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Capítulo 1
Introducción Histórica a los Plásticos
Introducción
Resulta bastante difícil imaginar una vida sin
plásticos. Las actividades cotidianas giran en torno
a artículos de plásticos como jarras de leche, gafas,
teléfonos, medias de nilón, automóviles, cintas de
video. Sin embargo, hace cien años escasos, el
plástico que hoy en día nos parece tan normal no
existía. Mucho antes del desarrollo de los plásticos
comerciales, algunos materiales existentes
presentaban características singulares. Los había
resistentes, traslucidos, ligeros y moldeables, pero
muy pocos combinaban a un tiempo estas
propiedades. En la actualidad, estos materiales se
denominan plásticos naturales y constituyen el
punto de partida en la historia de los materiales
plásticos.
En este capítulo se proporcionara información
sobre las ventajas de los primeros plásticos y las
dificultades que suponía su fabricación. Se
presentan en él materiales y tratamientos
modernos dentro de un contexto histórico, sin
olvidar tampoco la poderosa influencia que
ejercieron los pioneros en la industria de los
plásticos.
En este capítulo se tratara:
I. Plásticos naturales
A. Asta natural
B. Goma laca
C. Gutapercha
II. Primeros materiales naturales modificados
A. Caucho
B. Celuloide
III. Primeros polímeros sintéticos
IV. Plásticos sintéticos comerciales
Plásticos Naturales
El punto de partida para esta sección se entronca
en el Medievo. En la edad media, los apellidos (los
segundos nombres) indicaban el oficio. Todavía hoy
muchos de ellos se pueden reconocer fácilmente.
Es evidente la referencia a la ocupación en apellidos
como Herrero, Panadero, Carpintero, Tejedor,
Sastre, Carrtero, Barbero, Granjero y Cazador.
Menos acostumbrados estamos a relacionar el
origen de la profesión con otros nombres como
Abatanador, Alabardero, Tonelero y Astero.
Little Jack Horner
Sat in corner,
Eating his Christmas pie:
He put in this thumb
And pulled out plum,
And said, «What a good boy am I».
[El joven Jack Horner / sentado estaba al sol /
comiendo su turrón. / Con el pulgar, de la boca /
una almendra se sacó / «¡Cuánto valgo!», se ufanó.]
Se puede deducir de este poema que Jack no
estaba hambriento ni era pobre, ni tampoco tenía
que compartir su festín de Navidad con otros
miembros de la familia. Disfrutaba del banquete
especial en solitario. Es evidente que el padre de
Jack tenía sueldo holgado. ¿Qué hacia el padre de
Jack y, quizá, su abuelo? Trabajaba el cuerno, era
alguien que fabricaba pequeños objetos con
cuernos, pezuñas y, en ocasiones, concha de
tortuga.
La reacción típica ante este tipo de oficio era
rebajarla por pintoresca, insignificante o
desagradable. El objeto de su artesanía olía mal, y
solía resultar molesto. Hoy en día, solo es posible
encontrar trabajadores del cuerno en peculiares
museos de artesanía costumbrista. Sin embargo, la
artesanía del asta natural no es irrelevante en
absoluto para la industria de los plásticos. Las
propiedades únicas del cuerno inspiraron la
búsqueda de sustitutos. El afán por conseguir
cuerno sintético condujo a los primeros plásticos y
supuso, en definitiva, el nacimiento de su moderna
industria.
Asta natural
Cucharas, peines y faroles son algunos de los
objetos cotidianos que hacían los trabajadores del
cuerno (asteros) en Europa durante la edad media.
Las cucharas de asta natural eran ligeras y
resistentes. No se oxidaban ni se corroían, ni
tampoco impartían un sabor desagradable a la
comida. Los peines de cuerno eran flexibles, suaves,
brillantes y muchas veces decorativos. En los
faroles se aprovechaban las propiedades
Fig. 1-1. Las ventanas de este farol están hechas con asta natural. (De la colección de Henry Ford Museum and Greenfield Village).
translúcidas del asta, tal como se puede observar
en la figura 1-1. Por otra parte, se doblaban sin
romperse y resistían cierto impacto. Ningún otro
material proporcionaba esta combinación de
características.
La fabricación de objetos utilitarios a partir de
polímeros naturales no parte del Medievo. Una de
las aplicaciones más antiguas del cuerno data de la
época de los faraones de Egipto. Aproximadamente
en el año 2000 a.C, los antiguos artesanos egipcios
formaban ornamentos y utensilios para la comida
ablandando caparazones de tortuga en aceites
calientes. Una vez que la concha era
suficientemente flexible, la moldeaban prensándola
hasta conseguir la forma deseada. Desbarbaban los
rebordes, lijaban las conchas y finalmente las pulían
para conseguir brillo con polvos finos.
