaja de no poder fabricar piezas demasiado complejas, pero tiene
la gran ventaja de fabricar bolsas y artículos que en inyección no se podrían hacer,
a través de un dado el cual le da forma adecuada a la pieza plástica.
Figura 11. Piezas moldeadas por extrusión.
2.4.3. Proceso de soplado
14
Es el proceso el cual, se infla una parte de plástico a temperatura moldeable para
que tome forma del molde en el que se encuentra. Puede ser inyección soplo o
extrusión soplo.
Se inyecta la “preforma” para luego ser calentada a temperatura de
reblandecimiento en un molde, y con aire caliente tomara la forma del molde.
Figura 12. Inyección por soplado.
Piezas fabricadas con el proceso inyección soplado
Figura 13. Piezas moldeadas por inyección soplado.
La extrusión consiste de la “vela”, que es la cantidad de plástico necesaria para el
objeto a ser soplado, y directamente el molde del soplado atrapa la vela y se
sopla.
15
Figura 14. Extrusión soplo.
Piezas fabricadas con el proceso de extrusión por soplado
Figura 15. Piezas moldeadas por extrusión por soplado.
Podemos identificar a las resinas en cuestión a sus propiedades mecánicas y a su
volumen de producción. Existen tres clasificaciones: plásticos de gran volumen,
plásticos de ingeniería y plásticos de especialidad.
2.5. Los plásticos de gran volumen
Como su nombre lo dicen son las resinas que tienen una mayor producción a nivel
mundial, estos tienen bajo costo y buenas propiedades mecánicas.
16
Tabla 3. Plásticos de gran volumen.
Acrónimo Nombre
HDPE polietileno de alta densidad
LDPE polietileno de baja densidad
PP polipropileno
PS poliestireno
PVC policloruro de vinilo
PET polietilentereftalato
2.6. Los plásticos de ingeniería
Son aquellos que tienen propiedades superiores a los de gran volumen permiten
producir partes más fuertes, resistentes y duraderas. Esta misma característica
hace que el costo de estos aumente en comparación a los de gran volumen.
Tabla 4. Plásticos de ingeniería.
Acrónimo Nombre
PMMA polimetil metacrilato (acrilico)
ABS acrolonitrilo butadieno estireno
PPO poli oxido de fenileno
PC policarbonato
PA poliamida (nylon)
POM poliacetales
2.7. Plásticos de especialidad
Aunque tengan un costo muy alto sus propiedades son excelentes desempeñadas
en procesos muy específicos.
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Tabla 5. Plásticos de especialidad.
Acronimo Nombre
PSF polisulfonas
PEEK polietercetonas
PI poliamidas
PEI polieterimidas
Finalmente, el más conocido por todos el Politetrafluoroetileono (PTFE) o Teflón.
III. Proceso de moldeo por inyección
3.1. Principales partes de una máquina de inyección de plásticos
Figura 16. Principales partes de una máquina de inyección de plásticos
La máquina de inyección de plástico cuenta con 3 partes fundamentales: unidad
de cierre, unidad de inyección y unidad de control.
3.1.1. La unidad de cierre
Soporta el molde, lo abre y lo cierra además de contener el sistema de expulsión
de la pieza.
18
Figura 17. Unidad de cierre.
3.1.2. La unidad de inyección o plastificación
La unidad de inyección plastifica e inyecta el polímero fundido.
Figura 18. Unidad de inyección.
3.1.3. La unidad de control
Es donde se establecen, monitorean y controlan todos los parámetros del proceso:
tiempos, temperaturas, presiones y velocidades. En algunas máquinas se pueden
obtener estadísticas de los parámetros de moldeo si así se desea.
Figura 19. Unidad de control.
3.2. Ciclo de moldeo por inyección
El proceso de obtención de una pieza de plástico por inyección, sigue un orden de
operaciones que se repite para cada una de las piezas. Este orden, conocido
como ciclo de inyección, se puede dividir en las siguientes etapas:
19
a) Se cierra el molde vacío, mientras se tiene lista la cantidad de material
fundido para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos:
primero con alta velocidad y baja presión, luego se disminuye la velocidad y
se mantiene la baja presión hasta que las dos partes del molde hacen
contacto, finalmente se aplica la presión necesaria para alcanzar la fuerza
de cierre requerida.
