1. LA INYECCIÓN DE PLÁSTICOS
Objetivos
Los plásticos son materiales sintéticos que presentan unas ventajas muy competitivas respecto a
otros materiales. Por esta razón su consumo se ha disparado en las últimas décadas. Para una
correcta y buena transformación conviene conocer bien el material a utilizar. Estamos habituados
a trabajar con metales y aleaciones metálicas pero, en cambio, de los plásticos solo conocemos
ciertos detalles que pueden ser insuficientes para corregir o mejorar ciertos problemas.
En esta introducción se muestra las principales definiciones, propiedades y demás conceptos
relacionados con un tipo concreto de plástico: los termoplásticos (que son los más usualmente
utilizados en inyección)
Introducción
Este tema muestra nociones básicas sobre el origen del plástico - tanto históricamente como
químicamente - , su uso y su sector industrial asociado.
El tema está desarrollado en los siguientes cuatro puntos:
 Historia
 Obtención
 Justificaciones de uso.
 Mercados.
Historia
La historia de los plásticos se inició hace muchos años, pero el desarrollo industrial y el
aprovechamiento técnico de sus características empezaron a mediados del siglo pasado.
A continuación haremos un recorrido a lo largo de su historia para descubrir los avances que han
tenido lugar.

2. De la antigüedad hasta el siglo XIX.
La primera materia plástica usada por el hombre fue el caucho natural que se obtenía de los
árboles de las selvas ecuatoriales. Mucho más tarde, en 1842, Th. Hancock consigue la
obtención de los primeros cauchos sintéticos mediante el proceso que bautizó como
vulcanización.
Charles N. Goodyear se aprovechó de este descubrimiento para iniciar la producción de caucho
industrial.
La anécdota más conocida de esta época tuvo lugar en 1859, cuando J.W. Hyatt descubre,
mientras estaba ensayando materiales para fabricar bolas de billar, un nuevo material al que
llamó celuloide.
Del 1900 al 1930.
Durante este periodo los esfuerzos en descubrir nuevos materiales se centraron en la obtención
sintética. Esto es, de forma artificial, provocando las condiciones que en la naturaleza no se
presentan. Aparecieron, entre otros, la Bakelita, el Celofán y el policloruro de vinilo.
Del 1930 al 1940.
Esta fue la década del gran auge de los materiales plásticos. Durante este periodo se llevaron a
la práctica las producciones industriales de poliestireno, polimetilmetacrilato, policloruro de vinilo,
polietileno, poliamidas (Nylon), y los poliuretanos. En esta época empiezan también los estudios
científicos para conocer más y mejor el nuevo material sintético conocido como plástico.

3. Del 1940 al 1950.
En esta etapa aparecieron los plásticos más técnicos, mejorando los conocimientos sobre
copolímeros, "blends" y aditivos. Los esfuerzos se centraban en la mejora productiva de los
materiales, para conseguir así una mayor competitividad respecto a los materiales clásicos.
Entre otros, nacieron en este periodo los politetrafluoretilenos (Teflón) y los copolímeros.
Del 1950 al 1990.
Una vez los plásticos ya fueron introducidos en el mercado y se usaban con regularidad, los
principales productores pasaron a la mejora de sus procesos. Y gracias a ello parecieron nuevos

4. materiales como el polietileno de alta densidad o el poliestireno de alto impacto. Al aumentar su
uso, las exigencias fueron aumentando y por tal motivo empezaron a aparecer los plásticos de
propiedades muy elevadas. Algunas son el policarbonato (que gracias a su transparencia es
ampliamente usado junto con el polimetacrilato y el poliestireno, para piezas con requisitos
ópticos), el polipropileno, los poliformaldehidos, las polisulfonas o el polietilentereftalato
.
Del 1990 al futuro.
La mala fama del plástico viene como consecuencia de sus condiciones antibiológicas.
Esto hace que los esfuerzos vayan encaminados hacia la reducción de contaminación
medioambiental, tanto en su producción como en su transformación y su reciclado.
También se están avanzando las investigaciones de nuevos materiales y nuevos procesos de
obtención. El futuro está mas claro que exigirá a los materiales plásticos mucho más de lo que
hoy pueden ofrecer.
Las materias primas para la obtención del plástico derivan del petróleo, gas natural, madera
y carbón. Todos ellos son portadores de carbono, hidrógeno y oxígeno, además de otros
compuestos que contienen nitrógeno, azufre y flúor. Así se obtienen las materias primeras
de la industria del plástico.
El más importante de ellos, en volumen, es sin duda el petróleo, aunque conviene señalar
que solo un porcentaje muy bajo del petróleo extraído actualmente se destina a la
elaboración de plásticos.

