El futuro de los termoplásticos

Los termoplásticos están cambiando el mercado de los composites por su capacidad de reutilización y su sostenibilidad. Informes de Marketsandmarkets muestran proyecciones para el mercado de los composites termoplásticos que alcanzan los 36.000 millones de dólares en 2024. Kim Sjödahl, vicepresidente senior de I+D y Tecnología del fabricante global de composites Exel Composites, comenta lo siguiente sobre el auge de los termoplásticos.

Hay dos tipos principales de resinas que se emplean en la producción de compuestos: termoestables y termoplásticas. Las resinas termoestables son las más comunes, pero a medida que aumenta el uso de los composites está dando un impulso a la investigación en resinas termoplásticas.

Las resinas termoestables, como la epoxias o los poliésteres, son muy utilizadas en la producción de composites pues su baja viscosidad ayuda a conseguir buena penetración en la red de fibra. Esto permite el uso de más fibras e incrementa la resistencia del material compuesto final.

El proceso de una resina termoestable comienza con el proceso de pultrusión, con la inmersión de las fibras en resina para, a continuación, llevarlas a un molde en el que se les aplica calor. De este modo comienza la reacción de curado que convierte la resina líquida de bajo peso molecular en una estructura de red sólida tridimensional, fijando las fibras a esta red recién formada.

Dado que la mayoría de las reacciones de curado son exotérmicas, una vez que la reacción ha comenzado se propagará rápidamente, haciendo que la producción de termoestables sea fácilmente escalable. Una vez establecida, la estructura tridimensional fija la fibra y da al compuesto su resistencia y rigidez.

Los termoplásticos y los compuestos termoplásticos se utilizan desde hace algún tiempo, en particular en aplicaciones de fibras cortas. Ahora los termoplásticos están recibiendo una mayor atención debido a la mayor necesidad de aligerar peso sin perder estabilidad estructural, en particular en la industria del automóvil.

Un ejemplo concreto es el potencial que ofrece el uso de materiales compuestos para reducir el peso de los componentes internos de las puertas de los coches. De hecho, un destacado fabricante japonés de coches ha comenzado a rediseñar estos componentes internos con compuestos termoplásticos. Se calcula que este cambio de materiales podría reducir el peso de las puertas casi a la mitad.

El éxito de los termoplásticos en la industria de los materiales compuestos dependerá de la capacidad de las empresas para desarrollar productos y procesos que funcionen. Exel Composites, el mayor productor del mundo de compuestos de pultrusión y pullwinding termoestables, está listo para desarrollar su gama de termoplásticos.

La industria del automóvil no será la única en beneficiarse de la adopción de más resinas termoplásticas. En los nuevos aviones comerciales las piezas de compuestos constituyen a menudo el 50% de sus piezas.

Los compuestos termoplásticos podrían convertirse fácilmente en los puntales del mercado del transporte por muchas razones. Los componentes fabricados con este material se pueden soldar, reduciendo la necesidad de adhesivos, así como sobremoldear para producir geometrías avanzadas con propiedades mecánicas superiores en comparación con otros materiales.

La ventaja universal de las resinas termoplásticas es que pueden ablandarse y adoptar nuevas formas de manera ilimitada sin grandes pérdidas de propiedades físicas. Cuando un producto termoplástico llega al final de su vida útil, puede fundirse y adoptar nuevas formas para una nueva aplicación, reduciendo los residuos de materiales. Otras ventajas se encuentran en las propiedades físicas de los propios materiales, así como las nuevas aplicaciones potenciales en los ámbitos donde los termoestables no resultan adecuados.

Deberán llevarse a cabo nuevas investigaciones antes de que se generalice el uso de pultrusiones termoplásticas, en particular porque la mayoría de los métodos de producción se centran en las resinas termoestables y tendrán que adaptarse.

Las resinas termoplásticas muestran un gran potencial para producir composites fuertes y ligeros que sean fácilmente reciclables. Si bien no es el momento de abandonar el uso de termoestables probados y contrastados, conviene mantenerse atentos a los avances que se vayan produciendo en los termoplásticos, sobre todo cuando la sostenibilidad es una prioridad.