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Departamento de Educación Tecnológica. Tercera Unidad: Material de Apoyo Séptimo Básico.

Clasificación de los materiales. Continuando con el tema de las clasificaciones, les presento la primera parte de la información correspondiente a los materiales poliméricos. Plásticos Una materia es plástica, cuando se deforma bajo la acción de una fuerza y conserva la forma adquirida cuando cesa el esfuerzo. Industrialmente, cuando se habla de plásticos, se trata principalmente de materias plásticas sintéticas. Son materiales cuyo principal componente es un producto orgánico de peso molecular elevado (derivados del petróleo, carbón, gas natural, etc.), que en alguna etapa de su fabricación han adquirido la suficiente plasticidad para darles forma y obtener productos industriales tales como tubos, planchas, barras, etc., o piezas terminadas. Productos Industriales > Extrusión Piezas > Extrusión, Moldeo por compresión, Moldeo por inyección, Termo formado, Caldeado, Hilado, Colado, Moldeo por transferencia, Espumas, Mecanizado. Extrusión: El material caliente y fluido se hace pasar a través de orificios (troquel extruidor) que le dan la forma deseada. Moldeo por compresión: La materia prima plástica, en forma de polvo seco, se introduce en el molde, se la somete a presión y temperatura elevada, hasta que el material plástico que rellena el molde se solidifica. Este proceso es principalmente utilizado en plásticos termoestables. Moldeo por inyección: La materia prima se calienta en un cilindro de presión que inyecta la resina fundida, a través de una boquilla, en al cavidad de un molde provisto de un sistema de refrigeración que solidifica rápidamente en plástico inyectado; un sistema automático expulsa la pieza fuera del molde. Este procedimiento es de utilidad en el moldeo de materias termoplástico. Termo formado: Las hojas de polímero termoplástico que son calentadas hasta llegar a la región plástica se pueden conformar sobre un dado para producir diversos productos, tales como cartones para huevo y paneles decorativos. El conformado se puede efectuar utilizando dados, vacío y aire a presión. Calandrado: Consiste en verter plástico fundido en un juego de rodillos con una pequeña separación. Los rodillos, que pudieran estar grabados con algún dibujo, presionan al material y forman una hoja delgada del polímero, a menudo cloruro de polivinilo. Productos típicos de este método incluyen losetas de vinilo para piso y cortinas para regadera.


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Hilado: Se pueden producir filamentos, fibras e hilos mediante el hilado. El polímero termoplástico fundido se empuja a través de un dado, que contiene muchas perforaciones pequeñas. El dado, conocido como hilador puede girar y producir un hilado. En algunos materiales, como el nylon, la fibra puede ser posteriormente estirada para alinear las cadenas a fin de que queden paralelas al eje de la fibra; este proceso incrementa su resistencia. Colado: La mayoría de los polímeros se pueden colar en moldes, dejando que se solidifiquen. Los moldes pueden ser placas de vidrio, para producir hojas de plástico gruesas, o bandas de acero inoxidables para colado continuo de hojas más delgadas. Un proceso especial de colado es el moldeo centrífugo, en el cual el polímero fundido se vacía en un molde que gira sobre dos ejes. La acción centrífuga empuja al polímero contra las paredes del molde, produciendo una forma delgada. Moldeo por transferencia: Requiere de una cámara doble. El polímero en una de las cámaras es calentado a presión. Una vez fundido se inyecta e n la cavidad del dado adyacente. Este proceso permite que algunas de las ventajas del moldeo por inyección se usen con polímeros termoestables. Espumas: El producto final es un polímero que contiene espacios huecos. Para lograr esto el polímero se produce en pequeñas bolitas que contienen un agente espumante, que al ser calentado se descompondrá, generando algún gas. Durante este proceso de preexpansión, las bolitas aumentan de tamaño 50 veces y se hacen huecas. }A continuación, las bolitas preexpandidas se inyectan dentro de un dado, para fundirlas y unirlas a fin de formar productos excepcionalmente ligeros. Mecanizado: Muchos plásticos son de fácil mecanización una vez transformados en productos industriales, de ahí que se pueda tornear, limar, taladrar, etc., pudiendo obtener la pieza totalmente mecanizada. Este procedimiento sólo se utiliza si se trata de obtener muy pocas piezas que no compense el construir el molde. Debido a su versatilidad, los polímeros son muy diversos en cuanto a características y usos. En el siguiente capítulo los estudiaremos más detallamente. Los plásticos sintéticos de uso más frecuente son: Termoestables: Resinas fenólicas, resinas úricas, resinas melamínicas, resinas epoxi, de poliéster, poliuretanos. Termoplásticos: Polivinílicos, poliestirénicos, poliamidas, policarbonatos, polietilénicos, polimetacrilatos, politetrafluoretilenos, elastómeros.


