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Plastisol

Plastisol

Un plastisol es una dispersión coloidal de pequeñas partículas de polímero , generalmente cloruro de polivinilo (PVC), en un plastificante líquido . Cuando se calienta a alrededor de 180 °C (356 °F), las partículas de plástico absorben el plastificante, lo que hace que se hinchen y se fusionen formando un gel viscoso . Una vez que este se enfría por debajo de los 60 °C (140 °F), se convierte en un producto sólido flexible y plastificado de forma permanente. [1] Este proceso se llama " curado ".

Los plastisoles comerciales tienen una buena compatibilidad con pigmentos y tintes, lo que permite obtener productos terminados de colores brillantes. Antes de curarse, fluyen como un líquido y se pueden verter fácilmente en un molde, para usarse para recubrimientos por inmersión o como tinta textil para serigrafía . Una vez curados, tienen una consistencia flexible y gomosa. Se usan comúnmente para recubrimientos, particularmente en aplicaciones al aire libre (techos, muebles) o agarres para herramientas. Mattel Toys usó plastisoles durante años para crear cosas como los juguetes de Barbie y Chatty Cathy en los años 1960 y 1970.

El plastisol puede contener hasta un 70 % de plastificante en peso, aunque la proporción exacta de los ingredientes se puede ajustar para lograr la viscosidad deseada. Los organosoles son plastisoles que contienen una gran cantidad de solventes volátiles para reducir la viscosidad, lo que los hace adecuados para lacas recubribles.

Producción

Turboesfera piloto (200 litros) equipada con sistema de refrigeración por agua para producir plastisoles

Usos

Tinta textil

El plastisol se utiliza como tinta para serigrafía sobre textiles . Los plastisoles son las tintas más utilizadas para imprimir diseños sobre prendas de vestir y son especialmente útiles para imprimir gráficos opacos sobre telas oscuras.

Las tintas plastisol no son solubles en agua. La tinta está compuesta de partículas de PVC suspendidas en una emulsión plastificante y no se seca si se deja en la pantalla durante períodos prolongados. No es necesario lavar las prendas después de la impresión. Las tintas plastisol se recomiendan para imprimir sobre telas de colores. En telas más claras, el plastisol es extremadamente opaco y puede conservar una imagen brillante durante muchos años con el cuidado adecuado.

Las tintas de plastisol no se secan, sino que deben curarse. El curado se puede realizar con un secador instantáneo o con cualquier horno. La mayoría de los plastisoles necesitan alcanzar una temperatura de aproximadamente 180 grados Celsius (350 Fahrenheit) para curarse por completo. El plastisol tiende a asentarse sobre la tela en lugar de empapar las fibras, lo que le da a la impresión una textura plastificada y elevada. Otras tintas pueden producir una sensación más suave. También se utiliza para impresiones de alta densidad (HD). En este proceso, se aplican varias capas de tinta, con un paso de curado entre cada capa. [2]

Moldeo por soplado

El plastisol se utiliza para el moldeo por soplado o colada por soplado , una forma de colada por centrifugado que es más compleja que la colada simple con resina , pero menos costosa y menos sofisticada que el moldeo por inyección utilizado para la mayoría de los productos plásticos. Implica moldes de metal que se llenan con plastisol líquido. Cuando se llenan las cavidades abiertas del molde, el molde se hace girar en una centrífuga de alta velocidad para forzar el vinilo líquido hacia los detalles finos del interior del molde. Luego, el molde de metal se coloca en una solución de calentamiento, generalmente una sal industrial calentada a aproximadamente 204 °C (400 °F). El vinilo líquido se cuece durante unos segundos. Luego, el molde se retira de la solución de calentamiento y se vierte el líquido restante. Esto deja una fina capa de vinilo en el interior del molde de metal. Luego, el molde se vuelve a colocar en la solución de calentamiento durante tres o cuatro minutos para curar. Después del curado, el molde se retira nuevamente de la solución de calentamiento, se enfría con agua y se coloca en una rejilla. Mientras la pieza de vinilo todavía está caliente en el molde, es muy flexible y se puede sacar del molde con unos alicates. Cuando las piezas se enfrían, se vuelven rígidas y están listas para el ensamblaje.

