Polímeros

Constituyen los materiales de base de los plásticos y los elastomeros. Su importancia es cada vez mayor en nuestra sociedad tecnológica, y su aplicación en las maquinas y aparatos crece día a día.

Los polímeros se componen de largas cadenas de átomos de carbono(c) combinadas con otros pocos elementos: hidrogeno (H), oxigeno(O), nitrógeno (N), cloro (Cl) y flúor (F), dando lugar a una 50 familias de materiales con millares de variantes. Los materiales basados en una cadena análoga de átomos de silicio (Si) toman nombre de siliconas.

Los polímeros se forman a partir de moléculas orgánicas simples (o monómeros) que se enlazan durante una reacción de polimerización formando cadenas mucho más largas y complejas.

Los polímeros pueden subdividirse en tres o cuatro grupos estructurales. Las moléculas de los polímeros lineales consisten en largas cadenas de monómeros unidos por enlaces como las cuentas de un collar. Ejemplos típicos son el polietileno, el alcohol polivinílico y el policloruro de vinilo (PVC).

Los polímeros ramificados tienen cadenas secundarias que están unidas a la cadena principal. La ramificación puede ser producida por impurezas o por la presencia de monómeros que tienen varios grupos reactivos. Los polímeros compuestos por monómeros con grupos secundarios que forman parte del monómero, como el poliestireno o el polipropileno, no se consideran polímeros ramificados.

En los polímeros entrecruzados dos o más cadenas están unidas por cadenas secundarias. Con un grado pequeño de entrecruzamiento se obtiene una red poco compacta esencialmente bidimensional. Los grados elevados de entrecruzamiento dan lugar a una estructura compacta tridimensional. El entrecruzamiento es producido normalmente por reacciones químicas. Un ejemplo de estructura entrecruzada bidimensional es el caucho vulcanizado, en el cual los eslabones están formados por átomos de azufre. Los duroplásticos son polímeros entrecruzados con una estructura tan rígida que al calentarse se descomponen o arden en lugar de fundirse.

Plasticos

• Clasificación de los plásticos

• Impacto ambiental de los plasticos

En los últimos años, el consumo de plásticos ha experimentado un gran crecimiento debido a las innumerables aplicaciones que estos materiales tienen hoy en día. Pero a pesar de esto, la contribución que hacen a los residuos domésticos, es pequeña puesto que constituyen solo un 7% en peso.

Muy a menudo los plásticos se consideran como elementos de corta vida y que dejan gran cantidad de residuos. Esto hace que las cualidades que tienen los plásticos para satisfacer requisitos de larga duración se vean mermadas y no se aprecien. Estudios realizados en diferentes países

, han constatado que solo la quinta parte de los plásticos tiene una duración inferior a un año.

• Tipos y propiedades de plásticos

  

Sus propiedades más características son:

Alta rigidez y dureza.

Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes.

Superficie barnizable.

Gran indeformabilidad al calor.

Muy buenas características eléctricas y dieléctricas.

Alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie.

Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras.

El PET es un plástico técnico de gran calidad para numerosas aplicaciones. Entre ellas destacan:

Fabricación de piezas técnicas

Fibras de poliéster

Fabricación de envases

Por ello, entre los materiales más fabricados destacan: envases de bebidas gaseosas, jugos, jarabes, aceites comestibles, bandejas, articulos de farmacia, medicamentos...

PEAD (HDPE)

(Polietileno de alta densidad)

Sus propiedades más características son:

Se obtiene a bajas presiones.

Se obtiene a temperaturas bajas en presencia de un catalizador órgano-metálico.

Su dureza y rigidez son mayores que las del PEBD.

Su densidad es 0,94.

Su aspecto varía según el grado y el grosor.

Es impermeable.

No es tóxico.

Entre los materiales más fabricados con este plástico destacan: envases de leche, detergentes, champú, baldes, bolsas, tanques de agua, cajones para pescado, juguetes, etc.

PVC

(Polocloruro de vinilo)

Sus propiedades más características son:

Es necesario añadirle aditivos para que adquiera las propiedades que permitan su utilización en las diversas aplicaciones.

Puede adquirir propiedades muy distintas.

Es un material muy apreciado y utilizado.

Tiene un bajo precio.

Puede ser flexible o rígido.

Puede ser transparente, translúcido u opaco

Puede ser compacto o espumado.

Los materiales que más se fabricn con este plástico son: tuberías, desagües, aceites, mangueras, cables, simil cuero, usos médicos como catéteres, bolsas de sangre, juguetes, botellas, pavimentos...