Figura 20. Cierre del molde e inyección.
b) El tornillo inyecta el material, actuando como pistón, sin girar, forzando el
material a pasar a través de la boquilla hacia las cavidades del molde con
una determinada presión de inyección.
Figura 21. Inyección del material.
c) Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante
aplicando una presión de sostenimiento antes de que se solidifique, con el
fin de contrarrestar la contracción de la pieza durante el enfriamiento. La
presión de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyección y se
mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.
20
Figura 22. Aplicación de la presión de sostenimiento.
d) El tornillo gira haciendo circular los gránulos de plástico desde la tolva y
plastificándolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera
del tornillo, donde se desarrolla una presión contra la boquilla cerrada,
obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido
para la inyección.
Figura 23. Plastificación del material.
e) El material dentro del molde se continúa enfriando en donde el calor es
disipado por el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de
enfriamiento, la parte móvil del molde se abre y la pieza es extraída.
Figura 24. Enfriamiento y extracción de la pieza.
f) El molde cierra y se reinicia el ciclo.
21
3.3. El molde
La parte del molde es la zona donde ocurre la mayor parte del proceso y donde la
pieza moldeada se enfría y se extrae.
3.4. El tiempo de enfriamiento
El mayor problema del ciclo del moldeo por inyección es la velocidad de
enfriamiento, la cual se puede modificar con las condiciones del proceso y las
características del material.
3.5. La colada fría
El molde de colada fría es uno de los más comunes en corredores que llegan
hasta la pieza final, estos se llenan de material y se solidifican. Además, estos se
separan de la pieza y se pueden reutilizar.
3.6. Desbalanceo de corredores
Existen diferentes tipos de corredores dentro de los moldes de colada fría los
cuales permiten un mejor llenado de la pieza.
3.7. Moldes de colada caliente
Los moldes de colada caliente fueron hechos para reducir el desperdicio del
material y energía. Este consiste en acercar la nariz de la maquina hasta la pieza,
así evitando que el calor y la presión se pierdan durante el recorrido.
Hay tres funciones básicas en un molde
1. Llenar bien
2. Enfriar bien
3. Expulsar bien
Figura 25. Pieza expulsada del molde.
22
IV. Plásticos para el moldeo por inyección
4.1. Polímeros de gran tonelaje
Del 100% del petróleo que se obtiene de las refinerías, un 20% de este es nafta de
cual, solo el 7% es materia prima para la industria, de cual solo el 4% se utiliza
para la elaboración de plástico.
Tabla 6. Plásticos obtenidos del petróleo
Acrónimo Alguno de los plásticos que se obtienen del petróleo
PE Polietileno
PVC policloruro de vinilo
PU Poliuretano
PP Polipropileno
PA Poliamida
PET Polietilentereftalato
PS Poliestireno
4.1.1. Polietileno (PE)
El polietileno es clasificado como una poliolefina, pero, ¿Qué es una poliolefina?
Las poliolefinas son todos aquellos polímeros, que como su nombre lo dice,
provienen de una olefina. Entonces ¿qué es una olefina? Una olefina es un
alqueno (un compuesto con al menos un doble enlace carbono-carbono).
Podemos identificar al polietileno en la tabla de polímeros de gran volumen con el
número 2 para los de alta densidad y con el número 4 para los de baja densidad.
Figura 26. Número de Identificación del LDPE y HDPE en la tabla de polímeros de gran volumen
23
El polietileno es un material con una cristalinidad de 55% hasta un 95% todo
dependiendo de la presión usada en la polimerización y el catalizador utilizado
para la reacción.
Tabla 7. propiedades de los polietilenos lineales.
Los polietilenos lineales tienen
muy buena rigidez Barrera al oxigeno
resistencia a bacterias resistencia tensil
dureza opacidad
punto de fusión a los 135°C rango de temperatura de trabajo es de -
100°C hasta 120°C
Tg de -90°C propensos a la oxidación térmica y solar
Tabla 8. Propiedades de los polietilenos ramificados.
Los polietilenos ramificados tienen
mayor transparencia flexibilidad
mayor resistencia al impacto densidad menor a ña del agua
buena procesabilidad resistencia al impacto
resistencia al rasgado Tg de -110°C y Tm de 105°C
Existen polietilenos de alta (HDPE) y de baja (LDPE) densidad con diferentes
propiedades mecánicas y físicas.
Tabla 9. Propiedades mecánicas y físicas HDPE.
