Historia de los plásticos
Desde hace más de cincuenta años la industria de las materias plásticas ha tenido un desarrollo inimaginable en los primeros años, que ha superado a la industria del acero. Des de los años 50 los polímeros han entrado en nuestras vidas y palabras como poliestireno, polietileno, cloruro de polivinilo, poliamidas, polimetilmetacrilato, PET, etc. se nos han hecho más y más familiares.
El plástico se ha ido incorporando a todas las sociedades igual industrializadas como agrícolas, en los lugares remotos o en las grandes ciudades. Ha servido para vestir, para envasar o para jugar. Ha sido un fenómeno de tal envergadura que nunca en la historia de la humanidad se ha registrado un descubrimiento de desarrollo tan rápido y en proporciones tan inimaginables.
En la historia del hombre podemos encontrar diversas etapas entre las que se encuentran la Edad de Piedra, la Edad de Hierro o la Edad de Bronce. En nuestros días ya podemos prever que, si dentro de cientos de años nos estudian, podrán denominar nuestra época como la edad del plástico.
“La nuestra será recordada como la era de los polímeros”, dijo el premio Novel Paul Jhon Flory, quien también añadió: “El futuro pertenece a los tecnopolímeros y polímeros especiales que serán producidos a lo mejor en cantidades un poco reducidas pero que serán esenciales para el progreso de la humanidad.”
Pero la invasión de los plásticos en nuestras culturas no ha sido una casualidad y se debe a muchos años de estudios y de desarrollo de productos. Es la historia que intentamos resumir a continuación.
El vulcanizado
El primer polimérico del que se tiene noticia fue producido por Charles Goodyear en el año 1839. Goodyear consiguió modificar las propiedades mecánicas de la goma natural, extraída del jebe (Árbol del Brasil) mezclándola con azufre y calentándola. Esta mezcla consiguió que el caucho obtenido se mantenía seco y flexible a cualquier temperatura, cuando antes en las épocas de calor, se reblandecía y quedaba pegajoso. Goodyear patentó este producto que se conoció como vulcanización y que pronto encontró muchas aplicaciones y fue transformándose en un producto comercial. Entre otras cosas dio lugar a las ruedas para coches.
Nacimiento del plástico en 1861
Alexander Parkes nació en Birmingham en 1813. No tuvo una formación específica en Física o Química pero se le ocupó durante un tiempo en la elaboración de la goma natural, en un momento en el cual en este campo se hacían grandes pasos hacia adelante con el descubrimiento de la vulcanización y de las primeras máquinas de elaboración.
Parkes buscaba substancias que pudieran dar resultados similares a los de la goma en algunas utilizaciones siempre más solicitadas por las industrias.
Estudiando el nitrato de celulosa obtenido en 1845 a Basel por C.F. Shoenbein, Parkes obtiene un nuevo material que podía ser «utilizado en su estado sólido, plástico o fluido, que se presentaba de vez en vez rígido como el marfil, opaco, flexible, resistente al agua, coloreable y era posible trabajarlo con un utensilio como los metales, estampar por compresión, laminar».
Parkes llamó a este material Parkesina, lo patentó y, aunque no tuvo mucho éxito comercial debido a su elevado costo de producción, si que fue un paso definitivo en lo que podemos considerar la materia plástica primigenia de la que se ha desarrollado una gran familia de polímeros que conocemos hoy en día.
El celuloide
En 1868 la empresa Phetan and Collander, empresa de Estados Unidos productora de bolas de billar, prometió un premio de 10.000 dólares a quien pudiera desarrollar un producto capaz de sustituir al marfil en la fabricación de las bolas ya que la materia prima natural estaba escaseando.
John W. Hyatt se puso a investigar en este campo y alrededor de 1868 mejoró el producto desarrollado por Parkes y consiguió un producto económicamente viable sustituyendo el aceite de ricino, que usó Parkes, por el alcanfor. A este producto se le denominó celuloide y las bolas de billar que se produjeron pueden considerarse como el primer producto fabricado en material plástico. El celuloide fue patentado en 1870.