PEBD (LDPE)

(Polietileno de baja densidad)

Sus propiedades más características son:

Se obtiene a altas presiones.

Se obtiene en temperaturas altas y en presencia de oxígeno.

Es un producto termoplástico.

Tiene densidad 0,92

Es blando y elástico

El film es totalmente transparente dependiendo del grosor y del grado.

Los materiales más febricados con este plástico son: poliestireno , envases de alimentos congelados, aislante para heladeras, juguetes, aislante de cables eléctricos, rellenos...

PP

(Polipropileno)

Sus propiedades más características son:

Excelente comportaiento bajo tensiones y estiramientos.

Resistencia mecánica.

Elevada flexibilidad.

Resistencia a la intemperie.

Reducida cristalización.

Fácil reparación de averías.

Buenas propiedades químicas y de impermeabilidad.

Aprobado para aplicaciones con agua potable.

No afecta al medio ambiente.

Los materiales fabricados más destacados de este plástico son: envases de alimentos, artículos de bazar y menaje, bolsas de uso agrícola y cereales, tuberías de agua caliente, films para protección de alimentos...

PS

(Poliestireno)

Sus propiedadesmás características son:

Termoplástico ideal para la elaboración de cualquier tipo de pieza o envase

Higiénico y económico.

Cumple la reglamentación técnico - sanitaria española.

Fácil de serigrafiar.

Fácil de manipular,

se puede cortar

se puede taladrar

se puede perforar.

Los materiales que se fabrican con este plástico son: envases de alimentos congelados, aislante para heladeras, juguetes, rellenos...

Otros

(Resinas epoxídicas )

(Resinas Fenólicas)

(Resinas Amídicas)

(Poliuretano)

estos plásticos sirven para fabricar:

resinas epoxídicas -adhesivos e industria plástica.

Resinas fenólicas-Industria de la madera y la carpintería.

Resinas amídicas-Elementos moldeados como enchufes, asas de recipientes...

poliuretano-Espuma de colchones, rellenos de tapicería...

• Aplicaciones de los plásticos. 

1. Los plásticos tienen cada vez más aplicaciones en los sectores industriales y de consumo, Empaquetado
   
2. Construcción La construcción es otro de los sectores que más utilizan todo tipo de plásticos, incluidos los de empaquetado descritos anteriormente. El HDPE se usa en tuberías, del mismo modo que el PVC. Éste se emplea también en forma de lámina como material de construcción.

       3. Los plásticos se emplean también para fabricar carcasas para equipos de oficina, dispositivos electrónicos, accesorios pequeños y herramientas. Entre las aplicaciones del plástico en productos de consumo se encuentran los juguetes, las maletas y artículos deportivos.

  4. También podemos encontrar plásticos en el sector de la salud.

ENSAYOS DE MATERIALES

Materiales no férricos

• El magnesio y sus aleaciones.

El magnesio puro tiene poca resistencia mecánica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. Las bajas propiedades mecánicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado térmicamente puede mejorar sus propiedades mecánica. Como el más liviano metal estructural disponible, la combinación de baja densidad y buena resistencia mecánica de las aleaciones de magnesio resulta en una alta relación resistencia-peso. Sobre esta base, es comparable con la mayoría de los materiales estructurales comunes.

Entre los aleantes mas comunes el aluminio y el zinc se introducen para elevar la resistencia mecánica, el manganeso para elevar la resistencia a la corrosión y afinar el tamaño de grano, para esto ultimo se pueden utilizar el circonio y los metales de las tierras raras, el berilio se utiliza para disminuir la tendencia a la inflamación durante la colada.

• El plomo y sus aleaciones.

Es un metal blanco azulado, brillante, muy blando, muy maleable, dúctil y un pobre conductor de la electricidad y el calor. Al aire forma rápidamente una capa protectora de color gris de carbonato básico que impide la corrosión posterior: las tuberías de plomo usadas por los romanos para sus baños todavía están en uso; por ácieso mismo se usa en recipientes para líquidos corrosivos (ácido sulfúrico). Finamente dividido se inflama espontáneamente al aire. El agua ataca al plomo en presencia de oxígeno; sin embargo las aguas duras forman un recubrimiento de carbonato básico insoluble. Fenómenos de pasivación se producen con los ácidos sulfúrico y fluorhídrico diluidos. El ácido sulfúrico concentrado, nítrico diluido, clorhídrico, ácidos orgánicos y las bases en caliente atacan el plomo. Pasivado se utiliza para el transporte de ácido sulfúrico concentrado. En caliente se combina con el azufre y los halógenos.