Propiedades mecánicas HDPE Propiedades físicas HDPE
cristalinidad si óptica translucido
densidad 0.94 - 0.965 g/cm3 Tm 135°C
resistencia tensil 2200 - 5800 psi Tg -35 a 120°C
% de elongación 20 - 130 % higroscópico no
resistencia al impacto 0.37 - 4 ft-lb/in resistencia a la química excelente
dureza shore D60 aislamiento eléctrico si
HDT 75°C contracción 2 - 6 %
24
Tabla 10. Propiedades mecánicas y físicas LDPE.
Propiedades mecánicas LDPE Propiedades físicas LDPE
cristalinidad si, poca óptica trasparente
densidad 0.915 - 0.940 g/cm3 Tm 105°C
resistencia tensil 700 - 3600 psi Tg -35 a 120°C
% de elongación 400% higroscópico no
resistencia al impacto 19 ft-lb/in resistencia a la química excelente
dureza shore D41 aislamiento eléctrico si
HDT 50°C contracción 2 - 3 %
Los polietilenos y sus copolimeros son materias primas esenciales en las
siguientes industrias:
Empaque y embalaje
Aparatos y equipos caseros
Transporte comunicación
Construcción
Transmisión eléctrica
La versatilidad del polietileno le permite ser procesado mediante los siguientes
procesos:
Extrusión (películas)
Moldeo por soplado (botellas)
Moldeo rotacional (artículos huecos)
Moldeo por inyección
Termo formado
El polietileno es muy fácil de procesarlo y muy económico.
Dentro de la infinita variedad de productos hechos con polietilenos podemos
encontrar dentro de los más comunes los de desechables y los artículos de hogar.
25
Figura 27. Productos hechos con polietileno.
4.1.2. Polipropileno (PP)
El polipropileno es un material termoplástico de muy baja densidad, excelente
resistencia química y notable comportamiento contra la fatiga. Siento en esta
última propiedad una de las resinas con mayor resistencia.
No abstente el polipropileno tiene usos y aplicaciones en muchas áreas siendo así
un polímero de gran volumen.
En la tabla de los acrónimos de los polímeros de gran volumen lo podemos
encontrar con el número 5.
Figura 28. Número de Identificación del PP en la tabla de polímeros de gran volumen.
4.1.2.1. El polipropileno de impacto
El polipropileno de impacto es una mescla con elastómeros para incrementar la
resistencia al impacto, se usa de aproximadamente de un 5 a un 25% de
elastómero. Este mesclado puede ser físico o durante la polimerización. Su
principal aplicación es en la inyección de piezas automotrices y electrodomésticos.
4.1.2.2. El polipropileno copolimero con etileno
26
Esta combinación le da al polipropileno mayor transparencia y resistencia al
impacto. Tiene una temperatura de fusión menor de 120°C (PP = 170°C), tiene
1.5% de etileno como monómero.
Tiene menor cristalinidad, mayor transparencia, y flexibilidad. Mejor resistencia al
impacto a bajas temperaturas, buena resistencia química y excelente propiedad
barrera.
Se utiliza para envases, película, cajas para cintas de audio, charolas, juguetes y
piezas automotrices.
4.1.2.3. El polipropileno clarificado
Este polipropileno se caracteriza por su gran transparencia, esto se logra
agregando un agente de nucleación que altera la forma de cristalización del
polipropileno, los agentes nucleantes homogenizan el tamaño de los cristales
haciendo que se asemejen a la transparencia de un polímero amorfo.
4.1.2.4. El polipropileno atactico
Este polipropileno se identifica especialmente por ser un material completamente
amorfo, pegajoso y sin consistencia adecuado para ser procesado normalmente.
Este se usa principalmente como adhesivo para etiquetas o gel de relleno inter
facial en cables de comunicación.
El polipropileno es un excelente material usado a nivel mundial en infinitas
aplicaciones, 3 de sus propiedades de muchísima importancia son la
esterilización, el efecto bisagra y la producción de rafia.
Las piezas de polipropileno se pueden esterilizar en productos médicos ya que su
temperatura de fusión 170°C, a comparación del polietileno que tiene una
temperatura de 130°C.
Comparado con el polietileno, el polipropileno es más susceptible a la degradación
oxidativa causada por el calor o la luz, por eso todos los polipropilenos
27
comerciales contienen antioxidantes desde el formulado y si estos serán
expuestos a la luz, tienen que tener foto protectores.
