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Ciencia y Tecnología de MaterialesTRANSCRIPT
23/11/2013
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TRABAJO FINAL : POLÍMEROS
Ciencia y Tecnología de los materiales
PROFESOR:
CESAR LECAROS GUTIERREZ
INTEGRANTES:
ALVAREZ MASGO, BRIAN
ECHEVARRÍA CATPO, ANDY
GAMIO ESTREMADOYRO, MACARENA
GUERRA GAITAN, LOURDES
HUAPAYA FERNÁNDEZ, KATTY MAR
RAMOS GÓMEZ, JOCELYNE
ESCOJA DE ENTRE LOS SIGUIENTES POLÍMEROS LOS MÁS
ADECUADOS PARA FABRICAR VASOS PARA CONTENER CAFÉ
CALIENTE: POLIETILENO – POLIPROPILENO – CLORURO DE
POLIVINILO – POLIESTER PET Y POLICARBONATO
¿POR QUÉ?
Propiedades:� Material aislante� Resistencia al calor� No contamine el líquido que se llevara dentro.
� Pueda ser reciclado
POLIETILENO
� Se recalienta a aproximadamente 100oC. Se pueden dividir en dos grupo:� Polietileno de baja densidad: Buena resistencia térmica y química, buena resistencia al impacto.
� Polietileno de alta densidad: Excelente resistencia térmica y química, muy buena resistencia al impacto, es muy ligero, no es atacado por los ácidos, resistente al agua a 100 ºC.
POLIPROPILENO
� Está considerado el plástico ecológico y recomendado para estar en contacto con alimentos.
� Es resistente a la corrosión, tanto de ácidos como de alcalinos.
� Es resistente a temperaturas elevadas, admitiendo incluso esterilización a 140º, por lo que es usado en artículos sanitarios.
� Es resistente a cambios bruscos de temperatura, sin que su estructura molecular sufra ningún cambio.
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CLORURO DE POLIVINILO
� Este se pueden producir mediante cuatro procesos diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución.
� Se presenta como un material blanco que comienza a reblandecer alrededor de los 80 °C y se descompone sobre 140 °C.
� En la industria existen dos tipos:
POLIESTER PET
� Se endurece a la temperatura ordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzas mecánicas.
� Temperatura: Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a temperaturas superiores a los 70 grados.
POLICARBONATO
� Inerte biológicamente.� Fácilmente reciclable� Fácil de transformer� Es mas aislante del calor que el vidrio� Soporta temperaturas de -100°C a 135°C� Requiere poco mantenimiento� Impide 98% de rayos ultravioletas dañinos.
¿POR QUÉ LA PRESIÓN DE VAPOR DE LOS
PLASTIFICANTES ES BAJA?
*T °de transición vítrea: Marca punto de separación en donde el material se comporta como duro y frágil o blando
Solvente el cual:� Flexibilidad (F)� Elasticidad(E)� Adherencia
PVC:� Material rígido � Poco manejable
Propiedades:� Compatibilidad� Efectividad� Permanencia
Plastificantes
Baja volatilidad (No evaporación) para ello:
� Se necesita baja presión de vapor para que Tgdisminuya y obtener polímero suave, F, E
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LA ADICIÓN DE UN PLASTIFICANTE A UN
POLÍMERO ¿CÓMO AFECTA LA CRISTALINIDAD?
Dureza
Fragilidad
Flexibilidad
Ductilidad
Tenacidad
Adición de plastificante Características:
Baja presiónBajo peso molecular
Cadena molecular:Disminuyen las fuerzas – Aumenta la flexibilidad
FLEXIBILIDAD DE LA CADENA MOLECULAR
Reducción de la cristalinidad
-Tg-Tg
+Movimiento de polímero
+Movimiento de polímero
Fuerzas intermoleculares
Fuerzas intermoleculares
¿ES POSIBLE PLASTIFICAR UN POLÍMERO
ENTRECRUZADO?