Puede endurecerse por adición de pequeñas cantidades de antimonio u otros metales.

• El cinc y sus aleaciones.

El cinc es un metal usado por el ser humano desde la prehistoria. Hoy, es el cuarto metal más usado en el mundo y su producción alcanzó más de 7,5 millones de toneladas en 1997. Los mayores productores de cinc son la Unión Europa, China, Canadá, y Japón, mientras que España es el productor más importante de Europa, con una producción de 364000 toneladas en 1997. El cinc es un elemento utilizado para una multitud de aplicaciones, cada una más útil que la otra, para nuestra vida cotidiana. Los usos más importantes de este metal son la galvanización de acero, la fabricación de piezas de latón, de piezas fundidas, y la acumulación de energía. Por otro lado, los compuestos de cinc se usan para fabricar componentes electrónicos y ingredientes para productos de cosmética. El cinc es uno de los metales más reciclados. El reciclado del cinc representa cerca del 40 % de su consumo mundial.

• El níquel y sus aleaciones.

El níquel es un metal muy importante dentro de la ingeniería y sus características son: gran resistencia a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura, gran capacidad de trabajado, buenas propiedades mecánicas, formasoluciones solidas tenaces y dúctiles, es de color blanco, es moldeable gracias a su estructura cristalina , tiene alta densidad (8,9) se lo utiliza como recubrimiento para piezas sometidas a desgaste y corrosión.La resistencia a elevadas temperaturas, ductilidad y tenacidad a bajas temperaturas son las características de unníquel forjado, por otro lado el níquel fundido es exclusivamente utilizado para piezas resistentes a la corrosión.

• El cobre y sus aleaciones 

El cobre es el segundo metal en importancia en la historia de la humanidad.

Hemos visto que:

• Es el más barato y común de los metales nobles, puesto que se sitúa

inmediatamente detrás del platino, el oro y la plata.

• Es insustituible en muchas aplicaciones para las que la resistencia

 a la corrosión es un factor esencial.

• Tiene propiedades muy importantes tales como la conductividad

 de la electricidad y el calor.

• Tiene muchas aplicaciones en arte y decoración debido a su color

 cálido.

• Presenta gran maleabilidad que facilita su trabajo.

Sin embargo, el cobre puro no puede servir para todos los usos, sobre todo para los que

requieren gran resistencia mecánica, buena maquinabilidad, gran resistencia a las temperaturas

elevadas, resistencia al desgaste, etc.

En estos casos se debe recurrir a ALEACIONES, es decir, a combinaciones del cobre con otros

metales como zinc, aluminio, estaño, níquel, hierro, etc.

Materiales Férricos

• Las Fundiciones:

Se denomina fundición

al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

El proceso más común es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido. La fundición en arena consiste en colar un metal fundido, típicamente aleaciones de hierro, acero, bronce, latón y otros, en un molde de arena, dejarlo solidificar y posteriormente romper el molde para extraer la pieza fundida.

Fundición blanca: es en la que el carbono y el hierro han combinado en carburo de hierro (cementina). Es de color blanco, es dura y frágil, con una alta temperatura de fusión. So colabilidad es baja y son difíciles de trabajar debidos a su dureza, por lo que tiene pocas aplicaciones.

Función gris: tiene parte del carbono en forma de grafito laminar. Tiene una alta temperatura de fusión, gran tenacidad, poco duro, soporta grandes presiones. Las aplicaciones de esta fundición son soportes para máquinas, carcasas, enlaces, parrillas de hornos.

• El acero.

El acero es una aleación de hierro y carbono, una cantidad de carbono que oscila entre el 0,025% y el 2%. En esta aleación, pueden aparecer otras sustancias que afecten negativamente a la composición del metal, disminuyendo sus propiedades. Para eliminarlas, se pasa el acero por un horno eléctrico como hemos visto.

• Propiedades y aplicación del hierro.

Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el hierro son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor. El hierro es un elemento químico de aspecto metálico brillante con un tono grisáceo y pertenece al grupo de los metales de transición.

No tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que confieren distintas propiedades al material.

• Proceso de producción del hierro y derivados.