Los antepasados de Jack Horner trabajaban de un
modo similar a los antiguos egipcios. Ablandaban
Fig. 1-2. Este peine de concha de tortuga perfectamente conservado solo tiene una pua rota (De la colección de Henry Ford Museum and Greenfield Village).
piezas de asta de vaca en baños de agua hirviendo
o sumergiéndolas en soluciones alcalinas, y después
las prensaban hasta conseguir formas planas. A
veces, rebanaban los estratos del cuerno por las
líneas de crecimiento para conseguir láminas finas.
Si se necesitaban piezas más gruesas, soldaban
varias láminas delgadas. Una vez que se conseguía
el grosor deseado, se embutían en moldes para
crear una forma útil. En ocasiones, se teñían las
piezas para darles el aspecto de las apreciadas
conchas de tortuga. Dos de los objetos referidos
revisten una especial importancia en esta
descripción histórica, pues implican técnicas
diferentes: los peines y los botones.
Peines. Algunos trabajadores del cuerno ingleses
emigraron a las colonias americanas y fundaron allí
pequeños negocios. En torno a 1760, se habían
establecido ya sólidamente en Massachusetts. La
localidad de Leominster, en Massachusetts, se
convirtió en uno de los centros de la industria del
peine y fue rebautizada por ello ‘la cuidad del
peine’.
En las fábricas de peines, los artesanos aserraban
longitudinalmente las piezas de asta en diferentes
tamaños, tallaban las púas, limaban los bordes
salientes, teñían y pulían los peines. El último paso
era doblarlos. Con un forma de madera perfilada
conseguían combar un peine blando
manteniéndolo así hasta que se enfriara.
En la figura 1-2 se muestra una fotografía de un
peine hecho de concha de tortuga. Como se puede
apreciar, algunas púas están ligeramente
deformadas. Incluso en los peines en los que más
cuidado se ponía, era frecuente que se rompieran
las púas delgadas. También se observa que el peine
es liso. Normalmente, no se incrustaban motivos
artísticos, ya que ni la concha ni el cuerno se
funden fácilmente.
Si bien los fabricantes de peines de Massachusetts
desarrollaron máquinas para mecanizar la
fabricación, no fueron capaces de conseguir una
producción estable. El fracaso no debe achacarse a
las maquinas, sino al material. Las grapas de
sujeción y los movimientos de la cortadora exigían
piezas planas y uniformes,. El cuerno no era plano
ni uniforme, ni en tamaño ni en flexibilidad.
La falta de consistencia dimensional y la escasa
«fluidez» del cuerno animó a los fabricantes de
peines a buscar sustitutos. El desperdicio implícito
en la forma del asta fue un motivo más que
favoreció el interés por otras alternativas.
Botones. Los fabricantes de botones de cuerno se
enfrentaban a problemas de otra índole. Los
prácticos botones planos se moldeaban a partir de
piezas de asta natural, cortadas en fichas de
tamaños determinados y, luego, se prensaban en
moldes calentados. No obstante, los client4es
también pedían botones decorativos como
complemento de elegantes atuendos. Durante
siglos se habían usado botones de marfil tallados a
mano, pero eran caros y de una sola pieza. Si se
quería incluir incrustaciones y motivos en relieve, el
material de moldeo debía fluir fácilmente en el
molde. Para conseguir esta fluidez, los asteros
desarrollaron polvos de moldeado de asta
triturada. Los botones de asta estaban hechos
frecuentemente con pezuña de vaca triturada,
teñida con una solución acuosa. Se vertía el polvo
de cuerno en los moldes y después se comprimía o
se laminaba en hojas. Se cortaban las hojas en
pequeñas fichas planas con pequeñas herramientas
similares a los cuchillos de cocina. Después se
prensaban estas piezas planas en un molde para
conseguir superficies en tres dimensiones. En la
figura 1-3 se muestran dos botones de cuerno, uno
de ellos con un vistoso relieve.
Los botones no requerían propiedades físicas muy
especiales. Eran suficientemente gruesos como
para mostrarse resistentes y carecían de púas
frágiles. Lo que impulso a investigar nuevas
alternativas fue el propio trabajo del cuerno. La
extracción de la masa de tejido y la limpieza de la
membrana viscosa del interior del cuerno eran
tareas sucias que estaban asociadas con los fuertes
olores de los cuernos heridos. Cuando se descubrió
la disponibilidad de la goma laca, los trabajadores
del cuerno evaluaron atentamente sus
propiedades.
Goma Laca
Cuando Marco Polo regreso a Europa de su viaje a
Asia en torno al año 1290, trajo consigo la goma
laca. La había encontrado en la India, donde la
gente la había usado durante siglos. Los indios
habían descubierto las propiedades únicas de un
polímero natural cuyo origen eran los insectos y no
las astas de un animal.
El insecto que producía dicho polímero era una
pequeña chinche llamada lac, originaria de la India
y el sudeste de Asia. La hembra de esta chinche
inserta el aguijón en los brotes o las ramas
pequeñas de los árboles, se alimenta de la savia
que extrae de la planta invadida y exuda un líquido
espeso que se seca lentamente. A medida que
crece el depósito de líquido endurecido, el insecto
queda inmovilizado. Después de que el macho
fertiliza a la hembra, aumenta las secreciones de
jugo hasta que, finalmente, queda cubierta
totalmente.