5. Justificación del uso
Ya se ha citado anteriormente que los plásticos se han vuelto muy competitivos respecto al resto
de materiales. Esto se debe a la suma de propiedades, más que por una en concreto. Las
propiedades que hacen más interesantes los plásticos son:
Ligereza
Su densidad varía entre 0,8 gr/cm3 y 2,2 gr/cm3. Por lo tanto se trata de materiales
considerablemente más ligeros que los metales, el vidrio y la cerámica. Gracias a ello son
posibles construcciones muy ligeras en sectores como la automoción y la aeronáutica, donde su
uso ha ido incrementándose cada vez más.
Flexibilidad
Los módulos de elasticidad de los plásticos (indicadores de la rigidez), son del orden de 10 a 15
veces inferiores que los metales, aunque con un buen diseño, pueden obtenerse resistencias
mecánicas que nada tienen que envidiar a los aceros más rígidos. Gracias a su flexibilidad
pueden fabricarse piezas con bisagras o films para envases de gran resistencia.
Transformación rápida y económica
Las temperaturas de transformación se encuentran en el intervalo comprendido entre 150 y 300
ºC, aunque en algún caso especial puede necesitarse llegar hasta 400 ºC. Así es fácil entender
que la energía necesaria para la fusión del plástico es mucho menor que para el caso de los
metales, cosa que implica un menor coste de fabricación en este aspecto.
Los procesos de transformación de plásticos son sumamente rápidos y permiten grandes
producciones en poco tiempo.
Transparencia

6. Algunos plásticos son transparentes, en virtud de lo cual compiten con éxito con los cristales
minerales, a los que pueden superar en transmisión de luz, como es el caso del metacrilato.
Estabilidad química
Comparados con los metales, los plásticos tienden en mucha menor medida a la corrosión, y son
habitualmente resistentes a los ácidos y las bases minerales, así como a disoluciones salinas,
que sí atacan a los metales.
Capacidad aislante
La conductividad calorífica de los plásticos es del orden de 1.000 veces menor que la de los
metales corrientes.
La conductividad eléctrica es aún más distinta que la de los metales, pudiendo llegar a ser 1.000
trillones de veces inferior a la del metal menos conductor. Por este motivo los plásticos son
materiales irrenunciables en la técnica de instalaciones eléctricas, como aislantes perfectos.
Permeabilidad selectiva
Aunque casi todos los plásticos actúan de barrera para los líquidos, muchos dejan pasar a través
suyo algún gas. Las aplicaciones típicas que aprovechan esta característica son los films de
envase, o las membranas selectivas de gases.
Reciclabilidad y baja contaminación
Una vez ha terminado su vida útil, los plásticos pueden reciclarse de distintas maneras. En la
fabricación de los plásticos intervienen cantidades de energía y de agua mucho menores que en
cualquier otro proceso de fabricación de papel, cristal o metal.
Las fábricas de materia prima plástica se encuentran entre las menos contaminantes que
existen.
Mercados
La industria del plástico puede representarse según el siguiente organigrama:
La industria básica se dedica a la obtención de la materia prima que la industria transformadora
usará para fabricar los componentes necesarios. Asociada a esta industria transformadora está

