Se trata de polímeros de cristal líquido (LCP) TP autoreforzados con moléculas que son estructuras en forma de varillas en matrices paralelas. Las cadenas de polímero fibroso densamente empaquetadas de 3 ~ LCP dan como resultado plásticos de alto rendimiento. A diferencia de muchos TP de alta temperatura, los LCP tienen una viscosidad de fusión baja y, por lo tanto, se procesan más fácilmente, lo que da como resultado tiempos de ciclo más rápidos que aquellos con una viscosidad de fusión alta, lo que reduce los costos de procesamiento. Tienen el warpagc y la contracción más bajos de todos los TP. Cuando se moldean por inyección o se extruyen, sus moléculas se alinean en cadenas largas y rígidas que, a su vez, se alinean en la dirección del flujo y, por lo tanto, actúan como fibras de refuerzo que otorgan a los LCP una resistencia y rigidez muy altas. El resultado es alta resistencia a temperaturas extremas, excelente retención de propiedades mecánicas después de la exposición a la intemperie y radiación, buena rigidez dieléctrica, así como resistencia al arco y estabilidad dimensional, bajo coeficiente de expansión térmica, excelente resistencia a la llama y fácil procesabilidad. Sus altas relaciones de resistencia a peso son particularmente útiles para productos sensibles al peso. La estabilidad hidrolítica en agua hirviendo es excelente. Son excepcionalmente inertes y resisten la formación de tensiones en presencia de la mayoría de los productos químicos a temperaturas elevadas, incluidos los hidrocarburos aromáticos y halogenados, así como ácidos fuertes, bases, cetonas y otros productos industriales agresivos. El vapor a alta temperatura, el ácido sulfúrico concentrado y los materiales cáusticos en ebullición deteriorarán los LCP. En cuanto a la inflamabilidad, los LCP tienen un índice de oxígeno que oscila entre el 35 y el 50%. Cuando se exponen al fuego, forman un carbón intumescente que evita el goteo. Su clasificación UL de uso continuo para propiedades eléctricas es tan alta como 240°C. El alto valor de deflexión térmica permite que los productos moldeados con LCP se expongan a temperaturas intermitentes de hasta 315°C sin afectar sus propiedades. Su resistencia a la fluencia por flexión a alta temperatura es excelente, al igual que sus características de tenacidad a la fractura. Esta familia de diferentes LCP resiste la mayoría de los productos químicos y resiste la oxidación y las llamas, lo que los convierte en excelentes reemplazos para metales, cerámicas y otros plásticos en muchos diseños de productos.

Cuando se procesan los termoendurecibles (TS) se aplica calor para maltearlos fluidos. A mayor temperatura se solidifican y se vuelven infusibles e insolubles. Los TS curados no se pueden volver a suavizar con calor. Su ciclo de curado es como hervir un huevo que ha pasado de líquido a sólido y no puede volver a convertirse en líquido. Sufren una reacción química entrecruzada de sus moléculas por la acción del calor y la presión (reacción exotérmica), oxidación, radiación y / u otros medios, a menudo en presencia de agentes de curado y catalizadores. Su chatarra se puede granular y utilizar como relleno en TS y TP. En general, con su estructura fuertemente reticulada, existen TS que resisten temperaturas más altas y proporcionan mayor estabilidad dimensional y resistencia que la mayoría de los TP. Las etapas de curado A-B-C identifican su ciclo de curado donde la etapa A no está curada, la etapa B está parcialmente curada y la etapa C está completamente curada. La etapa B típica son los compuestos de moldeo TS y los preimpregnados, que a su vez se procesan para producir productos de material plástico completamente curados en la etapa C.