Tabla 11. Propiedades mecánicas y físicas PP.
Propiedades mecánicas PP Propiedades físicas PP
cristalinidad si, poca óptica traslucido
densidad 0.91 g/cm3 Tm 170°C
resistencia tensil 3600 - 5800 psi Tg -10°C
% de elongación 150 - 300% higroscópico no
resistencia al impacto 1.9 ft-lb/in resistencia a la química muy buena
dureza shore D80 - 100 aislamiento eléctrico si
HDT 80°C contracción 1 - 2%
El polipropileno, al ser un polímero de gran volumen, lo podemos encontrar en
muchas aplicaciones domésticas, como también donde se necesiten buenas
propiedades mecánicas.
Figura 29. Productos hechos con polipropileno.
4.1.3. Poliestíreno (PS)
El poliestíreno es un polímero económico y resistente, y probablemente solo el
polietileno sea más común en la vida diaria. El poliestireno, además de su
presentación normal, también se presenta en forma de espuma para envoltorio y
como aislante.
Podemos identificarlo por el número 6 de los plásticos de gran volumen. Es un
polímero totalmente reciclable.
28
Figura 30. Número de Identificación del PS en la tabla de los polímeros de gran volumen.
4.1.3.1. Poliestireno cristal
El poliestireno cristal o de uso general (GPPS por sus siglas en inglés, General
Purpose Polyetyrene) es un sólido transparente, duro y frágil. Du Tg es de 100°C.
Este poliestireno es totalmente atactico lo que lo hace completamente amorfo.
Hay una clase de poliestireno, llamada poliestireno sindiotactico. Es diferente por
su estructura y este tienen propiedades muy distintas a las del atactico.
Por ejemplo, este es muy cristalino y funde a los 270°C. por estas buenas
propiedades es bastante costoso.
Figura 31. Productos hechos de poliestireno cristal.
4.1.3.2. Poliestireno alto impacto
El poliestireno de alto impacto (HIPS por sus siglas en inglés, Higt Impact
Polystyrene), tiene en su cadena monómeros de polibutadieno, estos monómeros
actúan para absorber energía cuando el polímero es golpeado con algo,
confiriéndole una resistencia que el poliestireno normal no posee.
29
Esto lo hace más fuerte, no quebradizo y capaz de soportar impactos más
violentos sin romperse como el poliestireno normal.
Su inconveniente principal es su opacidad, si bien algunos fabricantes venden
gradaos especiales de HIPS traslucido.
Otra propiedad importante es su baja contracción, ya que solo llega a contraer de
un 0.2 a un 0.8%.
Figura 32. Productos hechos de poliestireno alto impacto.
4.1.3.3. Poliestireno expandido
El polietileno expandido, “conocido como corcho blanco o hielo seco” es un
plástico bastante frágil ay muy sensible a prácticamente todos los disolventes.
Está dotado de un excelente comportamiento dieléctrico.
El poliestireno es un material con muchas propiedades que pueden aprovecharse
al máximo dependiendo del articulo fabricado.
Figura 33. Productos hechos de poliestirerno espumado.
30
Tabla 12. Algunas propiedades del PS.
Algunos ejemplos
relativamente económico bastante rígido
baja densidad muy transparente
de fácil procesado buenas propiedades eléctricas
muy buena resistencia química HDT de 90°C
vicat = 90 - 108°C baja conductividad térmica
mala resistencia al impacto ciclos cortos (enfría rápido)
cierta barrera al agua, olores y sabores resistencia al agua
Tabla 13. Propiedades mecánicas y físicas PS.
Propiedades mecánicas PS Propiedades físicas PS
cristalinidad no óptica transparente
densidad 1.05 - 1.13 g/cm3 Tm 270°C
resistencia tensil 4350 - 14500 psi Tg 100°C
% de elongación 5% higroscópico no
resistencia al impacto 0.36 - 0.45 ft-lb/in resistencia a la química mala
dureza shore D60 - 90 aislamiento eléctrico si
HDT 90°C contracción 0.6%
4.1.4. Policlroruro de Vinilo (PVC)
Figura 34. Productos hechos de PVC.
El PVC es un moderno, importante y conocido miembro de los termoplásticos. Es
un polímero obtenido de dos materias primas naturales NaCl (57%) y petróleo
(43%) siendo por lo tanto menos dependiente de lis recursos no renovables que
otros plásticos.