7. la industria productora de molde, maquinaria de inyección, equipos auxiliares, componentes
normalizados, etcétera.
Con las diferentes posibilidades del plástico podemos confeccionar una lista por sectores, en
función del volumen de plástico usado (no de piezas vendidas). Por ejemplo, durante el año
1.997 los usos por el sector del plástico fueron:
Objetivos
Dentro de la química del plástico, y en su industria correspondiente, se suele usar una
terminología que a priori nos es desconocida. En este tema se pretende clarificar los conceptos
fundamentales del material plástico. Así, serán introducidos conceptos referidos a la obtención,
constitución y transformación del material.
Definiciones básicas
La industria química, que produce la materia prima para los transformadores de plástico, usa
habitualmente una terminología que puede parecer complicada para aquellos que son ajenos al
sector. Aunque para el transformador y el moldista les basta conocer el tipo de plástico y sus
propiedades básicas, es interesante comprender y conocer el significado de los siguientes
términos:
Monómero
La primera entidad química que dará lugar a la formación del polímero, y que configurará todas
las propiedades del plástico, es el monómero.
El monómero (por ejemplo, el etileno) es una unidad química tal que puede reaccionar con otros
monómeros para formar una larga cadena de unidades repetidas (en el ejemplo del etileno el
polímero obtenido sería el polietileno).
Polímero
Los polímeros son las cadenas que se forman por unión consecutiva de monómeros, dando lugar
a una macromolécula, que por ser constituida fundamentalmente por átomos de carbono es
considerada orgánica. Estas cadenas se forman por unión de muchos elementos idénticos o
similares, engarzados, uno a uno, por enlaces químicos. Tienden distribuirse formando ovillos y,
en general, se disponen en forma totalmente desordenada.

8. La disposición regular de los segmentos de las macromoléculas formadas por los elementos
constitutivos caracteriza la estructura de los plásticos. A pesar de su diversidad, todos los
plásticos tienen la misma estructura: están constituidos por macromoléculas.
Polimerización
No es más que la reacción que da lugar al polímero partiendo del monómero. La polimerización
tiene lugar en un recipiente llamado reactor. En este reactor se introducen el monómero o
monómeros base, y otros aditivos que pueden ser requeridos para la reacción. Es habitual
encontrarse con iniciadores, catalizadores, terminadores y agentes de estructura.
Existen diferentes tipos de polimerización atendiendo al inicio, concatenación, regulación y
terminación de la misma.
Homopolímero
Un homopolímero es un polímero formado a partir de un único monómero. Esto hace que su
obtención sea extremadamente sencilla gracias a la homogeneidad química existente. Y cómo
no, su coste se ve favorecido por este aspecto. La desventaja que presenta es que las
propiedades pueden ser algo bajas según que casos.
Ejemplos de homopolímeros son el polietileno, el polipropileno, el policloruro de vinilo, el
poliestireno, la poliamida, etc. En estos casos es fácil identificar el monómero original.
Copolímero
Cuando los requerimientos finales exigen unos determinados niveles de prestación al plástico, es
usual no poder formular con un único monómero el compuesto. Entonces se realiza una mezcla
de monómeros que da lugar a un tipo de plásticos que se conoce como copolímero. En ellos, al
existir una mezcla de monómeros, el coste de obtención se encarece ligeramente. Pero las
propiedades finales del material suelen ser globalmente mejores que las de los distintos
homopolímeros.
Este es el caso del acrilobutiloestireno, del etileno vinilacetato, del acrilonitriloestireno, etc.