Dentro de este depósito pone cientos de huevos y
finalmente muere. Cuando se rompen los huevos,
las larvas se abren paso por la cubierta para salir y
repetir el ciclo.
La secreción endurecida tiene propiedades únicas.
Cuando se limpia, se disuelve en alcohol y se aplica
sobre una superficie, produce un recubrimiento
brillante, casi transparente. La voz inglesa de la
goma laca, shellac, es muy descriptiva, ya que se
refiere a la concha (Shell) de la chinche lac. Además
de servir como recubrimiento protector para
muebles y suelos, la goma laca sólida es moldeable.
Con calor y presión, este material puede fluir por
los intersticios de moldes con complicados detalles.
Como la goma laca era frágil y poco resistente, se
desarrollaron compuestos que contenían varias
fibras para dar cierto grado de dureza a los
moldeados. Uno de los primeros productos que se
obtuvo con goma laca moldeada fue el estuche de
daguerrotipos, como el que se presenta en la figura
1-4. Su fabricación en los Estados Unidos comenzó
en torno a 1852.
Además de estos estuches, se moldeaban con goma
laca botones, pomos y aislantes eléctricos. Para
1870, se había establecido la actividad del moldeo
con goma laca. Esta actividad fue impulsada
enormemente con los discos del fonógrafo hechos
de goma laca. Con los materiales de moldeo de
goma laca se podían señalar con precisión los finos
surcos necesarios para reproducir el sonido. Las
piezas de goma laca mantuvieron su rango en la
floreciente industria de los plásticos hasta 1930,
momento en que los plásticos sintéticos superaron
definitivamente sus cualidades.
Las apreciadas características de este material
vieron ensombrecidas por varios efectos. La
cantidad y la cualidad de las cosechas de laca eran
obra de insectos parásitos, las lluvias tropicales, las
variaciones de temperatura, los vientos cálidos y
Fig. 1-3. En estos botones negros de asta natural, se puede observar el relieve en tres dimensiones, posible con los compuestos de moldeo de cuerno (De la colección de Evelyn Gibbons).
una región geográfica muy concreta, la India. En
épocas de sequía, los granjeros recogían las ramas
donde se hospedaban los insectos vivos para poner
sus huevos. Los almacenaban en fosas y trataban
de mantener húmedos los palos y las ramas con
agua fría. La alternativa a esta trabajosa tarea era la
desaparición del caldo de cultivo de lac.
En condiciones normales, los granjeros recogían las
ramas incrustadas una vez que la larva abandonaba
el depósito protector. Después, rascaban para
desprender el residuo endurecido y lo limpiaban. El
lavado no era un tratamiento sencillo, debido a la
arena, la suciedad, los cuerpos de lac muertos, las
hojas y las fibras de madera.
Una vez que la goma laca estaba preparada para su
aplicación como recubrimiento o polvo de
moldeado, los problemas persistían. El más
importante era la absorción de humedad. Si un
molde o un recubrimiento de goma laca se moja, se
absorbe agua. Cuando se sumerge durante 48
horas, absorbe hasta un 20% de agua y adquiere un
tono blancuzco. En los muebles antiguos se forman
anillos de agua como los causados por
Fig. 1-4. Este estuche de daguerrotipos, moldeado en torno a 1855, contiene goma laca y serrín. Los detalles son excepcionales.
condensación en los recipientes que tiene agua con
hielo. La goma laca también absorbe la humedad de
la atmosfera. En entornos muy húmedos, esta
absorción será suficiente para blanquear los
acabados de goma laca. En los moldeados, la
absorción de humedad se traducirá incluso en
fracturas. También en las formas estables, como
son los botones, se producirán grietas por la
captación de humedad.
El color de la goma laca no era sólido. Los tonos
más habituales, amarillo y naranja, dependían del
tipo de árbol que infestaba el lac. Para obtener
goma laca blanca, se aplicaban lixiviaciones con
cloro para aclarar el color natural. No obstante, el
tratamiento de lixiviado afectaba también a su
solubilidad en alcohol. La goma laca lixiviada
experimentaba coalescencia, formando a menudo
un terrón gomoso e inservible.
Otro de los problemas estaba relacionado con el
envejecimiento. Los acabados y moldeados de
goma laca se oscurecían con el tiempo. La goma
laca vieja se hacía insoluble en alcohol. Los remates
de goma laca almacenados en latas de acero
absorbían también el hierro, de manera que el
acabado quedaba gris o negro.
Esta serie de problemas impulso a los fabricantes a
buscar materiales alternativos. Durante las décadas
de 1920 y 1930, se empezó a sustituir la goma laca
por nuevos plásticos. Como reacción, los
productores de goma laca trataron de mejorar sus
características. Dado que la goma laca contenía
varios polímeros, propusieron la separación de la
porción más deseable por destilación fraccionada.
La tentativa no dio como resultado un material que
pudiera resistir la competencia con los plásticos
sintéticos.