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Plásticos termoestables: Endurecen bajo la acción del calor presión, y su endurecimiento es irreversible por haber sufrido una modificación en su estructura química, a nivel molecular, ya no se pueden remoldear o ablandar bajo la acción del calor y presión. Los plásticos termoestables son comparables a la arcilla, que una vez endurecida con el calor (cocida), su forma es definitiva. - Resinas Fenólicas Se obtienen de la combinación del fenol o ácido fénico con formaldehído. Tienen olor característico ácido fénico perceptible incluso en las piezas obtenidas de ellas, particularmente si se las calienta. Estas resinas suelen utilizarse mezcladas con cargas de relleno, que mejoran algunas de sus características físicas, de acuerdo con la naturaleza de las cargas, oscilando entre lo siguientes valores:

- Peso específico............................................. - Resistencia

Tracción..................................

- Compresión.................................................

oscila entre 1.3 a 1.9 Kg./dm3 2.5 a 8.4 Kg. / mm2 7 a 25 Kg. / mm2

oscuro, marrón, negro Color............................................................. - Combustibilidad...........................................

arde con gran dificultad

- Permeabilidad a la luz..................................

transparente a opaco

- Envejecimiento............................................. oscurece ligeramente - Temperatura que soporta..............................

116 ° C a 175 ° C

- Nombres comerciales...................................

Baquelita, Durita, Resiform...

Empleo: Material eléctrico (mangos de interruptores, clavijas, carcasas, cajas diversas, etc.) - Resina Urica Tiene como materia básica la úrea sintética y el formaldehído. No da ningún olor, sus características físicas son:

- Peso específico....................................... - Resistencia Tracción............................

1.5 Kg. / dm3 3.45 a 9 Kg. / mm2


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- Compresión...........................................

17.5 a 26.5 Kg. / mm2

blanco y colores claros Color....................................................... - Combustibilidad.....................................

arde con dificultad

- Permeabilidad a la luz...........................

opalescente

- Envejecimiento....................................... no tiene - Temperatura que soporta........................

130 ° C a 138 ° C

- Nombres comerciales.............................

Pollopas, Cellodal, Resimine, Resopla.

Empleo: Material eléctrico (interruptores, clavijas, etc., placas aislantes, artículos de cocina, etc. ) - Resina de melamina Compuesta principalmente de melamina (obtenida del carburo de calcio y nitrógeno) y el formaldehído. No tiene olor. Sus características físicas son:

- Peso específico............................................. - Resistencia Tracción..................................

1.5 Kg. / dm3 3.5 a 9 Kg./ mm2

- Compresión..................................................

17.5 a 31 Kg. / mm2

- Color............................................................. claros - Combustibilidad...........................................

arde con dificultad

- Permeabilidad a la luz..................................

opalescente

- Envejecimiento.............................................

oscurece ligeramente

- Temperatura que soporta..............................

130 ° C a 210 ° C

- Nombres comerciales...................................

Novoplay, Ultraplas.

Empleo: Similar a las resinas úricas. - Resinas de poliéster


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Se derivan del alquitrán de hulla y del estirol, son incoloros, aunque se pueden colorear a voluntad; se utiliza con cargas de fibra de vidrio, proporcionándole una considerable resistencia. A continuación, sus principales características físicas:

- Peso específico............................................. 1.3 Kg. / dm3 - Resistencia Tracción.................................. 4 a 9 Kg. / mm2 - Compresión.................................................. 9 a 25 Kg. / mm2 cualquier color Color............................................................. - Combustibilidad...........................................

arde difícilmente, autoextinguiéndose

- Permeabilidad a la luz..................................

transparente a opaco.

- Temperatura que soporta.............................. 121 ° C - Nombres comerciales...................................

Filón, Lamilux.

