Polímeros celulósicos - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Los polímeros celulósicos son los polímeros orgánicos más abundantes en el mundo. También se encuentran entre los plásticos más resistentes. Los plásticos celulósicos son generalmente económicos, básicamente buenos materiales aislantes. Sin embargo, los polímeros celulósicos tienen una temperatura limitada y no son tan resistentes a entornos extremos como muchos otros termoplásticos. Los celulósicos tienen propiedades similares que varían en grado. Los cuatro compuestos celulósicos más destacados son el acetato de celulosa, el acetato butirato de celulosa, el propionato de celulosa y la etilcelulosa. Un quinto miembro de este grupo es el nitrato de celulosa. Los materiales de celulosa están disponibles en una gran cantidad de formulaciones y caudales y se fabrican para ofrecer una amplia gama de propiedades. Están formulados con una amplia gama de plastificantes para propiedades específicas. El butirato, propionato y acetato de celulosa proporcionan un rango de tenacidad y rigidez que es útil para muchas aplicaciones, especialmente donde se necesitan claridad, resistencia a la intemperie y características de envejecimiento. Los materiales son plásticos de moldeo rápido y pueden proporcionar superficies duras y brillantes en toda la gama de colores y texturas. El butirato, propionato y acetato se clasifican en ese orden en cuanto a estabilidad dimensional en relación con los efectos de la absorción de agua y los plastificantes. Los materiales son de combustión lenta, aunque se encuentran disponibles formas autoextinguibles de acetato. Las formulaciones especiales de butirato y propionato se pueden utilizar al aire libre durante períodos prolongados. El acetato generalmente se considera inadecuado para uso en exteriores. Desde el punto de vista de la aplicación, los acetatos se utilizan generalmente cuando no se requiere una estabilidad dimensional ajustada bajo la humedad y temperatura previstas. La dureza, rigidez y costo son menores que para el butirato o propionato. El butirato generalmente se selecciona sobre el propionato cuando se requieren resistencia a la intemperie, resistencia al impacto a baja temperatura y estabilidad dimensional. El propionato se elige a menudo por su dureza, resistencia a la tracción y rigidez combinada con una buena resistencia a la intemperie.

Se obtiene mediante la acción, en condiciones rígidamente controladas, del anhídrido de ácido acético sobre celulosa purificada obtenida habitualmente a partir de borras de algodón. Los tres grupos hidroxilo disponibles en cada unidad de glucosa de la celulosa pueden acetilarse. Sin embargo, en el material que se utiliza normalmente para plásticos, es habitual acetilar completamente y luego reducir el índice de acetilato (expresado como ácido acético) al 52-56 por ciento mediante hidrólisis parcial. Cuando se combina con plastificantes adecuados, se obtiene un material termoplástico resistente. El acetato de celulosa es principalmente un material de extrusión (película y lámina), pero las aplicaciones de inyección incluyen juguetes de primera calidad, mangos de herramientas, carcasas de electrodomésticos, protectores, lentes y monturas de anteojos.

Es un éster de celulosa elaborado por la acción de una mezcla de ácido acético y su anhídrido sobre celulosa purificada. Se utiliza en la fabricación de plásticos que son similares en propiedades generales al acetato de celulosa pero son más resistentes y tienen mejor resistencia a la humedad y estabilidad dimensional. El butirato de acetato de celulosa se utiliza para cilindros de bolígrafos, volantes, mangos de herramientas, protectores de máquinas y tragaluces.

Es un éster de celulosa elaborado por la acción del ácido propiónico y su anhídrido sobre la celulosa purificada. Se utiliza como base de material de moldeo termoplástico. Las aplicaciones de propionato de acetato de celulosa incluyen accesorios de iluminación, gafas de seguridad, cubiertas de motor, mangos de cepillo, protectores faciales y volantes.

La etilcelulosa (EC), mejor conocida por su tenacidad y resistencia a temperaturas bajo cero, también tiene una excelente estabilidad dimensional en una amplia gama de condiciones de temperatura y humedad. Los alcalinos o ácidos débiles no afectan este material, pero los líquidos de limpieza, aceites y solventes son muy dañinos. La etilcelulosa se utiliza para estuches de linternas, piezas de extintores de incendios y piezas de aparatos eléctricos.

El nitrato de celulosa (CN) o nitrocelulosa es un éster de ácido nítrico de la celulosa fabricado por la acción de una mezcla de ácido sulfúrico y ácido nítrico sobre la celulosa, como los borrones de algodón purificados. El uso principal del nitrato de celulosa apto para plásticos se encuentra en el campo de los recubrimientos. A pesar de sus desventajas de inflamabilidad, inestabilidad y malas propiedades de intemperismo, el nitrato de celulosa es uno de los plásticos más baratos y más resistentes a los impactos. Todavía tiene muchos usos debido a estas propiedades, incluidas plumas estilográficas, mangos de herramientas y pinceles, marcos de anteojos y algunas películas cinematográficas. Representa solo una pequeña fracción del volumen de plásticos de celulosa. Los materiales de nitrato de celulosa a veces se denominan simplemente nitratos. Un celuloide es un material termoplástico elaborado mediante la mezcla íntima de nitrato de celulosa con alcanfor. El alcohol se utiliza normalmente como disolvente volátil para ayudar a la plastificación y posteriormente se elimina. El tipo de nitrato de celulosa que se usa para la fabricación de celuloide generalmente contiene de 10,8 a 11,1 por ciento de nitrógeno.

El triacetato de celulosa (CT) es un material celulósico que se obtiene haciendo reaccionar celulosa purificada con anhídrido acético en presencia de un catalizador. Se utiliza en forma de película y fibras. Las películas y láminas se funden a partir de soluciones transparentes en tambores con superficies muy pulidas. La película, que es de excelente claridad, tiene alta resistencia a la tracción y buena resistencia al calor y estabilidad dimensional. Las aplicaciones incluyen cubiertas de libros, cintas magnéticas de grabación, películas para retroproyector y varios tipos de embalaje. La hoja de triacetato de celulosa tiene propiedades algo similares a las de la película y se utiliza para fabricar artículos tales como gafas de seguridad y cubiertas transparentes de muchos tipos. ASTM proporciona tanto métodos de prueba como especificaciones para productos fabricados con polímeros celulósicos.

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