Gutapercha
La gutapercha es un polímero natural con
propiedades llamativas. Procede de los arboles
Palaquium gutta originarios de la península de
Malasia. En 184, William Montgomerie informo de
que, en este territorio, se utilizaba gutapercha para
fabricar mangos de cuchillos. El material se
ablandaba en agua caliente y después se moldeaba
por presión manual hasta conseguir la forma
deseada. Su informe despertó el interés por el
material y condujo al nacimiento de la Gutta Percha
Company, que se mantuvo activa hasta 1930. Esta
empresa se dedicaba a la fabricación de artículos
moldeados.
Las características de la gutapercha con poco
habituales. a temperatura ambiente se solidifica.
Aunque se abolla, no se rompe fácilmente. Cuando
se calienta, se puede estirar en tiras largas que no
rebotan como el caucho. La gutapercha es inerte y
resiste el vulcanizado. Su inercia ante el ataque de
productos químicos la convirtió en un excelente
aislante para cables y conductores eléctricos.
Cuando se arrollaban tiras largas estiradas de
gutapercha alrededor de un alambre de forma
apretada, el cable resultante era flexible e
impermeable al agua y al ataque químico.
El primer cable telegráfico bajo el agua logro cruzar
el canal de la Mancha desde de Dover a Calais. Su
éxito se debió al aislamiento con gutapercha. En los
Estados Unidos, la Morse Telegraph Company
extendió un cable aislado con gutapercha a través
del fondo del rio Hudson en 1849. La gutapercha
sirvió así mismo para proteger el primer cable
transatlántico, que se tendió en 1866. La figura 1-5
se muestra el uso de la gutapercha en el primer
cable transatlántico.
Al igual que otros materiales naturales, la
gutapercha era poco sólida. Al contaminarse, se
creaban en el aislamiento zonas con una menor
resistencia a la electricidad. Dichas superficies
terminaban por perder la capacidad de aislamiento,
produciendo así una reducción de la vida del
circuito eléctrico. A pesar de estos problemas, no
fue superada como material aislante hasta que no
empezaron a desarrollarse los plásticos sintéticos
en las décadas de 1920 y 1930. Solo entonces
decayó la importancia de gutapercha en las
aplicaciones eléctricas.
Primeros materiales naturales modificados
La recolección, recuperación o purificación de
pasticos naturales era complicada. El uso de estos
materiales en los procesos de fabricación resultaba
difícil. Prácticamente, cualquier material que
tuviera potencial como sustituto del asta natural o
de la goma laca era objeto de atención. Muchos
materiales constituyeron un rotundo fracaso. Otros,
no servía en su estado natural pero resultaron
útiles tras su alteración química.
La caseína, material obtenido del suero de la leche,
pareció tener cierto valor como cuerno artificial. Se
trituraba hasta obtener un polvo de la cuajada de la
leche seca, se formaba una pasta con agua y se
moldeaba la más resultante dándola diversas
formas. No obstante, la tentativa no estaba exenta
de problemas, ya que los artículos moldeados se
disolvían al mojarse, la caseína no constituyo un
rival significativo del cuerno hasta 1897. En aquel
año, un impresor alema, Adolf Spitteler descubrió
como endurecer la masa de la caseína con
formaldehido. La caseína endurecida fue bautizada
como galalita, que significa piedra láctea. Se
trataba de un plástico moldeable para fabricar
botones, mangos de paraguas y otros objetos
pequeños.
La importancia de la galalita es la de servir como
ejemplo de un grupo de materiales de origen
natural que llegan a ser útiles para la fabricación
únicamente después de su modificación química.
Uno de los primeros materiales más sobresalientes
dentro de esta categoría es el caucho.
Caucho
El caucho natural, también denominado goma de
caucho, es un látex natural que se encuentra en
savia o jugo de muchas plantas y árboles. El líquido
blanco y pegajoso de la planta algodoncillo tiene un
rico contenido en látex.
Fig. 1-5. El primer cable trasatlántico tenía un diámetro global de 1,57 cm y contenía aproximadamente 450 g. de gutapercha por cada 7 metro de cable. La cantidad de gutapercha utilizada para todo el cable fue de más de 260 toneladas.
Existen también diversos árboles que producen
látex natural en grandes cantidades. Para
simplificar la producción de caucho, se cultivó
Hevea brasiliensis, un prolífico productor de
látex, en extensas plantaciones en la India. En
comparación con la gutapercha, el caucho
natural tenía poca importancia a nivel industrial.
Es muy sensible a la temperatura, en condiciones
climatológicas cálidas se ablanda y, a una
temperatura ambiente fría, queda rígido. En una
de sus primeras aplicaciones, se utilizó goma de
caucho en los tejidos impermeables.