9. Blend
Cuando se unen dos o más polímeros para dar lugar a un nuevo material se habla de la
formación de un 'blend' o 'composite'. En este caso lo que se hace es mezclar físicamente los
polímeros base. Será importante para las propiedades finales del material, analizar cómo se
realiza la mezcla.
Aditivos
Los aditivos son compuestos que se añaden al polímero para que éste modifique o mejore las
propiedades que tiene.
Industrialmente, el polímero tiene un tipo de interés muy bajo, pero con ciertas modificaciones
introducidas por los aditivos se convierte en más interesante. De esta forma, sí al producto final
ya se le puede llamar plástico.
Tipos de estructura
Como se ha descrito en las definiciones básicas, el plástico es un material que se forma a partir
de largas cadenas moleculares. Estas cadenas pueden:
- Presentar ramas en su linealidad.
- Entrecruzarse.
- Ordenarse.
Debido a este distinto comportamiento se puede establecer una clasificación de los materiales
plásticos según su linealidad y ramificación. Se distinguen cuatro grandes grupo.
Termoplásticos
Son aquellos que tienen un buen nivel de linealidad y presentan algún tipo de entrecruzamiento
de cadenas. Para su transformación basta con aportarles el calor necesario para que se funda el
material y pueda ser moldeado. Después de ser enfriado, el material adquiere la consistencia
necesaria para poder utilizarlo.
Si por cualquier circunstancia el material vuelve a ser calentado, no experimentará cambio
alguno, excepto que fundirá de nuevo. Por esta razón, los termoplásticos son ampliamente
reprocesables.
Termoplásticos de alta linealidad
Son cadenas de plástico que prácticamente no presentan ninguna ramificación. Esto hace que su
comportamiento mecánico sea muy bueno en situaciones de orientación de la pieza. Su
comportamiento de transformación es el mismo que el de los termoplásticos.

10. Termoestables (o termoenduribles)
Son aquellos que presentan un elevado nivel de entrecruzamiento, también llamado nivel de
reticulación. Esta unión entre cadenas provoca que las propiedades del material sean superiores
a las de los termoplásticos. El inconveniente es que el proceso es irreversible y, por tanto, la
reticulación del material debe tener lugar dentro del molde.
La tecnología de transformación difiere de los termoplásticos. La materia prima de la que se
parte es el termoplástico sin reticular. Este material se introduce en un molde caliente, donde se
da lugar la reacción química que genera los enlaces entre las moléculas. La pieza que sacamos
del molde tiene unas características muy diferentes al material que habíamos introducido en él.
La reticulación se realiza mediante transferencia de calor. Si durante su vida útil el material
vuelve a recibir calor, estos cruces de cadenas se romperán y por lo tanto el material será
degradado. Esto hace que los termoestables no puedan volver a ser procesados.
Elastómeros Son los comúnmente llamados cauchos. Se trata del caso extremo de reticulación.
Las cadenas están extremadamente entrecruzadas y no son excesivamente largas, motivo por el
cual el material gana en propiedades elásticas. En el caso de los elastómeros el proceso de
reticulación, que también debe desarrollarse en el molde, se llama vulcanizado.
Cristalinidad Como ya se ha citado, la ordenación de las cadenas da lugar a dos tipos
claramente diferenciados de material plástico. Cuando las cadenas de termoplástico crecen sin
orden ni dirección, se dice que el plástico es amorfo. En cambio hay cierto tipo de plásticos que
pueden llegar a presentar un crecimiento ordenado. Este es el caso de los termoplásticos
cristalinos.

11. De todas ellas, para el moldista es importantísimo conocer la contracción del material, ya que
influirá en el diseño de la cavidad. Las propiedades térmicas del material son vitales para una
correcta manipulación del plástico. Para el moldista es importante conocerlas ya que permitirán
calcular la refrigeración del molde. Para el transformador es importante para saber los intervalos
con los que deberá programar la máquina de inyección.
Nótese que para los plásticos amorfos existe una única temperatura característica del material,
que es la temperatura de transición vitrea. Esta temperatura supone la frontera entre el
comportamiento de sólido rígido y el de fluido altamente viscoso. Como es de suponer, para
poder transformar el material es imprescindible hallarse por encima de este valor. Los plásticos
cristalinos tienen, además de esta temperatura de transición vítrea, una temperatura de fusión,
que corresponde al cambio de estado físico. Para una correcta transformación siempre deberá
transformarse por encima de esta temperatura. Conviene aclarar que estos valores no son
exactos sino que se trata de intervalos de valores.
Clasificación según prestaciones
Esta clasificación hace referencia al uso de mercado de los plásticos y suele estar sujeta a
variaciones continuadas. Pero de forma genérica se viene aceptando que existen tres grandes
grupos de plásticos.