Sus enlaces cruzados enlazados covalentemente impiden que puedan ser restaurados al estado de fluidez que tenían antes de que la resina plástica fuera curada
Alta estabilidad térmica
Alta rigidezAlta
estabilidad dimensional
Resistencia a la fluencia
y deformación bajo carga
Peso ligero
Propiedades aislantes térmicas y eléctricas altas
Propiedades de los polímeros entrecruzados
LA ADICIÓN DE UN PLASTIFICANTE A UN
POLÍMERO ¿CÓMO AFECTA LA RESISTENCIA A
LA TRACCIÓN? ¿POR QUÉ?
Teoría de la plastificación: entre las moléculas de unpolímero tan solo existe volumen libre y que suficientevolumen libre permite libertad de movimiento.
� El resultado:
� Reducción de la Tg
� Mayor flexibilidad
� Aumento de la elongación a la rotura, capacidad delmaterial a resistir los cambios que se dan por la tracción.
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� Se analizará al PVC y el efecto de algunos plastificantes enla resistencia a la tensión.
DURANTE LOS MESES DE INVIERNO LA TEMPERATURA EN ALGUNAS ZONAS DE ALASKA
PUEDEN LLEGAR A -55°C ¿QUÉ ELASTÓMERO ES EL MÁS ADECUADO UTILIZAR COMO
NEUMÁTICO DE COCHE EN ESTAS CONDICIONES: ISOPRENO NATURAL, ESTIRENO-BUTADIENO, ACRILO-NITRILO-BUTADIENO, CLOROPRENO Y POLISILOXANO? ¿POR QUÉ?
� Soportar temperaturas por debajo de 7°C
� Poseer propiedades de agarre y adherencia al suelo
� Mantener características con el tiempo y uso
� Resistencia a la carga� Capacidad de flexibilidad a bajas
temperaturas
Soportar
Amortiguar
Durar
Rodar
Guiar
Componentes
Dibujo
Laminillas
Material| Qué es Características EjemplosCauchoNatural
La plancha de caucho natural, es apreciada en entornos sometidos a un fuerte desgaste por rozamiento o expuestos de forma constante a impactos
- Excelentes propiedades mecánicas. - Amplia gama de durezas, desde 35 a 90 Shore
A. - Excelentes propiedades dinámicas y de
rebote. - Campo de temperaturas: entre -50º C y 90º C. - Buena resistencia a ácidos, bases y sales.
- Neumáticos- Tubos- Suelas de zapatos
Copolimero deestireno-butadieno
Elastómero sintético con mayor volumen de producción mundial.
- Excelente resistencia a la abrasión.- Moderada resistencia al desgarro.- Excelente resistencia al impacto.- Moderada resistencia a la flexión.- Resistencia al envejecimiento y a la
temperatura. - Campo de temperatura: entre -50ºC y 110ºC.
- Fabricación de neumáticos.
- Cinturones de seguridad- Mangueras para
maquinarias y motores
Copolimero deacrilonitrilo-butadieno
La plancha de caucho nitrílico NBR está formulada para soportar el contacto con aceites industriales, hidrocarburos, keroseno o altas temperaturas.
- Moderado envejecimiento.- Campo de temperaturas: entre -30ºC y 120ºC. - Buena adhesividad al acero.- Resistencia moderada al frío.- Baja flexibilidad a baja temperatura
- Mangueras para aceite- Sellos - Tacones y suelas de
zapatos
Croropreno El Cloropreno también conocido por el nombre comercial de Neopreno, fue la primera goma sintética producida a escala industrial.
- Resiste a la degradación a causa del sol, el ozono y el clima.
- Es resistente a daños causados por la flexión y la torsión.
- Buena adhesión al metal.- Campo de temperaturas: entre -25º y 125ºC.- Alargamiento: 100&-800%
- Trajes húmedos de submarinismo
- Moldeado: juntas, tuberías, sellos mecánicos, correas.
Polisiloxano A diferencia de otros cauchos sintéticos, su cadena molecular no contiene carbono, consta de átomos de silicio y oxigeno
- En sistemas cerrados sin presencia de oxigeno se produce degradación del material
- Aislante eléctrico en caso de combustión- Campo de temperatura: -70°C-220°C- Moderada resistencia
- Sellos- Tubos para uso
alimentario y médico
SE PUEDEN OBTENER POLÍMEROS DE SILICONA QUE PERMANECEN EN ESTADO
LÍQUIDO A TEMPERATURA AMBIENTE. CITE LAS DIFERENCIAS EXISTENTES ENTRE LA
ESTRUCTURA MOLECULAR DE ESTE TIPO DE POLÍMERO Y LA DE LOS ELASTÓMEROS DE
SILICONA.