Charles Macintosh obtuvo una patente sobre
tejidos impermeables en 1823. Opto por prensar
una capa de caucho entre dos piezas de tela,
resolviendo así un problema. A temperaturas
templadas, la goma de caucho es pegajosa, pero
al colocar el caucho entre dos piezas de tela se
evitaba su tacto gomoso. Se fabricaron entonces
algunas chaquetas impermeables, las llamadas
Macintosh, que se toparon, no obstante, con los
mismos problemas que la goma de caucho. En
clima frio, las chaquetas se envaraban y
agrietaban con frecuencia. Cuando hacía calor, se
derretían. Además de quedar pegajosa con el
calor, la goma de caucho se descomponía con
facilidad desprendiendo olores intensos y
desagradables. En 1839, Charles Goodyear
descubrió que la combinación de azufre en polvo
con caucho mejoraba enormemente sus
características. No fue este un hallazgo casual.
Goodyear invirtió años tratando de alterar la
goma de caucho. Probo a mezclarla con tinta,
aceite de ricino, jabón y hasta con queso
cremoso. Finalmente, combino la goma de
caucho con azufre en polvo y calentó la mezcla.
El caucho resultante era más resistente y duro,
menos sensible a las temperaturas y más elástico
que el original. Aprendió así a vulcanizar la goma
de caucho. Al incluir pequeñas cantidades de
azufre se obtenía un caucho flexible. Con
cantidades grandes de azufre, hasta un 50%, se
producía ebonita, un caucho que se hacía añicos
como el vidrio.
En 1844, Goodyear recibió la patente americana
de su descubrimiento. Tuvo la esperanza de que
un gran stand en la Exposición Universal de
Londres de 1851 le abriría el camino hacia la
riqueza. Goodyear puso todo su empeño para
exhibir su hallazgo, en la que fuera llamada Corte
de Vulcanita. Sus paredes, techo y mobiliario
estaban hechos con caucho. En la muestra se
exponían peines, botones, botes y mangos de
cuchillo moldeados con caucho duro. Entre los
objetos de caucho flexible se incluían globos de
goma y una balsa. Goodyear participó también
en la Exposición Universal de Paris en 1855. Allí
presento muestras de cables eléctricos aislados
con caucho duro, juguetes, equipo deportivo,
placas dentales, equipo telegráfico y bolígrafos.
Estas muestras convencieron a muchos de que el
caucho vulcanizado encerraba un inmenso
potencial comercial. Sin embargo, antes de poder
enriquecerse personalmente con su idea,
Goodyear murió en el año de 1860. No vivió para
ser testigo del auge de la industria del caucho,
que fue espectacular durante la guerra civil de los
Estados Unidos. Durante aquel periodo, el
ejército de la Unión adquirió productos de
caucho por un valor equivalente a 27 millones de
dólares. La Goodyear Company pasó a ocupar la
primera línea de la incipiente industria del
caucho.
Los asteros estaban especialmente interesados
en el caucho duro como sustituto del asta
natural. En Inglaterra, los fabricantes de peines
compraron toneladas de caucho duro, que
preferían al cuerno o a la concha de tortuga
porque no se desperdiciaba tanto material.
Sin embargo, aunque la cantidad de residuos era
menor, el aspecto del caucho no ofrecía ninguna
ventaja. Aquel material con tanta carga de azufre
era en general negro o marrón oscuro. No podía,
con ello, reemplazar a muchos de los productos
de asta natural que imitaban al carey o al marfil.
Las limitaciones relacionadas con su aspecto
impidieron que la ebonita barriera a os demás
materiales.
El caucho vulcanizado fue uno de los primeros
polímeros naturales modificados. Sin
vulcanización, la goma de caucho, presentaba
una utilidad limitada. El caucho vulcanizado, a la
vez flexible y duro, se convirtió en cambio en un
importante material.
Celuloide
Para obtener el celuloide, se sometía la celulosa
en forma de hilas de algodón a una serie de
modificaciones químicas. Una de las alteraciones
consistía en convertir el algodón en nitrocelulosa.
En 1846, el químico suizo C.F. Schönbein
descubrió que una combinación de ácido nítrico y
ácido sulfúrico transformaba en explosivo al
algodón. La nitrocelulosa explosiva ésta
altamente nitrada. La celulosa moderadamente
nitrada no es explosiva, pero resulta útil en otros
sentidos.
La celulosa moderadamente nitrada se denomina
piroxilina, un material que se disuelve en varios
disolventes orgánicos. Cuando se aplica sobre
una superficie, se evaporan los disolventes,
quedando una fina capa transparente. Dicha
película se denominó colodión. El uso de colodión
se extendió cada vez más como vehículo para
materiales fotosensibles. Cualquiera que esté
familiarizado con los procesos fotográficos que se
estilaban en las décadas de 1950 y 1960, habrá
visto colodión seco. Al secarse una capa espesa
de colodión, el material resultante quedaba duro,
era resistente al agua, elástico en cierto grado y
muy similar al asta natural.
Alexander Parkes, un hombre de negocios inglés,
dedico todo su esfuerzo a conseguir el desarrollo
del colodión como material industrial. Parkes
vivía en Birmingham, Inglaterra, y contaba con
una considerable experiencia en la manipulación
de polímeros naturales. Había trabajado con
goma de caucho, gutapercha y caucho tratado
químicamente. Era consciente de las propiedades
de los plásticos naturales y de sus limitaciones.
