TEMA: APLICACIÓN DE LOS POLÍMEROS EN MATERIALES PARA LA

CONSTRUCCIÓN.

IntroducciónEl mercado pone a disposición de fabricantes y consumidores una gama de materiales muy amplia, desde los metales y sus aleaciones hasta plásticos, cerámicas, y materiales compuestos. Se trata de una oferta muy amplia y es preciso conocer los materiales para seleccionar el más adecuado en cada caso y, además, al menor costo posible.

¿Cómo se clasifican los materiales?

Las materias primas utilizadas para ser conformadas y transformadas en productos acabados son las siguientes:

• Metales y sus aleaciones• Materiales plásticos• Materiales cerámicos• Materiales compuestos.

Cada uno de ellos tiene unas propiedades físicas y mecánicas.

Propiedades mecánicasDescriben la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas. A continuación, se definen las que mencionaremos más adelante:- Tenacidad: Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se les apliquen.- Elasticidad: Capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.

Propiedades mecánicas- Dureza: Es la resistencia- Fragilidad: Un material es frágil- Plasticidad: materiales sólidos

deformaciones permanentes bajo acción de fuerza.

- Ductibilidad: la plasticidad, estirarse en forma de hilos finos.

- Maleabilidad: consiste en la posibilidad de transformar en láminas delgadas.

Evolución de los polímeros en la construcción• La evolución de este sector ha sido lenta hasta la mitad

del siglo pasado, pero a raíz de la “revolución del plástico” la sociedad y este sector sufrieron un cambio excepcional con la entrada de los polímeros sintéticos.

• . Además otro objetivo de estos profesionales es la de conseguir un equilibrio entre las necesidades de construcción de la población y la protección del medio ambiente, así como de la salud de sus habitantes.

Polímeros

Son conocidos como plásticos y cauchos. La palabra polímero se deriva de los términos griegos "poli" que significa mucho y "mero" que significa unidad, por lo que literalmente significa "muchas unidades". Sus antecesores son las macromoléculas biológicas: ácidos nucléicos, proteínas, lípidos y polisacáridos.

Con el nombre de polímeros se agrupa un conjunto de materiales caracterizados por estar compuestos de largas cadenas formadas por la unión de pequeñas moléculas que se repiten, llamadas monómeros que se unen mediante enlaces fuertemente covalentes que les confiere ciertas propiedades.

Síntesis polímeros Los polímeros provienen del petróleo. Después del

“cracking” y del “reforming” se obtienen moléculas sencillas como son el etileno y el benceno moléculas de partida para la síntesis de macromoléculas: polimerización.

Se pueden distinguir dos grandes métodos de polimerización: por adición y por condensación.

Polimerización por adiciónPolimerización por adición: monómeros insaturados se unen uno a uno para formar una cadena lineal. La molécula resultante es un múltiplo de la cadena original.

AditivosSustancia destinada a mejorar las propiedades físicas, químicas o mecánicas de un polímero o que reduzca su costo.

Algunos tipos:-Relleno: aumentan la resistencia a la tracción, a la compresión, abrasión , tenacidad y estabilidad térmica. Además abaratan los costos.-Estabilizantes: evitan la degradación a la luz y la oxidación.-Plastificantes: mejoran flexibilidad, ductilidad y tenacidad, reduce la dureza y fragilidad. Se utilizan en PVC y acetatos que son demasiado frágiles.

Propiedades polímeros• Buenos aislantes eléctricos.• Baja densidad.• Resistentes a la corrosión y diferentes agentes químicos.• Son biocompatibles con el tejido humano.• Degradación frente a la radiación UV.• Algunos son difícilmente reciclables, termoestables.• Fácilmente combustibles, la mayoría no suelen soportar

temperaturas superiores a los cien grados, aunque algunos de uso industrial, como el Teflón pueden usarse a temperaturas de hasta 260°C

• Se conforman fácilmente y son relativamente baratos.

Las propiedades pueden modificarse añadiendo "aditivos" físicos o químicos que las van a mejorar o cambiar.

usos• Recubrimientos: pinturas, barnices,

esmaltes, lacas y goma-laca. Tienen diversas funciones: proteger el material de la degradación y la corrosión, mejorar la apariencia y proporcionar aislamiento eléctrico.

• Adhesivos: capacidad de unir de forma temporal o permanente todo tipo de materiales.

• Películas: capas de espesor muy fino de PE, Celofán y acetato de celulosa. Bolsas de plástico.

• Espumas: materiales plásticos muy porosos. Cojines automóvil, embalaje y aislamiento térmico.

Clasificación polímeros: Su origen:

- Naturales: Caucho, celulosa, almidón, proteínas…-Artificiales: Baquelita, poliuretano, fibras…

Su composición:- Homopolímeros: PS, PAN y PB.- Copolímeros: ABS (acrilo-butadieno-estireno).

Su estructura:-Lineales: PVC, PS , PE…-Ramificados:-Entrecruzados: Caucho.-Reticulados: Resinas epoxi y fenol-formaldehído.

Comportamiento ante el calor:-Termoplásticos: PVC, PE, Nylon…-Termoestables: Resina epoxi, poliéster insaturado…

CLASIFICACIÓN GENERAL POLÍMEROS

Clasificación en función de su comportamiento ante el calor:

Termoplásticos: se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse.