Empleo: Cascos para embarcaciones, carrocerías de automóviles, placas transparentes para cubiertas, además se utilizan como pinturas muy duras. - Poliuretanos Son materiales sintéticos que proporcionan productos de gran elasticidad: goma espuma, correas, etc. Está formado por un poliéster y un derivado del benzol. Se emplea también como pegamento de metales y como barniz de gran dureza. Continuando con el extenso tema de los materiales poliméricos, ahora conoceremos a los miembros de la familia de los termoplásticos. Plásticos termoplásticos: El calor les da plasticidad y fluidez, así se pueden inyectar a presión en un molde determinado, adoptando la forma del hueco del molde, se pueden laminar, etc., pero endurecen tan pronto como se enfríen. Los termoplásticos se pueden remoldear, por consiguiente pueden aprovecharse las piezas defectuosas, los recortes, etc. Haciendo una analogía, se podrían comparar con la cera, que se endurece con el frío y cuyo endurecimiento no es definitivo, pues con el calor se reblandece y puede ser nuevamente moldeada.


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- Cloruro de polivinilo Cuyos elementos ase con el acetileno y el pacido clorhídrico, no tiene olor y es insípido, siendo sus características:

- Peso específico............................................. 1.35 a 1.55 Kg. / dm3 - Resistencia Tracción.................................. 2 a 6 Kg. / mm2 - Compresión.................................................. 7 a 9 Kg. / mm2 todos los colores Color............................................................. - Combustibilidad...........................................

arde con gran dificultad, autoextinguible

- Permeabilidad a la luz..................................

transparente a opaco

- Envejecimiento

Oscurece

- Temperatura que soporta.............................. 60 ° C a 91 ° C -Nombres comerciales...................................

Vinilite, Vinidur, Nipolan...

Empleo: Se utiliza como material duro para carcasas de bombas, válvulas anticorrosivas, tuberías diversas, piezas diversas, resistentes a los productos químicos. En estado blando encuentra otra serie de aplicaciones: mangueras, cuero artificial, impermeables, etc.

- Poliestireno Se obtiene del poliestirol, derivado del petróleo y del benzol, siendo sus características:

- Peso específico............................................. - Resistencia Tracción..................................

1.05 Kg. / dm3 2.8 a 7 Kg. / mm2

Compresión............................

7 a 11 Kg. / mm2

- Color............................................................. cualquier color - Combustibilidad...........................................

arde lentamente

- Permeabilidad a la luz.................................

transparente a opaco


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- Envejecimiento

Oscurece

- Temperatura que soporta..............................

85° C

- Nombres comerciales...................................

Lustron, Polistirol, Diplene...

Empleo: Para fabricar planchas, películas y espumas, en piecería se utiliza para objetos de oficina, bolígrafos, plantillas, escuadras y cartabones. - Poliamidas Derivan del carbón, no tiene olor ni sabor alguno y posee características mecánicas muy notables, entre las que destaca su resistencia al desgaste y su facilidad de mecanizado. Sus características físicas son:

- Peso específico............................................. - Resistencia Tracción..................................

1.14 Kg. / dm3 4.9 a 7.7 Kg. / mm2

Compresión............................

4.9 a 9.2 Kg. / mm2

- Color.............................................................

blanco, lechoso o coloreado

- Combustibilidad...........................................

autoextinguible

- Permeabilidad a la luz..................................

translúcido a opaco

- Envejecimiento

decolora ligeramente

- Temperatura que soporta..............................

100 ° C 200 ° C

-Nombres comerciales...................................

Nylón y Perlón...

Empleo: Construcción de carcasas, cuerpos de bomba, ventiladores, racords de unión, tapas de instrumentos eléctricos.

- Polietilenos Derivados directos del petróleo. Su aspecto y tacto son cerosos, tiene buena resistencia a los ácidos y es buen aislante eléctrico. Las características principales de los polietilenos duros son:


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- Peso específico............................................. 0.95 Kg. / dm3 - Resistencia Tracción.................................. 2 a 4.5 Kg. / mm2 Compresión............................ no aplicable cualquier color Color............................................................. - Combustibilidad...........................................

muy lenta

- Permeabilidad a la luz..................................

translúcido a opaco

- Envejecimiento

vuelve quebradizo, excepto negro y marrón

- Temperatura que soporta..............................

70 ° C

-Nombres comerciales...................................

Polytheno, Dylan, Hostalen.

Empleo: Grifería, válvulas y accesorios para conducciones de ácidos, cubos, bidones, ruedas dentadas, mangos de herramientas, etc. - Polimetacrilatos Se obtienen partiendo del acetileno, se caracteriza por su extraordinaria transparencia , sus características físicas más importantes son:

- Peso específico............................................. - Resistencia Tracción.................................. Compresión............................

1.18 Kg. / dm3 5.6 a 7.5 Kg. / mm2 7.7 a 12 Kg. / mm2

- Color............................................................. ilimitado - Combustibilidad...........................................

arde rápidamente

- Permeabilidad a la luz..................................

transparente

- Envejecimiento

amarillea muy ligeramente

- Temperatura que soporta..............................