� El polímero de silicona es un polímero amorfo.
� Los elastómeros de silicona son polímeros lineales.
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¿POR QUÉ MUCHOS MATERIALES FIBROSOS SE HILAN EN ESTADO
FUNDIDO Y LUEGO SE TREFILAN COMO TERMOPLÁSTICOS?
Hilado� Los materiales termoestables no funden y al calentarse se queman por lo que
no se puede obtener un fluido.
� Los termoplásticos se funden al calentarse y fluyen a través de una placa llamada hilera, la cual contiene una gran cantidad de pequeños orificios, una vez que pasa el liquido se solidifica al enfriarse con agua
TREFILADO
� Función .- mejorar la resistencia mecánica (tensión) de las fibras.
� Los materiales termoestables son mucho más difíciles de estirar porque son
duros y frágiles.
� Al calentar los hilos las moléculas se sueltan y permiten que al hacer el
estiramiento las moléculas de las fibras se unan con más fuerza.
CITE CINCO CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE LOS
POLÍMEROS QUE SE UTILIZAN PARA FABRICAR PELÍCULAS
DELGADAS.
Las películas delgadas se utilizan para la fabricación de bolsas plásticas.
� Baja densidad
� Alto grado de flexibilidad
� Elevadas resistencias a la tracción y a la torsión
� Resistencia al ataque por la humedad y por otros reactivos químicos
� Baja permeabilidad a algunos gases en especial al vapor de agua
¿CUÁL DE LAS DOS SIGUIENTES PELÍCULAS DELGADAS
DE POLIETILENO TIENEN MEJORES CARACTERÍSTICAS
MECÁNICAS?
Conformado por Soplado
Extruir un tubo
Soplar (aire de 350 a 700 Kpa)
Enfriar y se expulsa
Esta sujeta en un molde con una cavidad de mayo diámetro
Crece hacia afuera, llenando la cavidad del molde
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Moldeo por inyección y soplado:
Ejemplos:
• Botellas de plásticos para bebidas
• Recipiente huecos.
Moldear una pieza tubular
Se abren los moldes
Paso de la pieza a matriz de moldeo
Paso de la pieza a matriz de moldeo
Inyectar aire caliente a la
pieza
MOLDEO POR SOPLADO EN CAJAS MÚLTIPLES:
Características de barreras contra:• Olores y permeabilidad• Resistencia ante rasguños,• Capacidad de llenarse con fluidos
calientes
Empleo de tubos o piezas coextruidas
Permite producir
estructuras en varias capas
Ejemplos:
Empaque de plástico para bebidas y alimentos.
CONFORMADO POR EXTRUSIÓN Y LUEGO LAMINADO:
Material entra a un cilindro (Alta temperatura)
Se transporta a un tornillo helicoidal
Material sale a través de una cabeza ( forma
boquilla)
Se empieza a enfriar
Extrusión
LUEGO LAMINADO
Depositar el material en una malla de
vidrio
Estas herramientas permiten:
• Distribuir el material
• Compactar • Eliminar las
burbujas de aire.
Distribuir usando un rodillo
Dicho proceso permitedar al material unamejor resistencia.
Características
• Se usa en compuestos como cuero de resinas, catalizadores, cargas yrefuerzos.
• Dichos compuestos de moldeo en lámina suelen llevar un 30% defibras de vidrio, un 25 % de resina y 45 % de carga inorgánica.
• Este tipo de procesos como el laminado se usa en metales fríos, perose suelen utilizar también en termoplásticos.
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CONFORMADO POR EXTRUSIÓN Y LUEGO LAMINADO:
En conclusión:
• Este conformado tiene como principal característica mecánica: unamayor resistencia.
• La extrusión al darle la operación de laminado serviría para mejoraraún más la resistencia del material extruido.