Ciertos TP se pueden convertir fácilmente en TS proporcionando propiedades mejoradas y / o diferentes. La reticulación es un cambio irreversible que pasa por una reacción química. El curado generalmente se logra mediante la adición de agentes de curado (reticulación) con o sin calor y presión. La reticulación mejora la resistencia a la degradación térmica de las propiedades físicas y mejora la resistencia a los efectos de agrietamiento por líquidos y otros ambientes hostiles, así como la resistencia a la fluencia y el flujo frío, entre otros efectos. El interés principal ha sido con los polímeros alifáticos tales como las olefinas que incluyen los polietilenos y polipropilenos; también son populares el cloruro de polivinilo. El PE reticulado, identificado como XLPE o PEX, se reconoce como un estándar dentro de la industria. El uso incluye cubiertas de cables eléctricos, materiales celulares (espumas), artículos moldeados por rotación y tuberías. 68, 69 Se ha utilizado radiación de alta intensidad de haces de electrones o fuentes UV (ultravioleta) para iniciar la polimerización en sistemas TS de oligómeros cubiertos con grupos de metacrilato reactivo (acrílico) o isocianatos. Usando esta técnica de polimerización por reticulación, se han usado películas con propiedades de baja contracción y alta adherencia en aplicaciones tales como adhesivos sensibles a la presión, revestimientos de vidrio y esmaltes dentales.

Al diseñar y / o fabricar un producto se utiliza un plástico específico. Un tipo de un productor de plástico y / o requisitos para un plástico lo identifica. El mismo nombre, como el polietileno de baja densidad, de dos empresas diferentes suele tener propiedades y características de procesamiento ligeramente diferentes. Los datos de estesitio que identifican un plástico como el polietileno (PE) pueden diferir ya que hay literalmente miles de PE disponibles. Estos datos se presentan para proporcionar guías. Los datos para un plástico específico están disponibles desde un productor de plástico hasta el uso de bases de datos. Los materiales que se revisan en este libro, al igual que en la industria, se identifican mediante diferentes términos como polímero, plástico, resina, elastómero, plástico reforzado (RP) y plástico compuesto no reforzado o reforzado. Son algo sinónimos. Los polímeros, los ingredientes básicos de los plásticos, se pueden definir como compuestos químicos orgánicos de alto peso molecular, sustancias sintéticas o naturales formadas por moléculas. Prácticamente todos estos polímeros se combinan con otros productos (aditivos, cargas, refuerzos, etc.) para proporcionar muchas propiedades y / o capacidades de procesamiento diferentes. Por lo tanto, plásticos es el término técnico correcto para usar, excepto en muy pocas aplicaciones donde solo se usa el polímero para fabricar productos. Se someten a algún procesamiento primario como destilación, craqueo o extracción con solvente para producir etileno (C2H4), propileno (C3H6) o benceno (C6H6) que son precursores de los plásticos. La composición química o la morfología de los plásticos son básicamente polímeros orgánicos que son moléculas muy grandes compuestas por cadenas de conexión de elementos de carbono (C) generalmente conectados a elementos de átomos de hidrógeno (H) y, a menudo, también oxígeno (O), nitrógeno (N), cloro ( Cl), flúor (F) y azufre (S). La morfología es el estudio de la forma o estructura física de un material (cristalinidad termoplástica o amorfa); las estructuras moleculares físicas de un polímero o, a su vez, de un plástico. Como resultado de estas estructuras en la producción de plásticos, el procesamiento de los plásticos en productos y los diseños de productos, se encuentran grandes diferencias en las propiedades mecánicas y de otro tipo. Un polímero es una molécula grande formada por la repetición de pequeñas unidades químicas simples. Estas moléculas grandes se forman por reacción de un monómero. Por ejemplo, el monómero para el plástico cloruro de polivinilo (PVC) es cloruro de vinilo. Cuando el monómero de cloruro de vinilo se somete a calor y presión, se somete a un proceso llamado polimerización, la unión de muchas moléculas pequeñas en unidades repetidas para formar una molécula muy grande. Las representaciones estructurales de la unidad de repetición de monómero y el polímero se muestran a continuación. El número de unidades repetidas en PVC puede variar de 800 a 1600 que a su vez produce diferentes polímeros. En algunos casos, una molécula de polímero tendrá una configuración lineal, del mismo modo que se forma una cadena a partir de sus eslabones. En otros casos, las moléculas están ramificadas o interconectadas para formar redes tridimensionales. La configuración particular, que es una función de los materiales plásticos y el proceso de fabricación involucrados, determina en gran medida las propiedades del artículo de plástico terminado. Aunque los monómeros son generalmente bastante reactivos (polimerizables), generalmente requieren la adición de catalizadores, iniciadores, control de pH, calor y / o vacío para acelerar y controlar la reacción de polimerización que dará como resultado la optimización del proceso de fabricación y el producto final.  Cuando los monómeros puros se pueden convertir directamente en polímeros puros, se denomina proceso de polimerización en masa, pero a menudo es más conveniente ejecutar la reacción de polimerización en un disolvente orgánico (polimerización en solución), en una emulsión de agua (polimerización en emulsión), o como gotitas orgánicas dispersas en agua (polimerización en suspensión). A menudo, la elección de los sistemas catalíticos ejerce un control preciso sobre la estructura de los polímeros que forman. Se denominan sistemas estercoespecíficos. Hay relativamente muchos catalizadores diferentes que se utilizan normalmente para reacciones químicas específicas. Los tipos incluyen catalizador Ziegler-Natta (Z-N), metaloccne y otros, incluidas sus combinaciones. Estos sistemas están disponibles y se utilizan en todo el mundo por diferentes empresas.