31
Es uno de los polímeros más estudiados y utilizados por el hombre, dada a su
amplia versatilidad es utilizado en la construcción, salud y artículos de uso diario,
entre otros,
Se identifica con el número 3 de los plásticos de gran volumen.
Figura 35. Número de identificación del PVC en la tabla de los polímeros de gran volumen.
4.1.4.1. Policloruro de vinilo rígido
El RPVC (por sus siglas en inglés Rigid Polyvinyl Chloride), es un material rígido y
amorfo, utilizado para artículos como techos, tuberías, tarjetas de crédito, perfiles,
paredes, entre otras. Es transparente y altamente brilloso.
Tabla 14. Características generales RPVC.
sus características generales en los RPVC son
muy sensible a la federación térmica rígido y buena resistencia al impacto
baja HDT 65°C altamente amorfo
buena aceptación de aditivo, cargas y rellenos mala resistencia a la degradación UV
mala resistencia química Tm = 175°C
económico buen aislante eléctrico
no higroscópico difícil procesamiento
resistencia a la absorción baja densidad
deja de arder cuando la flama se retira buena resistencia mecánica
4.1.4.2. Policloruro de vinilo flexible
El PPVC (por sus siglas en inglés Plastisiced Polyvinyl chloride), es un PVC con
un plastificante para darle flexibilidad al material.
32
Este plastificante reduce su Tg en directamente proporcionalmente a la cantidad
de este. Una buena característica importante es que no tiene HDT por su alta
flexibilidad, además de su buena resistencia química.
Entre mayor sea la cantidad de plastificante el PVC se tornará mate y opaco.
Tabla 15. Características generales PPVC.
sus características generales en los PPVC son
flexible fácil procesamiento
alta resistencia al impacto aislante eléctrico
la Tm varia con respecto al peso molecular del plastificante buena aceptación de aditivos, cargas y rellenos
la Tg varia con respecto al peso molecular del plastificante baja densidad
buena resistencia mecánica buen aislante eléctrico
no inflamable deja de arder cuando la flama se retira
Tabla 16. Propiedades mecánicas y físicas PVC.
Propiedades mecánicas PVC Propiedades físicas PVC
cristalinidad si Óptica transparente
densidad 1.38 g/cm3 Tm 170 - 200°C
resistencia tensil 3600 - 10000 psi Tg no
% de elongación 60% Higroscópico no
resistencia al impacto 0.37 - 18.7 ft-lb/in resistencia a la química mala
dureza shore D106 - 120 aislamiento eléctrico si
HDT 65°C contracción 0.8%
4.2. Polímeros de ingeniería
El Kevlar es una piliamida (poiliparafenileno tereftalamida) que tiene una enorme
resistencia al impacto, además de la propiedad de absorberlos. Es por eso que se
utiliza en artículos de protección donde la absorción de golpes es primordial.
Es muy común ver el kevlar en los chalecos que portan los policías, los cascos de
los soldados, asientos deportivos, entre muchos más.
El kevlar e un polímero usado solamente en forma de fibra lo que le da unas
propiedades impresionantes para la absorción de impactos y resistencia tensil,
pero con la desventaja de que no se puede usar en piezas sólidas y rígidas.
33
La fibra de carbono (fibricarbono) es un material formado por fibras de 50-10
micras de diámetro, compuesta principalmente por carbono. Varios miles de fibras
de carbono están trenzados para formar un hilo, que pueda ser utilizado por sí
mismo o tejido en una tela.
Es común encontrarlos en los cascos que vienen con las motos, celulares,
guantes, laptops, relojes, entre muchos más.
La fibra de carbono es una fibra con una resistencia tensil aun mayor que la del
kevlar y una gran resistencia al impacto. Sin embargo, su desventaja es que, para
alcanzar sus máximas propiedades, este necesita ser tratado con una resina epoxi
y endurecerse por completo. Si esto no se hace sus propiedades son mucho
menores que el kevlar.
4.2.1. Poliésteres PET
Figura 36. Productos hechos de PET.
Los poliésteres son usados para una gran variedad de productos como textiles,
envases para alimentos, entre muchas otras cosas.
Uno de los más comunes es el polietilentereftalato o tereftalato de polietileno. En
nuestra vida diaria lo vemos casi todos los días, y es el PET. No únicamente se
utiliza para los textiles sino la mayoría de los textiles y productos de ingeniería son
fabricados con PET ya que en su grado ingeniería cuentan con propiedades
mecánicas excelentes.
