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El plástico es el término habitual para describir una amplia gama de materiales sintéticos o semi sintéticos que se utilizan para una inmensa cantidad de aplicaciones. Miremos donde miremos, vemos plástico. Utilizamos productos de plástico para que la vida sea más limpia, más fácil, más segura y más agradable. Encontramos plástico en los envases, la ropa, los edificios, los dispositivos médicos, los coches y los móviles.
Los plásticos son materiales orgánicos, igual que la madera, el papel o la lana. Las materias primas que se utilizan para producir plástico son productos naturales como la celulosa, el carbón, el gas natural, la sal y, por supuesto, el petróleo. Se han convertido en el material moderno preferido porque permite equilibrar la necesidad de hoy en día.
El término plástico proviene del griego "plastikos", que significa "que se puede moldear". Se refiere a la maleabilidad o plasticidad del material durante la fabricación, lo que permite fundirlo, prensarlo o extrusión arlo para obtener diferentes formas como láminas, fibras, tubos, botellas, cajas, etc.
Desde hace más de 50 años, la industria de las materias plásticas ha tenido un desarrollo inimaginable, en los primeros años que ha superado a la industria del acero. Desde los años 50, los polímeros han entrado en nuestras vidas y palabras como poliestireno, polietileno, cloruro de polivinilo, poliamida, polimetilmetacrilato, PET, etc., que no han hecho más y más familiares.
El plástico se ha incorporado 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 la que se encuentra la Edad de Piedra, la Edad de Hierro o la Edad del Bronce. En nuestro día, ya podemos prever que si dentro de cientos de años no se estudian, podrán denominar nuestra época como la Edad del Plástico. "La nuestra será recordada como la era de los polímeros", dijo el premio Nobel Paul John Flori, quien también añadió: "El futuro pertenece a los tecno polímeros y polímeros especiales que se han producido a lo mejor en cantidades un poco reducida, pero que serán esenciales para el progreso de la humanidad".
Pero la invasión de los plásticos en nuestra cultura no ha sido una casualidad y se debe a muchos años de estudio 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 hevea árbol de Brasil mezclándola con azufre y calentando la. Esta mezcla consiguió el caucho. Obtenido se mantenía seco y flexible a cualquier temperatura, cuando antes, en la época de calor, se reblandeció y quedaba pegajoso. Goodyear patentó este producto que se conoció como vulcanización y que pronto encontramos muchas aplicaciones y fue transformándose en un producto comercial. Entre otras cosas, dio lugar a la rueda para coche.
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. Park buscaba sustancias que pudieran dar resultados similares a lo de la goma, alguna utilización es siempre más solicitada por las industrias. Estudiando el nitrato de celulosa obtenido en 1845 a base por Christian Friedrich Schönbein, obtiene un nuevo material que podía ser utilizado en su estado sólido, plástico o fluido, que se representaba 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. Park llamó a este material Parkesina y lo patentó, y aunque no tuvo mucho éxito comercial debido a su elevado costo de producción, así que fue un paso definitivo en lo que podemos considerar la materia plástica primigenia, en la que se ha desarrollado una gran familia de polímeros que conocemos hoy en día.
El celuloide. En 1868, la empresa John Wesley Hyatt, empresa de EE. UU. productora de bolas de billar, prometió un premio de 10 mil 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 Wesley Hyatt se puso a investigar en este campo y alrededor de 1868 mejoró el producto desarrollado por Park y consiguió un producto económicamente viable sustituyendo el aceite de ricino que usó Park 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 le 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, dentadura, soporte de lentes, bolas de ping-pong y películas fotográficas. Poco a poco se abandonó la producción de celuloide por el surgimiento de otros materiales poliméricos menos inflamables.
El cloruro de polivinilo. La historia de la resina vinílica es una historia que atestigua la tenacidad y la obstinación requerida en los investigadores para llegar al éxito. Fue Eugène Baumann en 1872 quien estudió el procedimiento de la polimerización del cloruro de vinilo y puso 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 debido a F. Klatte y del mecanismo de la polimerización que realizó el químico ruso Ivanovich Ostromislensky (1880-1939), antes de poder empezar con la producción industrial de los polímeros vinílicos. En 1927, la americana Union Carbide Chemical produjo los primeros copolímeros cloruro-acetato de vinilo, que sólo 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 de la celuloide representaron el inicio de un nuevo material, pero la estructura química de sus moléculas eran totalmente desconocidas. La primera hipótesis de la existencia de macromoléculas fue desarrollada en 1877 por Anton Laurent Lavoisier, quien especuló cuando advirtió la posibilidad de que esta sustancia orgánica natural podría estar constituida de moléculas muy grandes y tener propiedades especiales. En 1893, Emil Fischer 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 aminoácidos asociadas.
En 1907, Leo Hendrik Baekeland perfeccionó la resina de formaldehído que había sido desarrollada unos años antes por Adolf von Baeyer. 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 están siendo sustituidas por otros polímeros más por motivo estético 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, quien comenzó en 1920 los estudios teóricos sobre la estructura y la propiedad de los polímeros naturales (celulosa, isopreno) y sintéticos. Formuló la hipótesis de que los poliéster y el caucho natural eran constituidos de estructuras químicas lineales independientes y muy largas y propuso nombrar las como macromoléculas. La teoría 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, sobre todo después de las investigaciones sistemáticas a los rayos X de los diferentes polímeros y los trabajos de síntesis de Wallace 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 término científico y no debido a inventos casuales como se había verificado en Parkes y Hyatt. Staudinger recibió el premio Nobel en Química en 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 politetrafluoroetileno (1938), o los poliéster insaturados (1942), entre otros. En 1938 se empezó a producir nylon por la empresa DuPont. Por esta época, en Alemania, Otto Bayer 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 los polímeros tuvo un gran impulso con la aparición de la resina epoxi en 1947 y el ABS en 1948.
Década de los 50. Otro paso significativo en los estudios de la química de los polímeros ocurrió en 1953 con el descubrimiento de la polimerización estéreo regular 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 el polietileno lineal, el polipropileno, el poliacetal, el policarbonato, el poliestireno, así como de nuevos polímeros.
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 plástico se intensificó y diversificó, convirtiéndose en una de las principales industrias del mundo. Se aumentaron las necesidades de estos materiales y de nuevo desarrollo. Muchos centros de investigación, industria y universidades mantuvieron y aumentaron la investigación en este campo, obteniendo constantemente desarrollo de polímeros con las más variadas propiedades químicas y físicas.
La historia de la tecnopolímero se desarrolla junto con el perfeccionamiento de la tecnología de transformación que permiten de convertir un puño de gránulos, un poco de polvo o un bote líquido en un objeto terminado con una forma propia y capaz de absorber una función precisa. El mundo moderno no se puede imaginar sin los plásticos. Desde la vieja y apreciada celuloide de John Hyatt, material sustitutivo de sustancias más nobles y apreciadas que se incendiaba como una cerilla y a veces flotaba, hemos llegado a más o menos 100 años a estos super polímeros, en muchos aspectos superiores a los metales, a la cerámica y a los materiales tradicionales, y por lo tanto ya insustituible en los empleos más avanzados de la tecnología moderna.
Actualmente, el mundo moderno no se puede imaginar sin plástico. De los cauchos, el desarrollo de las industrias y de un país dependen directamente de estos materiales. Por esto, el progreso de un país puede medirse por el consumo y producción de plástico. Hoy, muchos nombres de esta historia ya 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.