12. Plásticos estándar
Son aquellos que se usan desde ya hace algunos años y no presentan excesivos problemas de
transformación. Sus propiedades son sencillas y su coste es relativamente bajo.
También son llamados comodities. Son los más consumidos. Algunos de ellos son: LDPE, HDPE,
PP, PS, PVC.
Plásticos técnicos
Se trata de plásticos de uso también mayoritario pero con mejores propiedades y coste algo
superior.
Algunos de ellos aparecieron al exigir determinados valores de resistencia a los comodities, y se
formularon a partir de mezclas poliméricas. Entre ellos están: PA, POM, PC, SAN, ABS, ASA,
PMMA, PBT, PET.
Plásticos de altas prestaciones
Son de reciente aparición. Sus propiedades son muy superiores a las de los anteriores tipos,
pero su precio también es superior. Su transformación suele ser algo más problemática que la de
los comodities. Su consumo no es mayoritario, si bien los fabricantes de materia prima insisten
en que en un futuro no lejano serán los de mayor consumo. Algunos de ellos son: LCP, PPS,
PSU, PEK, PES, PTFE.
Aditivos
Los polímeros que se obtienen en el reactor de polimerización son sustancias más o menos
puras, cuyas propiedades distan mucho de ser idóneas para gran número de aplicaciones útiles.
Es por ello que, después de la polimerización, se hace necesaria una etapa complementaria de
confección.
Los aditivos son sustancias que se incorporan al polímero para:
 Ayudar en el proceso.
 Mejorar propiedades del polímero.
 Modificar propiedades del polímero.
Durante la confección se dosifican al polímero cuantos aditivos sean necesarios para obtener las
propiedades finales que se pretendan. Esta mezcla de polímero y aditivos se funde para
conseguir una total y uniforme incorporación de los aditivos, y se convierte mediante extrusión en
granza, dispuesta para ser procesada por cualquiera de los métodos de transformación de
plásticos.
Los aditivos, como responsables de la gran versatilidad de los plásticos, son a su vez muy
numerosos, clasificados en categorías atendiendo a la finalidad que se persigue con su empleo.
En todo caso puede hablarse de dos grandes clases de aditivos:
 Aquellos que son imprescindibles, sin los cuales el polímero no podría ser transformado
de una manera técnicamente viable
 Los opcionales, que se emplean simplemente para mejorar/modificar alguna propiedad
concreta, con el objetivo de ser utilizados en una aplicación muy determinada.

13. Tipos de aditivos Atendiendo al tipo de actuación, los aditivos se clasifican como:
Reactivos Son sustancias necesarias para llevar a término la polimerización, y que no se
incorporan al polímero; catalizadores, acelerantes, inhibidores, retardantes.
Sólo se utilizan en el proceso de polimerización.
Auxiliares de proceso Se utilizan para facilitar el granceado (obtención de la granza), y el
proceso de transformación: estabilizantes térmicos, lubricantes y desmoldeantes.
Mejorantes
Para potenciar algunos aspectos del polímero que no están por debajo de los valores requeridos:
estabilizantes UV, colorantes, antioxidantes, inifugantes, antiestáticos.
Lubricantes
Ciertos plásticos presentan un mal comportamiento en estado fundido. La fricción que se
produce en el interior de la masa fundida llega a ser tan grande, cuando se la manipula
en el interior de una máquina, que puede producir la degradación del polímero. Otros
plásticos no tienen este problema, pero en cambio fluyen con dificultad sobre las partes
metálicas de la instalación.
Para ambos casos se prevé el empleo de lubricantes (también llamados lubrificantes).
En el primer caso se usan lubricantes internos, mientras que en el segundo la aplicación
consiste en lubricantes externos.
Los lubricantes externos pueden entorpecer operaciones posteriores como el pintado, la
impresión o la soldadura de la pieza confeccionada.
Desmoldeantes
No deben confundirse los desmoldeantes con los lubricantes. Los desmoldeantes son
productos con propiedades antiadherentes que se aplican directamente sobre los
moldes para facilitar la extracción de la pieza moldeada. Comparten ciertamente con
los lubricantes externos la tendencia a dificultar operaciones como el pintado, ya que
con frecuencia son arrastrados fuera del molde con la pieza.
Colorantes
El color natural de los polímeros varía entre un tono transparente más o menos amarillento o
azulado, hasta los tonos pardos o verdosos, pasando por una gran gama de blancos lechosos
o marfiles.
Los colores naturales no suelen ser los más convenientes para un gran número de
aplicaciones, por lo que en muchos casos se procede a colorear los plásticos. Esto, de hecho,
constituye una gran ventaja, puesto que permite a los productos fabricados en plástico de un
aspecto atractivo.
El dióxido de titanio (TiO2), también empleado en la industria de pinturas, es el aditivo
preferido para los tonos blancos, mientras que el negro de humo, por su efecto adicional de
protección frente a los rayos UV, es el más utilizado para los tonos negros. Para tonos
intermedios existen colorantes de base muy variada.
El coloreado puede realizarse en la misma planta de fabricación de la materia prima, o bien,
en el centro de transformación.
El procedimiento más común empleado por los transformadores que desean dar color a las
granzas naturales es la adicción de "granzas de concentrado de color"; los denominados
masterbach. Se trata de concentrados de color con base polimérica que se añaden en un
pequeño porcentaje a la granza natural.