El PET es una materia prima plástica derivada del petróleo correspondiendo su
fórmula a la de un poliéster aromático.
34
Empezó a ser utilizado como materia prima en fibras para la industria textil y
producción de película.
El camino para la mayoría de los plásticos hoy en día es por medio de plantas
petroquímicas y PET no es una excepción.
Lo podemos identificar con el numero 1 dentro de los polímeros de ingeniería.
Figura 37. Número de identificación del PET en la tabla de los polímeros de ingeniería.
Existen dos tipos de PET el grado ingeniería y el grado botella.
PET grado ingeniería: este tipo de PET es altamente cristalino y además suele
reforzarse con fibra de vidrio de un 30 a 55%, además de cargas minerales y otros
aditivos como retardantes a la flama, agentes de nucleación entre otros. Tienen
mejor resistencia mecánica, estabilidad dimensional y resistencia química.
Además, es excelente ya que aumenta la temperatura de uso.
PET grado botella: este tipo de PET es altamente transparente es muy usado
para filtros, películas y principalmente botellas.
Una propiedad característica del PET grado botella es una barrera al CO2 que lo
hace excelente para su uso en bebidas carbonatadas, ya que no tiene barrera al
oxígeno.
Es altamente higroscópico ya que puede mantener hasta 0.04% de agua y tiende
a hidrolizar con solo 0.02%. Por lo tanto, aun las resinas vírgenes que
provenientes del proveedor en contenedores cerrados, al igual que el material
reciclado debe reciclarse y mantenerse hasta un nivel de humedad menor a
35
0.02%. la reacción de hidrolisis es rápida por eso es recomendable utilizar un
equipo des humificador efectivo antes de ser inyectado.
Tabla 17. Propiedades mecánicas y físicas PET.
Propiedades mecánicas PET Propiedades físicas PET
cristalinidad Si óptica opaco(o transparente)
densidad 1.30 - 1,36 g/cm3 Tm 255°C
resistencia tensil 11600 psi Tg 70
% de elongación 70% higroscópico si
resistencia al impacto 0.24 - 0.66 ft-lb/in resistencia a la química regular (débil en esfuerzos
residuales)
dureza shore D167 aislamiento eléctrico si
HDT 80°C contracción 4%
4.2.2. Policarbonatos (PC)
Policarbonato es un material con excelentes propiedades mecánicas, así como
visuales, excelente transparencia, muy buenas propiedades térmicas y
dieléctricas.
Sus aplicaciones son muy variadas, como sustituto del vidrio en numerosas
aplicaciones.
Lo podemos encontrar con el número 7 de la simbología como “otros” o como su
acrónimo PC.
Figura 34. Número de identificación del PC en los polímeros de ingeniería.
Se pueden clasificar a los tipos de PC conforme a su grado como:
Alta viscosidad: Estos minimizan resistencia al impacto y reducen huecos y
rechupados en piezas gruesas.
Baja viscosidad: Para llenar rápido piezas complicadas.
36
Viscosidad media: son los más usados en el moldeo por inyección tanto
como para piezas largas como complicadas.
Con aditivos UV: Para uso exterior.
Con lubricantes: Para fácil extracción.
Con cargas y fibras: reforzantes para mejores propiedades mecánicas,
estabilidad dimensional y resistencia térmica.
Con retardante de flama: para ciertas aplicaciones especiales
(eléctrica/electrónica).
Al tener un índice de refracción al vidrio suele usarse en lentes, para personas con
problemas de vistas. Esta virtud hace que los lentes sean relativamente más
pequeños y menos pesados, sin embargo, el policarbonato usado para lentes es
un policarbonato dialildietilenglicol o CR-39, el cual es totalmente temofijo y te
permite soportar mayores temperaturas.
El policarbonato es un material que permite su utilización en innumerables
aplicaciones.
Como hemos visto sus propiedades de trasparencia, resistencia al impacto y su
capacidad de aguantar temperaturas de hasta 130°C, son comunes en todas las
variedades de policarbonato.
Tiene utilización en cerramientos de seguridad den edificios porque son
“irrompibles” y porque se pueden moldear fácilmente.
Figura 35. Productos hechos de Policarbonato.