La primera fábrica de la nueva materia plástica artificial se llamó Albany Dental Plate Company fundada en 1870. Su nombre se explica con el hecho que una de las primeras utilizaciones de la celuloide fue experimentada por dentistas, felices de sustituir con ella la goma vulcanizada, entonces extremadamente cara, utilizada para obtener las huellas dentales.
El celuloide fue usado durante mucho tiempo en la fabricación de una diversidad de productos: peines, mangos de cubiertos, muñecos, dentaduras, soportes de lentes, bolas de ping pong y películas fotográficas. Poco a poco se abandono la producción de celuloide por el surgimiento de otros materiales poliméricos menos inflamables.
El cloruro de polivinilo
La de las resinas vinílicas es una historia que atestigua la tenacidad y la obstinación requeridas en los investigadores para llegar al éxito. Fue E. Baumann, en 1872, quien estudió el procedimiento de polimerización del cloruro de vinilo y poner la atención en la importancia del producto termoplástico que era posible obtener. Pero fue necesario esperar la profundización de los conocimientos sobre la síntesis del cloruro de vinilo debida a F.Katte y del mecanismo de polimerización que realizó el químico ruso Ivanovic Ostromislenski (1880-1939), antes de poder empezar con la producción industrial de los polímeros vinílicos. En 1927 la americana Union Carbide Chemicals produjo los primeros copolímeros cloruro-acetato de vinilo que solo fueron fabricados en escala industrial a partir del año 1939.
El aporte teórico de la ciencia de los polímeros
Los descubrimientos de la parkesina y del celuloide representaron el inicio de un nuevo material pero las estructuras químicas de sus moléculas eran totalmente desconocidas. La primera hipótesis de la existencia de macromoléculas fue desarrollada en 1877 por Friedrich A. Kekulé, cuando advirtió la posibilidad de que estas sustancias orgánicas naturales podrían estar constituidas de moléculas muy grandes y tener propiedades especiales.
En 1893, Emil Fisher, sugirió que la estructura de la celulosa natural podría estar formada por cadenas constituidas por unidades de glucosa, mientras que los polipéptidos serían grandes cadenas de poliaminoácidos asociadas.
En 1907, Leo H. Baekeland perfeccionó la resina de formaldehido que había sido desarrollada unos años antes por Adolf Von Bayer. La sustancia que obtuvo, una resina rígida y poco inflamable que denominó Baquelita. La baquelita fue ampliamente utilizada en la construcción del cuerpo de aparatos eléctricos como los teléfonos y actualmente está siendo sustituida por otros polímeros más por motivos estéticos que prácticos, ya que la baquelita es oscura y casi no acepta cambios de color.
Pasos definitivos
Fue Hermann Staudinger (1881-1965), director del instituto de química de Friburgo, a comenzar en 1920 los estudios teóricos sobre la estructura y la propiedad de los polímeros naturales (celulosa, isopreno) y sintéticos. Formulo la hipótesis de que los poliésters y el caucho natural eran constituidos de estructuras químicas lineales, independientes y muy largas y propuso nombrarlas como macromoléculas. Las teorías de Staudinger no fueron acogidas positivamente por todo el mundo y la discusión, a nivel científico, continuó hasta los años veinte. Las demostraciones experimentales demostraron que él tenía razón destruyendo las razones de quienes se oponían, sobretodo después de investigaciones sistemáticas a los rayos X de los diferentes polímeros y los trabajos de síntesis de W.H. Carothers que demostraron en modo experimental, la estructura lineal de las macromoléculas. Esta aclaración puso las bases para el desarrollo de la química macromolecular en términos científicos y no debido a inventos casuales como se había verificado con Parkes y Hyatt. Staudinger recibió el Premio Nobel en Química en el 1953 por haber sido pionero en la elucidación de la estructura química de las macromoléculas.
Entre 1930 y 1942 se descubrieron otros polímeros como el copolímero de estireno-butadieno (1930), los poliuretanos (1937), el poliestireno y el poli (tetraflúos-etileno) (1938) o los poliesters insaturados (1942), entre otros.