( son procesos reversibles).Se fabrican con aplicación simultánea

de calor y presión. Son blandos y dúctiles. Ej: nailon, polipropileno, poliestireno, etc.

Termoestables: se endurecen al calentarse y no se ablandan al continuar calentando. Son más duros, más resistentes y más frágiles.

Polímeros entrecruzados y reticulados.Ej: teflón, silicona, baquelita, poliuretano, etc.

NOMBRE CARACTERÍSTICAS APLICACIONESABS Gran resistencia y tenacidad.

Inflamable. Soluble en disolventes orgánicos. Resistente a la distorsión térmica.

Recubrimiento interiores de frigoríficos. Dispositivos de seguridad en carreteras.

Poliéster (PET)

Resistente a la fatiga, torsión, humedad, a los ácidos, aceites y disolventes

Cintas magnetofónicas, neumáticos.

PVC Rígido, susceptible a la distorsión térmica.

Recubrimiento de suelos, tuberías e hilos eléctricos.

PoliestirenoPS

Excelentes propiedades eléctricas y claridad óptica, buena estabilidad térmica. Económico.

Tejados, electrodomésticos, carcasa pilas, juguetes.

PolipropilenoPP

Poca resistencia a la radiación ultravioleta. Barato. Excelentes propiedades eléctricas y resistencia a la fatiga.

Televisores, maletas, botellas.

PolietilenoPE

Aislante eléctrico, poca resistencia a la degradación ambiental, blandos.

Botellas flexibles, vasos, juguetes, cubiteras, juguetes.

POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS

NOMBRE CARACTERÍSTICAS APLICACIONESEpoxis Excelentes propiedades

mecánicas. Resistente a la corrosión. Buenas propiedades eléctricas. Buena adherencia.

Enchufes, adhesivos, láminas reforzadas con fibra de vidrio.

Fenólicos Excelente estabilidad térmica hasta los 150 ºC. Susceptibles de formar materiales compuestos con resinas.

Carcasa de motores, teléfonos, accesorios eléctricos.

Poliésteres Excelentes propiedades eléctricas. Se puede utilizar a temperatura ambiente o elevada. Se suele reforzar con fibras.

Cascos, barcos, paneles de automóvil, ventiladores.

Siliconas Químicamente inerte, pero atacable por el vapor. Buena resistencia al calor. Excelentes propiedades eléctricas

Láminas y cintas aislantes a elevadas temperaturas.

POLÍMEROS TREMOESTABLES

Elastómeros Elastómeros: a temperatura ambiente se alargan mucho

elásticamente bajo una pequeña tensión y recuperan su forma original cuando cesa el esfuerzo.Ejemplos: poliisopreno, cauchos y siliconas.

Su estructura molecular es entrecruzada → vulcanización (recoción con derivados de azufre).Caucho:-Sin vulcanizar: blando y pegajoso. Poca resistencia

a la abrasión. Se extrae de la savia de un árbol que crece en zonas tropicales.

-Vulcanizado: aumenta su módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y resistencia a la degradación por oxidación. Aplicación: neumáticos coches.

Aplicaciones elastómeros• médicas: prótesis, órganos artificiales, catéteres, lentes de contacto

y piel artificial.

• no médicas (mayoritarias): En estado líquido: fluidos dieléctricos, fluidos hidráulicos y fluidos para transferencia de calor.En estado semisólido: sellado o aislante eléctrico (placas de ordenadores).En forma de resinas adhesivas: repelentes de agua, agentes anti-espumantes y recubrimientos.

CONCLUSIONES• polímeros son un material imprescindible en nuestra vida, el cual

se encuentra presente en un sinfin de objetos de uso cotidiano. Por sus características y su bajo costo, podríamos decir que es un material prácticamente irremplazable.

• Es aquí donde debemos tomar conciencia de que este material tan práctico, útil y barato puede, y de hecho lo esta haciendo, causar estragos a nuestro planeta. Al ser la mayoría materiales derivados del petróleo, su biodegradabilidad esta bastante comprometida y al arrojarlo junto con los residuos domiciliarios de todos los días, contribuimos en mayor o menor grado a la contaminación del planeta.

• podemos concluir que estos materiales forman una parte fundamental, dentro de los materiales que se ocupan hoy en día en todo orden de aplicaciones, ya que su fácil aplicación, así como su baja dificultad en diseñar todo tipo de partes y piezas de uso en todas las áreas imaginables, hacen que estos materiales sean encontrados en cada momento en la vida diaria.

• La facilidad de procesamiento el poco peso que caracteriza a los polímeros, además de su fuerza y durabilidad, hacen que estos materiales resulten ideales para satisfacer los requerimientos del sector.

• El equilibrio entre las necesidades de la construcción y la protección del medio ambiente es uno de los mayores desafíos que enfrentan hoy a los responsables del planeamiento urbano.

• Estos polímeros ofrecen cada vez más ventajas y brindan confort y eficiencia a lo cotidiano. Las diversas propiedades que ya hemos mencionado de cada uno de ellos los hacen convenientes para una gran variedad de aplicaciones importantes para vivir con comodidad y seguridad.

• Como conclusión final podemos decir, que este trabajo nos ayudo a entender mejor el mundo de los materiales en general, y nos entrego las herramientas necesarias para explayarnos con propiedad sobre este tema ya que la información recopilada nos pareció suficiente para tener un conocimiento bastante aceptable y nos permitió entender, mejor el comportamiento y características de estos materiales.