Principalmente se encuentran en el campo de almacenamiento óptico, es decir la
fabricación de CD y DVD, algunas gafas y debido a su gran ligereza, resistencia y
versatilidad ha tenido aceptación en el ámbito de la electrónica, la informática y
37
productos de consumo, algunos celulares tienen una combinación de PC/ABS.
Garrafones.
En la medicina como filtros de transfusión sanguínea,
En los electrónicos como en audio casetes y CD.
En la iluminación como lámparas y faroles.
En la automotriz como partes exteriores, micas, faros y sustitutos de vidrio y
en algunos aparatos electrónicos como cafeteras, herramientas, podadoras,
aspiradoras, entre muchas más.
Tabla 18. Propiedades mecánicas y físicas PC.
Propiedades mecánicas PC Propiedades físicas PC
cristalinidad no óptica transparente
densidad 1.20 g/cm3 Tm 280°C
resistencia tensil 8000 - 11000 psi Tg 145°C
% de elongación 100 - 150% higroscópico si
resistencia al impacto 12 - 17.8 ft-lb/in resistencia a la
química resistencia a ácidos,
alcohol y álcalis
dureza R70 aislamiento eléctrico si
HDT 144°C contracción 0.5 - 0.7%
4.2.3. Poliamidas (PA)
Las poliamidas fueron los primeros materiales en ser reconocidos como
termoplásticos de ingeniería, debido a sus propiedades mecánicas superiores,
especialmente al ser expuestos a elevadas temperaturas o en concreto con
solventes.
Estas propiedades les permiten a las poliamidas en aplicaciones previamente
dominadas solo por los metales.
Se identifica como el número 7 de la simbología como “otros”, “Ny” o “PA”.
38
Figura 36. Número de identificación de las PA en los polímeros de ingeniería.
El Nylon es uno de los polímeros más usados como fibra, en muchas ocasiones
las encontramos en nuestra ropa, pero también en otros lugares en forma de
termoplásticos.
4.2.3.1. Nylon 6
El Nylon pertenece al grupo de las poliamidas y se le llama nylon 6 por el número
de carbonos en su composición química.
Se utiliza generalmente para fibras y estas son fuertes, buena resistencia a la
tensión, con cierta elasticidad, brillo, son resistentes a la absorción y químicos
como ácidos y álcalis. Pueden absorber hasta 2.2% de agua lo que disminuye su
resistencia tensil.
4.2.3.2. Nylon 6,6
Polímero termoplástico con 12 carbonos en cada monómero de su estructura
química separados por una amida, fue hecho reproduciéndolas propiedades del
nylon 6 pero sin violar la patente se su producción.
Tiene un punto de fusión de 268°C para crear fibra sintética, la cual tiene una alta
resistencia al calor y a la fricción.
Este tiene una mayor absorción de humedad, lo que lo hace más difícil de secar.
39
Tabla 19. Propiedades mecánicas y físicas Nylon 6 y 6,6.
Propiedades mecánicas Nylon 6 Nylon 6,6
Densidad 1.14 1.14
Cristalinidad 30 – 50 30 - 50
Peso molecular 10000 – 30000 10000 - 30000
Resistencia la tensión 6000 - 24000psi 14000psi
% de elongación 30 - 100% 15 - 80%
Resistencia al impacto 0.6 - 2.2 ft-lb/in 0.55f - 1.0 ft-lb/in
Propiedades físicas Nylon 6 Nylon 6,6
Óptica Opaco opaco
Tm 210 – 220 210 - 220
Higroscópico Si si
Resistencia a la oxidación buena buena
Resistencia UV Mala mala
resistencia a químicos buena buena
Las propiedades del Nylon son difíciles de medir cuantitativamente ya que algunas
están asociadas a la estética y al valor percibido.
En la indumentaria, como la suavidad, el confort a la reflexión de la luz. En
alfombras, puede incluirse la firmeza, el brillo y su grado de similitud con la felpa.
Puede ser su tenacidad, resistencia a la abrasión, recuperación ante a la
deformación y resistencia a cambios ambientales.
Figura 37. Productos fabricados con poliamidas.
4.2.3.3. Nylon reciclado
El nivel de reciclado de nylon puede utilizarse con resina virgen y altas cantidades
de este, si se tiene cuidado de que la resina no esté contaminada.
40
El nylon pierde muy pocas propiedades con el paso de los ciclos, pero una de las
más notables es la elongación.
Tabla 20. Propiedades mecánicas y físicas PA.