80 ° C

-Nombres comerciales...................................

Plexiglás, Perspex, Lucita...


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Empleo: Placas transparentes para acristalado de carrocerías, cristales de faros, de relojes, ojos de buey.

- Poli-tetrafluoretileno Es un derivado sintético del acetileno, su principal particularidad es su resistencia a la temperatura y a los ácidos, aspecto en que sólo es comparable con el vidrio, algunas de sus características físicas son:

- Peso específico............................................. 2.15 Kg. / dm3 - Resistencia Tracción.................................. 1 a 3.5 Kg. / mm2 Compresión............................

1.2 Kg. / mm2

oscuros Color............................................................. - Permeabilidad a la luz..................................

oscuros

- Envejecimiento

ninguno

- Temperatura que soporta..............................

150 ° C a 250 ° C

-Nombres comerciales...................................

Teflón, Fluón, Hostaflón, Algoflón...

Empleo: Casquillos sin lubricación, cajas y juntas para bombas, válvulas y grifería, aislamiento de cables eléctricos, etc. Ahora, la breve información sobre la última familia de polímeros: los elastómeros. Elastómeros: Tienen una estructura intermedia, en la cual se permite que ocurra una ligera transformación de enlaces cruzados entre las cadenas moleculares. Los elastómeros son capaces de deformarse elásticamente en grandes magnitudes sin cambiar de forma permanentemente. Los elastómeros típicos son polímeros amorfos, no cristalizan fácilmente. Tienen una baja temperatura de transición vítrea y las cadenas se pueden deformar elásticamente con facilidad al aplicar una fuerza. Elastómeros termoplásticos, no se basan en los enlaces cruzados para producir gran cantidad de deformación elástica. Se comportan como termoplásticos a temperaturas elevadas y como elastómeros a temperaturas bajas. Este comportamiento permite que se puedan reciclar con mayor facilidad que los elastómeros convencionales.


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Adhesivos: Son polímeros que se utilizan para unir otros polímeros, metales, materiales cerámicos, compuestos o combinaciones de todos los anteriores. Los adhesivos se utilizan para una diversidad de aplicaciones.

Se pueden clasificar en: *Químicamente reactivos: Hay sistemas de un solo componente, formados por una sola resina polimérica, que se cura por exposición a algún factor: humedad, calor o ausencia de oxígeno. Los sistemas de dos componentes se curan al combinarse dos resinas. *Por evaporación o por difusión: El adhesivo se disuelve y se aplica a las superficies a unir. Al evaporarse el portador, el polímero restante proporciona la unión. Los adhesivos a base de agua son preferidos tanto por la seguridad que representan como desde un punto de vista ecológico. El polímero puede estar totalmente disuelto en agua, o puede estar formado de látex, es decir, como una dispersión estable del polímero en el agua. *De fusión por calor: Son polímeros termoplásticos y elastómeros termoplásticos que funden al calentarse. Al enfriarse, el polímero se solidifica, uniendo las partes. Sus temperaturas de fusión típicas son de aproximadamente 80 a 110 ° C, lo que limita su uso a temperaturas elevadas. *Sensibles a la presión: Son principalmente elastómeros o copolímeros de elastómero que se producen en forma de película o recubrimiento. Requieren presión para adherirse al sustrato y se utilizan para producir cintas aislantes eléctricas y de empaque, etiquetas, losetas de piso, recubrimientos para muros y películas texturizadas imitación madera. *Conductores: Son polímeros a los que se agrega un material de relleno que proporcione conductividad eléctrica y térmica, como partículas de plata, cobre o aluminio. Cuando se desea conductividad eléctrica pero no térmica o viceversa, se puede usar polvo de alúmina, berilia, nitruro de boro o sílice. Además, es posible crear polímeros que tengan buena conductividad: agregando compuestos iónicos que reducen la resistividad; disipando la carga estática al usar un relleno de material conductor; o con matrices poliméricas que contengan fibras de carbono o carbono recubierto de níquel, lo que combina rigidez con conductividad mejorada. Algunos polímeros tienen buena conductividad inherente, como resultado de diversas técnicas de dopado (que consiste en agregar de manera intencional un pequeño número de átomos de impureza en el material) o de proceso.


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Con este capítulo corto, finalizamos el estudio de las generalidades de los polímeros. En nuestra próxima entrega comenzaremos a analizar lo correspondiente a los materiales semiconductores.


clasificacion de los polimertos - 3ra