En 1938 se empezó a producir nylon por la empresa Dupont. Por esta época en Alemania P. Shlack hizo la primera polimerización por abertura de anillo, de un compuesto orgánico cíclico, al producir el nylon a partir de la caprolactama.
Después de la Segunda Guerra Mundial, la fabricación y comercialización de polímeros tuvo un gran impulso con la aparición de las resinas epoxi en 1947 y el ABS en 1948.
Década de los 50
Otro paso significativo en los estudios de la auímica de los polímeros ocurrió en 1953, con el descubrimiento de la polimerización estereoregular por los investigadores Karl Ziegler y Giulio Natta. Por estas investigaciones recibieron el Premio Nobel de Química en 1963.
Esta década estuvo marcada por el nacimiento de nuevos polímeros como polietileno linear, el polipropileno, el poliacetal, el policarbonato, el polióxido de felineo, así como de nuevos copolímeros.
Últimas décadas
Durante los años 60, los plásticos pasaron a sustituir muchos otros productos como la madera, el cartón o el vidrio en los embalajes.
En los años 70 los plásticos sustituyeron a algunas aleaciones ligeras, ocupando el lugar de algunos metales.
Durante los años 80 la producción de plásticos se intensificó y diversificó convirtiéndose en una les las principales industrias del mundo. Se aumentaron las necesidades de estos materiales y de nuevos desarrollos, muchos centros de investigación en industrias y universidades mantuvieron y aumentaron la investigación en estos campos obteniendo constantemente desarrollos de polímeros con las más variadas propiedades químicas y físicas.
La historia de los tecnopolímeros se desarrolla junto con el perfeccionamiento de las tecnologías de transformación que permiten de convertir un puño de gránulos, un poco de polvo o un bote de líquido en un objeto terminado con una forma propia y capaz de absolver una función precisa.
El mundo moderno no se puede imaginar sin los plásticos
Desde la vieja y apreciada celuloide de Hyatt, material sustitutivo de substancias más nobles y apreciadas que se incendiaba como una cerilla y a veces explotaba, hemos llegado en más o menos cien años a estos superpolímeros en muchos aspectos superiores a los metales, a la cerámica y a los materiales tradicionales y por lo tanto ya insustituibles en los empleos más avanzados de la tecnología moderna.
Actualmente, el Mundo Moderno no se puede imaginar sin los plásticos ni los cauchos. El desarrollo de la industria y de un país depende directamente de estos materiales por esto el progreso de un país puede medirse por el consumo y producción de plásticos.
Hoy, muchos nombres de esta historia son conocidos por la gran mayoría y algunos casi ya forman parte de nuestra vida diaria. Nombres como Bayer, Goodyear, Nylon, Baquelita, Dupont, etc., forman ya parte de la historia del plástico y de nuestras vidas.
Resumen por años:
Precursores:
1839.- Caucho natural. Charles Goodyear
1843.- Vulcanite Thomas Hancock
1843.-Gutta-Percha William Montgomerie
1856.-Shellac Alfred Critchlow.
La era de los plásticos:
1839.- Poliestireno Eduard Simon
1862.-Parkesine Alexander Parkes
1863.-Celuloide John Wesley Hyatt
1872.-Cloruro de polivinilo Eugen Baumann
1894.-Rayón Charles Frederick Cross, Edward J.
1909.-Baquelita Leo Hendrik Baakeland
1926.-PVC Walter Semon
1927.-Acetato de celulosa
1935.-Polietileno baja densidad (LDPE) Reginald Gibson, Eric Fawcett
Usted sabía?…
El origen de la palabra «plásticos» viene de Griego. Su raíz griega original significa «formar.»
1938.-Poliestireno
1938.-Teflón Roy Plunkett
1939.-Nylon
1941.-PET Whinfield and Dickson
1942.-Polietileno de baja densidad
1942.-Poliester insaturado
1951.-Polietileno de alta densidad(HDPE) Paul Hogan, Robert Banks
1964.-Poliamida
1970.-Poliester termoplástico.
1978.-Polietileno lineal baja densidad.
1985.-Polímeros líquidos cristal
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