En 1862 anunció un nuevo material, al que llamo
parquesina.
Aseguraba que se trataba de una sustancia que
«compartía en gran medida las propiedades del
marfil, la concha de tortuga, el asta natural, la
madera dura, el caucho de la India, la
gutapercha, etc., y que habría de sustituir hasta
un punto considerable a dichos materiales…».
Fundó una empresa en 1866 para vender su
nuevo material, pero sus expectativas no se
ajustaron a la realidad. Al mezclar piroxilina con
diversos aceites densos, empleo distintos
disolventes. Cuando se evaporan los disolventes,
el nuevo plástico se contraía en exceso. Los
peines se deformaban y se retorcían tanto que
quedaban inservibles. Así que los compradores
no se agolparon a su puerta para adquirir el
nuevo material, sino todo lo contrario; su
empresa fracaso al cabo de dos años. Este revés
no disuadió a otros para tratar de convertir el
colodión endurecido en un material industrial.
Un americano, Jhon W. Hyatt, también dirigió su
atención a la cuestión. En 1863 se propuso
conquistar una recompensa de 10.000 dólares
que se ofrecía a quien supiera encontrar una
alternativa a las bolas de billar de marfil. Hyatt
fabricó unas cuantas bolas de billar de goma laca
y de pulpa de madera, con materiales similares a
los utilizados para los estuches de daguerrotipos.
Como sustitutos dejaban que desear, ya que
carecían de la elasticidad del marfil.
Se empeñó entonces en conseguir un material
solido a partir de piroxilina. En 1870, patento un
proceso para la obtención de un nuevo material,
al que llamo celuloide. Para ello mezclo piroxilina
en polvo con goma de alcanfor pulverizada. Para
dispersar uniformemente los polvos, humedeció
la mezcla. Después, separo el agua absorbiéndola
con papel secante, coloco el material en un
Fig. 1-6. En esta máquina se seccionaban las láminas de celuloide a partir de bloques grandes. El bloque que aquí se
ve presenta vetas de varios colores para imitar a la concha de tortuga. (Montanto Chemical Company.)
molde, que para entonces era ya un bloque
frágil, lo calentó y lo prenso. El resultado fue un
bloque de material completamente uniforme,
que se podía utilizar como compuesto para
moldeo, aunque normalmente se seccionaba en
láminas, que requerían aclimatación para
eliminar el agua residual. En la figura 1-6, se
muestra el seccionado de un bloque grande de
celuloide en láminas.
John y su hermano, Isiah S. Hyatt, fundaron
unas cuantas empresas para aplicar su material.
La primera fue la Albany Dental Plate Company,
creada en 1870. La Albany Billiard Ball Company
fue su segunda tentativa. En ambos casos, las
aplicaciones por las que optaron para el
celuloide fracasaron. As placas dentales fueron
una elección poco afortunada, ya que sabían a
alcanfor. Algunas placas se ablandaban,
abarquillaban o descascarillaban. No eran ni en
lo más mínimo mejores que las hechas de
caucho duro y no llegaron a suponer una
amenaza seria para ellas en el mercado. Las
bolas de billar de celuloide, representadas en la
figura 1-7, presentaban los mismos
inconvenientes que las de goma laca. La
empresa de Hyatt abandono finalmente el
celuloide a favor de la gutapercha.
El celuloide era un buen sustituto del asta
natural. Podía imitar fácilmente al marfil, a la
concha de tortuga y al cuerno. Significo por ello
un éxito comercial, y la Celluloid Manufacturing
Company supuso sustanciales ganancias para los
Hyatt. Hacia 1874 se pudo disponer de peines y
espejos de celuloide. Entre 1890 y 1910, los
fabricantes de Leominster, Massachusetts, se
pasaron prácticamente al celuloide como único
material. En la figura 1-8, se muestran estos
productos.
En lugar de tratar de monopolizar la fabricación
del celuloide, los hermanos Hyatt concedieron
la licencia para el uso de su material a una serie
de empresas. Entre 1873 y 1880, se crearon
filiales como la Celluloid Harness Trimming
Company, la Celluloid Novelty Company, la
Celluloid Waterproof Cuff and Collar Company,
la Celluloid Fancy Goods Company, la Celluloid
Piano Key Company y la Celluloid Surgical
Instrument Company. Todo ello era indicativo
de que los productos con base de celuloide eran
por lo general artículos pequeños relacionados
con la ropa y la moda.
El celuloide no resultaba adecuado para la
mayoría de las aplicaciones industriales. Uno de
los ejemplos de su fracaso en el mercado de
materiales técnicos se produjo en los cristales
de seguridad. Al colocar capas de celuloide
entre dos piezas de vidrio se obtenían cristales
de seguridad para automóviles; sin embargo, la
exposición a la luz solar causaba amarilleo y
deterioro. A pesar de ello, el celuloide si
satisfacía las necesidades de una importante
aplicación que nunca habría podido ser cubierta
con el marfil, la concha de tortuga, el asta
natural o el caucho duro: las películas
fotográficas.