Los moldes de metal permiten producir una cantidad ilimitada de piezas fundidas. A diferencia de los moldes flexibles que se utilizan para la fundición de resina, los moldes de metal no se ven afectados negativamente por el calor. Los moldes de metal permiten agrupar varias piezas en una cavidad de molde y varias cavidades de molde en un molde para una producción más rápida.

Combustibles sólidos para cohetes

Los propulsores sólidos de plastisol de PVC para cohetes consisten en un oxidante , como perclorato de amonio , unido con plastisol de PVC, con aditivos opcionales como combustibles metálicos ( polvo de aluminio o magnesio ) y modificadores de la velocidad de combustión como cromita de cobre u oxamida . Por ejemplo, el "Arcite estándar" fabricado por Atlantic Research Corporation contiene un 75 % de perclorato de amonio, un 12,5 % de PVC y un 12,5 % de sebacato de dibutilo . La composición se mezcla bien, se vierte en el molde y luego se calienta a la temperatura de curado del plastisol hasta que todas las partes del grano propulsor se curan uniformemente. El grano curado se puede mecanizar como cualquier pieza de PVC. [3]

Los propulsores de plastisol de PVC fueron desarrollados por la Atlantic Research Corporation y se utilizaron ampliamente en los años 1950 y 1960 en varios motores de cohetes sólidos . Ejemplos notables incluyen el cohete sonda Arcas , los MANPADS FIM-43 Redeye y el motor sustentador del RIM-2 Terrier . [3] Posteriormente fueron reemplazados por propulsores compuestos con aglutinantes elastoméricos , que tienen las ventajas de curarse a temperaturas más bajas y elasticidad. [4]

El proceso plastisol se utiliza para unir polímeros con combustibles metálicos o metaloides y un oxidante líquido, creando un propulsor sólido eléctrico . Esta sustancia puede encenderse y apagarse mediante un impulso eléctrico, lo que proporciona una propulsión pulsada de cohetes. Con una frecuencia de pulso alcanzable que alcanza los 60 Hz (60 ciclos de encendido/extinción por segundo), el empuje de estos propulsores se puede controlar con precisión; combinado con posibles dimensiones minúsculas, seguridad y baja complejidad, los hace utilizables como propulsores del sistema de control de reacción (RCS) de nanosatélites como el CubeSat . [5]

Arcilla polimérica

El plastisol no curado se utiliza como arcilla polimérica ( " Fimo " ), una variedad de arcillas para modelar .

Vehículos de carretera

El plastisol se ha utilizado de forma limitada como material para la construcción de vehículos ligeros de carretera. El minibús Optare Bonito , lanzado en 2012, fue la primera aplicación comercial generalizada de plastisol en la construcción de un vehículo de carretera, aunque no logró ventas. El uso de plastisol en la construcción de vehículos de carretera sigue siendo extremadamente limitado a fecha de 2019.

Cebos de pesca de plástico blando

El plastisol se utiliza en la fabricación de cebos de plástico blando . El plastisol líquido se combina con diversos pigmentos, brillos y polvos y luego se inyecta en moldes de aluminio para formar cebos blandos eficaces para capturar diversas especies de peces.

Referencias

  1. ^ Schey, JA "Introducción a los procesos de fabricación", The McGraw-Hill Companies (3.ª edición, 2000). Página 555.
  2. ^ Serigrafía de alta densidad
  3. ^ ab Rumbel, KE (1969). "Propulsores de plastisol de poli(cloruro de vinilo)". En Boyars, C.; Klager, K. (eds.). Fabricación, riesgos y pruebas de propelentes . Avances en química. Vol. 88. Washington, DC: American Chemical Society. págs. 36–66. doi :10.1021/ba-1969-0088.ch003. ISBN. 978-0-8412-0089-0.
  4. ^ Davenas, A. (noviembre de 2003). "Desarrollo de propulsores sólidos modernos". Journal of Propulsion and Power . 19 (6): 1108–1128. doi :10.2514/2.6947. ISSN  0748-4658.
  5. ^ W. Sawka, M. McPherson "Propulsores sólidos eléctricos: una tecnología segura de propulsión micro a macro" 49.ª Conferencia conjunta sobre propulsión AIAA/ASME/SAE/ASEE, 14 a 17 de julio de 2013, San José, California. Recuperado el 1 de julio de 2016