Tres estructuras o propiedades moleculares básicas afectan el rendimiento del procesamiento (condiciones de flujo, etc.) que, a su vez, afectan el rendimiento del producto (resistencia, estabilidad dimensional, etc.). Son: 1 masa o densidad (d), 2 peso molecular (MW), 3 distribución de peso molecular (MWD). En plásticos cristalinos, como el PE, la densidad tiene un efecto directo sobre propiedades como la rigidez y la permeabilidad a gases y líquidos. Los cambios de densidad también pueden afectar algunas propiedades mecánicas. Un método para definir el comportamiento de fusión de los plásticos y el rendimiento de las propiedades es utilizar información sobre su peso molecular (MW), una referencia al peso y tamaño de las moléculas de plástico. MW es la suma de los pesos atómicos de todos los átomos de una molécula. Representa una medida de la longitud de la cadena de las moléculas que componen el polímero. El peso atómico es la masa relativa de un átomo de cualquier elemento basado en una escala en la que a un átomo de carbono específico (carbono-12) se le asigna un valor de masa de 12. El polímero polimerizado contiene moléculas que tienen muchas longitudes de cadena diferentes. Para algunos productos, la distribución resultante de pesos moleculares puede calcularse estadísticamente e ilustrarse mediante la forma estándar de distribución de frecuencias. El MW de los plásticos influye en sus propiedades. Como ejemplo, con el aumento de las propiedades de MW aumentan la resistencia a la abrasión, la fragilidad, la resistencia química, el alargamiento, la dureza, la viscosidad en estado fundido, la resistencia a la tracción, el módulo, la tenacidad y el límite elástico. Se producen disminuciones en la adhesión, el índice de fusión y la solubilidad. El MW adecuado es un requisito fundamental para cumplir con las propiedades deseadas de los plásticos. Con diferencias de MW del material entrante, el rendimiento del producto fabricado puede verse alterado. Cuanto mayor es la diferencia, el cambio más dramático ocurre en el producto. Los tcsts de índice de fluidez (MFR) se utilizan para detectar la degradación en los productos. El MFR tiene una relación recíproca con la viscosidad de la masa fundida. Esta relación de MW a MFR es inversa; a medida que uno cae, el otro aumenta o viceversa. MW se refiere al peso promedio de los plásticos que siempre está compuesto por moléculas de peso diferente. Estas diferencias son importantes para el procesador, que utiliza la distribución de peso molecular (MWD) para evaluar los materiales. Un MWD estrecho mejora el rendimiento de los productos plásticos. La amplia MWD permite un procesamiento más fácil. Las características de procesamiento y propiedades de los plásticos son en parte una función de la MWD que puede variar ampliamente, incluso entre plásticos de composición, densidad, peso molecular promedio e índice de fusión idénticos.