Propiedades mecánicas PA Propiedades físicas PA
cristalinidad si, mucha óptica opaco
densidad 1.24 g/cm3 Tm 210 - 220°C
resistencia tensil 6000 - 24000 psi Tg 50°C
% de elongación 30 - 100% higroscópico si
resistencia al impacto 0.6 - 2.2 ft-lb/in resistencia a la química muy buena
dureza D82 aislamiento eléctrico si, mucha
HDT 75°C contracción 0.5 - 2.2%
4.2.4. Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno (ABS)
Se le llama plástico de ingeniería, debido a que es un plástico cuya elaboración y
procesamiento es más complejo que los plásticos comunes.
El acrónimo deriva de los tres monómeros utilizados para producirlo: Acrílico,
Butadieno y Estireno.
Por estar constituido por tres monómeros distintos se les denomina terpolimero.
Las partes fabricadas del material ABS deben de estar marcadas de acuerdo a la
simbología con el número 7.
Figura 38. Número de identificación del ABS en los polímeros de ingeniería.
En la línea de los productos ABS se ha incrementado significativamente con la
incorporación de aleaciones y mesclas de ABS con otros polímeros en las que
cada componente mantiene o mejora sus propiedades físicas y mecánicas,
mientras estos minimizan sus defectos.
41
4.2.4.1. ABS/PVC
Esta aleación tiene resistencia al impacto similar o mejor que cada uno de los
polímeros por separado. Las características anti flama del PVC además de la
estabilidad para procesarse del ABS.
Debido a su baja estabilidad térmica se prefiere procesarle por extrusión.
4.2.4.2. ABS/PC
Esta aleación con policarbonato le da excelente tenacidad, buena estabilidad
térmica y alta rigidez.
Se procesan normalmente por moldeo por inyección debido a que su viscosidad
de fundido es mayor a la del ABS estándar.
El ABS tiene una excelente estabilidad dimensional lo que lo hace un material
perfecto para piezas ajustables a comparación con el polipropilino que carece de
esta propiedad.
Es un material fuerte y liviano, con excelentes propiedades, lo que lo hace una
excelente opción para piezas tanto interiores como exteriores de los automóviles.
Gracias a su bajo peso se reduce el consumo de combustible en el auto, y
generalmente se usa en los tableros, cobertores de puertas, cuna de faros y
alojamiento de espejos.
En promedio los autos tienen un 12% de ABS cada uno.
Algunas carcasas de aparatos eléctricos como taladros, televisores, radios
aspiradores, secadoras de pelo, carcasas de memorias USB, antiguos monitores
de computadoras, entre muchos más.
42
Tabla 21. propiedades mecánicas y físicas ABS.
Propiedades mecánicas ABS Propiedades físicas ABS
cristalinidad no óptica opaco
densidad 1.6 - 1.21 g/cm3 Tm 125°C
resistencia tensil 3300 - 8000 psi Tg 110 - 125°C
% de elongación 1.5 - 25% higroscópico si
resistencia al impacto 1.4 - 12 ft-lb/in resistencia a los
solventes
soluble en tolueno, di
cloruro de etileno y
parcialmente en
benzeno
dureza D100 - 110 aislamiento eléctrico si
HDT 98°C contracción 0.7 - 1.6%
43
V. Conclusiones
De acuerdo a la investigación realizada, los plásticos son unos de los productos de
consumo más importantes y más utilizados en nuestra vida.
Casi todo lo que utilizamos está hecho de plástico o contiene algo de plástico.
Este material cambio por completo la vida del ser humano por sus múltiples
aplicaciones dentro de la industria farmacéutica, industrial, la construcción y
muchas más.
Ahora en la actualidad no nos sorprenderían que en algún momento dado se
comiencen investigaciones para utilizar motores plásticos dentro de la industria
automotriz, ya que por su versatilidad y grandes propiedades mecánicas son aptos
para eso y más.
44
VI. Bibliografía
1.- Delgado, M. (junio 13, 2011). “Máquinas de Inyección”. abril 05, 2017, de
Tecnología de Plásticos.
2.- Duglas, M. Bryce. “Plastics Inyection Molding. Manufacturing Process
Fundamentals”, SME. Dearborn, 1996.
3.- Torres, D. (noviembre 06, 2014). “Características de los Plásticos Para Inyección,
Proceso de Moldeo por Inyección”, abril 05, 2017, Diplomado en inyección de
plásticos.