Hacia 1895, ya había quien podía disfrutar de
películas cinematográficas en rollos de
celuloide. El celuloide hizo posible la aparición
Fig. 1-7. Bola de billar de Hyatt, uno de los primeros
productos de celuloide. (Celeanse Plastic Materials
Co.)
de las primeras películas mudas y las famosas
estrellas del cine. El mayor problema que
presentaba, sin embargo, era su inflamabilidad.
Los arcos con electrodos de carbón
proporcionaban luz para la proyección, pero
cuando los rollos se atascaban en el proyector,
el calor intenso provocaba la ignición de la
película. En los desastrosos incendios que se
produjeron en los teatros perdieron la vida
cientos de personas. De todas formas, aquellas
muertes no limitaron el uso del celuloide para el
cine. Ningún otro material se equiparaba en
propiedades, hasta que se inventó una película
de seguridad en la década de 1930 que
constituyo el sustrato fotográfico que eliminaba
el peligro de incendio.
El consumo de celuloide creció hasta mediados
de los años 1920. No se podía moldear
fácilmente y se utilizaba sobre todo como
material de fabricación. Por esta razón, la goma
laca siguió dominando el moldeo de plástico. A
comienzos de la década de 1920, se emplearon
polímeros sintéticos más consistentes que
sustituyeron al celuloide en sus aplicaciones. Las
pelotas de ping-pong son uno de los pocos
productos que se siguen haciendo de celuloide.
Primeros plásticos sintéticos
El químico e investigador Dr. Leo H. Baekeland
dedicó su trabajo a la búsqueda de un sustituto
de la goma laca y el barniz. En junio de 1907,
mientras trabajaba sobre la reacción química
del fenol y formaldehído, descubrió un material
plástico al que llamo baquelita. El fenol y el
formaldehído provenían de compañías
químicas, no de la naturaleza, un hecho que
marco la principal diferencia entre la baquelita y
los plásticos naturales modificados.
En su cuaderno de anotaciones, Baekeland
afirmaba que, con ciertas mejoras, su material
podría «ser un sustituto del celuloide y el
caucho duro». Presento su hallazgo en la
sección neoyorquina de la American Chemical
Society en 1909, asegurando que la baquelita
sería un material excelente para fabricar bolas
de billar, ya que su elasticidad era muy similar a
la del marfil. Su empresa, la Genera Bakelite
Company, fue fundada en 1911. El uso de la
baquelita se extendió rápidamente y, en
contraposición con el celuloide, enseguida
encontró aplicación más allá de la moda y los
accesorios. Otras empresas empezaron a
producir materiales fenólicos, que son plásticos
semejantes a la baquelita. Para 1912, la Albany
Billiard Ball Company, fundada por J.W. Hyatt,
adoptó la baquelita para sus bolas de billar. En
1914, la Western Electric comenzó a utilizar
resinas fenólicas para auriculares de teléfono.
En ese mismo año, las cámaras Kodak
empleaban resinas fenólicas para las cubiertas.
Fig. 1-8. Peine y cepillo fabricados con celuloide en
1880 (Celeanse Plastic Materials Co.)
En 1916, Delco empezó a utilizar fenólicos para
las piezas moldea aislantes en sistemas
eléctricos de automóvil. Para 1918, existían
resinas fenólicas moldeadas en cientos de
piezas de automóvil. En la primera guerra
mundial, los sistemas de aviación y
comunicaciones empezaron a utilizar cada vez
mas piezas moldeadas con materiales fenólicos.
Aún no han quedado obsoletos. En 1991, la
industria de plásticos de los Estados Unidos
utilizaba 75 millones de kilogramos de
compuestos fenólicos. Con la baquelita
comenzó una nueva era para los plásticos.
Antes, los plásticos eran naturales, o
modificaciones químicas de materiales
naturales. Con la baquelita se demostró que era
posible reproducir en el laboratorio o la fábrica
lo que los insectos lac o los arboles de caucho
hacían en la naturaleza. De hecho, las
condiciones controladas en una fábrica dieron
paso a la producción de materiales más puros y
uniformes que cualquiera de los producidos a
partir de árboles, insectos o cuernos de
animales.
Plásticos sintéticos comerciales
La baquelita fue el primero de una larga y
extensa lista de plásticos nuevos que sigue
aumentando todavía hoy. En la siguiente lista
(tabla 1-1) se ofrece una cronología parcial del
desarrollo de los plásticos, los detalles sobre
muchos de estos materiales se exponen en los
apéndices E y F.
Resumen
Durante siglos, los plásticos naturales
combinaban las propiedades de ligereza,
solidez, resistencia al agua, traslucidez y
capacidad de moldeo. Su potencial era evidente
pero resultaba difícil reunir dichos materiales, o
se disponía de ellos únicamente en volúmenes o
tamaños limitados. En todo el mundo, se trató
de perfeccionar los plásticos naturales o buscar
sustitutos.