La resistencia del flujo de masa fundida exhibida dentro de un cuerpo de material identifica su viscosidad. Se relaciona con el flujo de masa fundida de plástico que a su vez se relaciona con el comportamiento de procesamiento del plástico. Durante el flujo de masa fundida, la fricción interna ocurre cuando una capa de fluido. La viscosidad ordinaria es la fricción interna o la resistencia al flujo de un plástico. Es la relación constante entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte. El cizallamiento es el movimiento de un fluido, capa por capa. , como el movimiento de una baraja de cartas. Cuando los plásticos fluyen a través de tubos rectos o canales, se cortan y la viscosidad expresa su resistencia. Un método para medir el flujo de masa fundida es mediante el índice melt (MI) [también llamado índice de flujo de masa fundida (MFI)]. Es una medida inversa de la viscosidad. Alto MI implica baja viscosidad y bajo MI significa alta viscosidad. Los plásticos se adelgazan por cizallamiento, lo que significa que su resistencia al flujo disminuye a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento. Esto se debe a alineamientos moleculares en la dirección del flujo y desenredos. Hay viscosidad newtoniana y no newtoniana. Con viscosidad Ncwtoniana, la relación entre el esfuerzo cortante y la deformación cortante es constante, como, teóricamente, el agua. En el comportamiento no newtoniano, que es el caso de los plásticos, la relación varía con el esfuerzo cortante. Tales relaciones se denominan a menudo viscosidades aparentes en los correspondientes esfuerzos cortantes. La viscosidad se mide en términos de flujo en Pas (P), con agua como valor estándar base de 1.0. Cuanto mayor sea el número, menor flujo. Reología y viscoelasticidad Son un fenómeno dependiente del tiempo además de la elasticidad y la deformación (o recuperación) en respuesta a la carga. Esta propiedad que poseen todos los plásticos hasta cierto punto, destaca que, si bien los plásticos tienen características sólidas como elasticidad, resistencia y estabilidad de forma, también tienen características similares a las líquidas, como flujo y tiempo pendiente, tcmpcraturc, tasa y cantidad de carga. . Por tanto, se dice que los plásticos son viscoelásticos. El comportamiento mecánico de estos plásticos viscoelásticos está dominado por fenómenos como la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la rigidez y la energía de rotura, que suelen ser los factores de control en un diseño. Los atributos viscosos del plástico fundido fluyen también son consideraciones importantes en la fabricación de productos plásticos. Cuando se habla del flujo de fusión, se involucra el tema de la reología o el flujo de materia. Se ocupa de la respuesta del plástico fundido a la fuerza mecánica. Es necesario conocer la rcología y la capacidad de medir propiedades reológicas como el peso molecular y el flujo de la masa fundida antes de poder controlar el comportamiento del flujo durante el procesamiento. Dicho control es esencial para que la fabricación de materiales plásticos cumpla con los requisitos de rendimiento del producto. Con plásticos, hay dos tipos de deformación o flujo; viscoso, en el que se disipa la energía que provoca la deformación, y elástico, en el que se almacena esa energía. La combinación produce plásticos viscoelásticos. No sólo existen dos clases de deformaciones, también existen dos modos en los que se pueden producir deformaciones: cortante simple y tensión simple. La acción real durante la fusión, como en el plastificador de tornillo habitual, es extremadamente compleja, con todo tipo de combinaciones de cizallamiento-tensión. Junto con el diseño de ingeniería, la deformación determina la eficiencia de bombeo de un plastificador de tornillo y controla la relación entre la tasa de salida y la caída de presión a través de un sistema de matriz o en un molde. Hay un comportamiento de flujo diferente del plástico en comparación con el agua. El volumen de un llamado fluido newtoniano, como el agua, cuando se empuja a través de una abertura es directamente proporcional a la presión aplicada siguiendo una línea recta (flujo frente a presión). El caudal de un fluido no newtoniano, como los plásticos, cuando se empuja a través de una abertura aumenta más rápidamente que la presión aplicada, lo que da como resultado una línea curva. Los diferentes plásticos tienen sus propios índices de flujo, por lo que sus curvas no newtonianas son diferentes. Esta propiedad de viscoelasticidad la poseen todos los plásticos hasta cierto punto, y dicta que, si bien los plásticos tienen características similares a las de los sólidos, también tienen características similares a las de los líquidos. Es importante comprender este comportamiento mecánico. Es básicamente el comportamiento mecánico en el que las relaciones entre la tensión y la deformación dependen del tiempo para el plástico, a diferencia del comportamiento elástico clásico del acero en el que la deformación y la recuperación ocurren instantáneamente al aplicar y eliminar la tensión.