14. Modificantes
En cuanto modifican de manera muy considerable las propiedades del plástico: plastificantes.
Reforzantes
Para aumentar de manera significativa propiedades mecánicas y térmicas: cargas y refuerzos,
modificadores de impacto.
Ignifugantes
Los plásticos son materia orgánica, y como tal, arden fácilmente si se les pone en contacto
con una llama. No son inflamables, es decir, no arden violentamente ni pueden provocar
explosiones. Tampoco se incendian espontáneamente con una chispa. Simplemente se
queman, al igual que un trozo de madera puesto al fuego.
Los aditivos ignifugantes tienen como misión dificultar la combustión. Algunos actúan
eliminando el oxígeno del entorno de la llama, por lo que ésta acaba apagándose. Según el
grado de efectividad del agente ignifugante y de la cantidad dosificada, los plásticos pueden
ser incombustibles (plásticos fluorados, Teflón), autoextinguibles aditivados (PS, ABS, PA,
etc.), autoextinguibles intrínsecos (PES o PPS), combustibles (PE, ABS, POM), o fácilmente
combustibles (PS, PMMA).
Plastificantes
Son normalmente productos de consistencia pastosa que se añaden al polímero para
que se interpongan entre sus macromoléculas con el objetivo de que la estructura final
sea menos rígida y por tanto más resistente al impacto.
Su proporción en el plástico puede variar desde porcentajes pequeños (<5%), hasta
valores superiores (de hasta el 10%), como en el caso del PVC-P, EVA o TPE. Este
material posee, en virtud de la presencia de plastificante, un comportamiento mucho
más flexible y tenaz que el PVC-U.
Un caso especial lo constituyen las PA. Estos materiales muestran una cierta fragilidad
cuando acaban de ser transformados. Este estado es pasajero ya que, con el paso del
tiempo, todas las PA, en mayor o menor medida, absorben humedad del ambiente. El
agua absorbida es incorporada a la estructura interna y fijada químicamente. Su efecto
es el de un plastificante, y de hecho, se trata del mejor plastificante.
Cargas y Refuerzos
El concepto de carga tiene, industrialmente, un matiz peyorativo. Se trata de sustancias de
bajo precio empleadas para abaratar el producto final.
Sin embargo, en el caso de los plásticos, su significado es claramente positivo. La mayoría
de los plásticos no cargados tiene una consistencia insuficiente para aplicaciones donde la
resistencia mecánica es la propiedad más deseada. Mediante la incorporación de cargas y/o
refuerzos, pueden conseguirse materiales que nada tienen que envidiar a los aceros más
resistentes.
Los refuerzos más habituales son: fibras de vidrio (largas o cortas), esferas de vidrio, fibras
de carbono, cargas minerales (talco, carbonato cálcico, silicatos, grafito).
Es frecuente también mezclar dos cargas en un mismo plástico, por ejemplo: fibra de vidrio
y talco.