Con la obtención de plásticos naturales
modificados, se transformaba la materia prima
natural, como por ejemplo, las fibras de algodón
o la goma de caucho, en formas nuevas o
mejoradas. El celuloide superó al asta natural
en muchas de sus características. Sin embargo,
los materiales modificados seguían basándose
en fuentes naturales para la obtención del
ingrediente principal. Fue con el desarrollo de la
baquelita cuando resulto posible crear en una
fábrica un material capaz de competir con la
naturaleza. La baquelita dejaba abierta a puerta
para el desarrollo de multitud polímeros
sintéticos, muchos de ellos adaptados para
satisfacer requisitos específicos.
La investigación para el perfeccionamiento de
materiales continúa hoy en día. Muchas fibras
modernas son el resultado de pruebas para
crear seda artificial. Los materiales compuestos
se están imponiendo actualmente en
aplicaciones antes reservados a los metales. Las
posibilidades de los nuevos sustitutos parecen
infinitas.
Leo Baekeland previó el potencial sin límites de
los plásticos fenólicos y utilizó el símbolo de
infinito para representar sus usos. Dicho
símbolo se aplica hoy al futuro sin fronteras que
hacen realidad quienes dedican su esfuerzo a la
búsqueda y el uso de nuevos polímeros.
Vocabulario
A continuación, se ofrece un vocabulario de las
palabras que aparecen en este capítulo. Busque
en el glosario de apéndice A la definición de
aquellas que no comprenda en su acepción
relacionada con el plástico.
Baquelita Caseína celuloide Colodión Galalita Goma laca Gutapercha Laca Nitrocelulosa Parquesina Piroxilina Vulcanizar
Tabla 1-1 Cronología de los plásticos
Fecha Material Ejemplo
1868 Nitrato de celulosa Marcos de ventanas 1909 Fenol-Formaldehído Auricular de teléfono 1909 Moldeo en frio Pomos y mangos 1919 Caseína Agujas de tejer 1926 Alquido Bases eléctricas 1926 Anilina-Formaldehído Tablas de terminales 1927 Acetato de celulosa Cepillos de dientes, envases 1927 Policloruro de vinilo Impermeables 1929 Urea-Formadehído Instalaciones de luz 1935 Etil celulosa Cubiertas de linternas 1936 Acrílico Respaldo del cepillo 1936 Poliacetato de vinilo Revestimiento bombillas 1938 Acetato butirato de celulosa Mangueras 1938 Poliestireno o estireno Accesorios de cocina 1938 Nilón (poliamida) Engranajes 1938 Polivinil acetal Capa intermedia cristal de seguridad 1939 Policloruro de vinilideno Tapicería automóviles 1939 Melanina formaldehído Servicio de mesa 1942 Poliéster Casco de hidroavión 1942 Polietileno Botes compresibles 1943 Fluorocarbono Juntas industriales 1943 Silicona Aislantes de motor 1945 Propionato de celulosa Bolígrafos y plumas 1947 Epoxi Herramientas y plantillas 1948 Acrilonitrilo-butadieno estireno Maletas 1949 Alílico Conectores eléctricos 1954 Poliuretano o uretano Cojines de espuma 1956 Acetal Piezas de automóvil 1957 Polipropileno Cascos de seguridad 1957 Policarbonato Piezas de electrodomésticos 1959 Poliéter clorado Válvulas y accesorios 1962 Fenoxi Botellas 1962 Polialómero Caja de máquinas de escribir 1964 Ionómero Apliques cutáneos 1964 Óxido de polifenileno Cubiertas de batería 1964 Poliimida Conexiones 1964 Etileno-acetato de vinilo Chapado flexible de alto calibre 1965 Parileno Revestimientos aislantes 1965 Polisulfona Piezas para electricidad y electrónica 1965 Polimetilpenteno Bolsas de alimentos 1970 Poli(amida-imida) Películas 1970 Poliéster termoplástico Piezas para electricidad y electrónica 1972 Poliimidas termoplásticas Asiento de la válvula 1972 Perfluoroalcoxi Revestimientos 1972 Éter poliarílico Cascos de recreo 1973 Poliéter sulfona Pantallas de horno 1974 Poliésteres aromáticos Circuitos impresos 1974 Polibutileno Tuberías 1975 Resinas de barrera de nitrilo Envases 1976 Polifenilsulfona Componentes aeroespaciales 1978 Bismaleimida Circuitos impresos 1982 Polieterimida Recipientes para hornos 1983 Polieteréter cetona Revestimientos de cables 1983 Redes interpenetrantes (IPN) Mamparas de ducha 1983 Poliarilsulfona Tulipas de lámparas 1984 Poliimidasulfona Uniones de transmisión 1985 Policetona Piezas de motor automóvil 1985 Poliéter sulfonamida Levas 1985 Polímeros de cristal liquido Componentes electrónicos