Tecnología relacionada con la producción del hierro y sus aleaciones, en especial las que contienen un pequeño porcentaje de carbono, que constituyen los diferentes tipos de acero. A veces, las diferencias entre las distintas clases de hierro y acero resultan confusas por la nomenclatura empleada. En general, el acero es una aleación de hierro y carbono a la que suelen añadirse otros elementos. Algunas aleaciones denominadas `hierros' contienen más carbono que algunos aceros comerciales. El hierro de crisol abierto y el hierro forjado contienen un porcentaje de carbono de sólo unas centésimas. Los distintos tipos de acero contienen entre el 0,04 y el 2,25% de carbono. El hierro colado, el hierro colado maleable y el arrabio contienen entre un 2 y un 4% de carbono. Hay una forma especial de hierro maleable que no contiene casi carbono alguno. Para fabricar aleaciones de hierro y acero se emplea un tipo especial de aleaciones de hierro denominadas ferroaleaciones, que contienen entre un 20 y un 80% del elemento de aleación, que puede ser manganeso, silicio o cromo.

Propiedades de los materiales

• Propiedades químicas.

Al hablar de las propiedades químicas de un material, en general nos referimos a dos

conceptos básicos: la reactividad de los materiales, es decir, como se afecta un material

ante la presencia de otro en condiciones de presión volumen y temperatura específicas; y

la estabilidad de los materiales, donde se mide que tanto tiempo un material se mantiene

sin sufrir cambio estructural alguno; esto dependerá en muchos casos no solo del tiempo,

sino de las condiciones ambientales a las que esté sometido dicho material. En el caso de

elementos puros, la posición de estos en la tabla periódica nos permitirá conocer a priori

dichas propiedades.

• Propiedades físicas.

Las propiedades físicas son aquellas que logran cambiar la materia sin alterar su composición. Por ejemplo, cuando moldeas un trozo de plastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente cambia su forma.

Estas propiedades pueden variar en tres estados distintos como: Estado Sólido, Líquido y Gaseoso.

Estado Sólido

Se producen cuando los materiales se encuentran a una baja temperatura provocando que sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas, lo que les permite soportar fuerzas sin deformación. Los sólidos son calificados como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión.

Las sustancias en estado sólido tienen las siguientes características:

Forma definida.

Incompresibilidad (no pueden comprimirse)

Resistencia a la fragmentación.

Volumen tenso.

Estado Líquido

Se produce cuando dicho material adquiere el punto de fusión y su principal característica es la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

El estado líquido presenta las siguientes características:

Fuerza de cohesión menor.

Toma la forma del envase que lo contiene.

En frío se comprime.

Posee fluidez.

Estado Gaseoso

Se alcanza esto punto aumentando la temperatura de dicho material para llegar hasta su ebullición.Los átomos o moléculas del gas se encuentran libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene, aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Fuerza de cohesión casi nula.

Sin forma definida.

Toma el volumen del envase que lo contiene.

Se puede comprimir fácilmente.

Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen.

Los gases se mueven con libertad.

• Propiedades mecánicas.

Las principales propiedades mecánicas son las que les voy a exponer a continuación:

Tenacidad/Fragilidad

Os muestro estas dos propiedades juntas ya que son opuestas.

Tenacidad es la capacidad de un material de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que se le apliquen. Fragilidad es la facilidad para romperse un material por la acción de un impacto.

Elasticidad/Plasticidad

Elasticidad es la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado. Plasticidad es la aptitud de los materiales de adquirir deformaciones permanentes, es decir de no recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que les había deformado.

   Dureza.

Dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado por otro.

• Propiedades tecnológicas

Ductilidad. Es la propiedad que presentan algunos metales de poder estirarse sin romperse, permitiendo obtener alambres o hilos.

Maleabilidad. Es la posibilidad que presentan algunos metales de separarse en láminas delgadas sin romperse.

Resilencia. Es una medida de la energía que se debe aportar a un material para romperlo.

Resistencia mecánica. Es la capacidad que tiene un material de soportar los distintos tipos de esfuerzo que existen sin deformarse permanentemente.

Soldabilidad. Es la posibilidad que tienen algunos materiales para poder ser soldados.

Colabilidad.Es la aptitud que tiene un material fundido para llenar un molde.

Mecanibilidad.Es la facilidad de algunos materiales para ser mecanizados por arranque de viruta. También se le llama maquinabilidad.

Acritud. Es el aumento de dureza y fragilidad que adquieren los materiales cuando son deformados en frío.

Introducción

-Buenas, soy Valeria y he creado ese blog como una forma divertida de aprender cosas sobre

los materiales. Todo lo que nos rodea está compuesto por distintos tipos de materiales que en muchos casos desconocemos. Con este blog vamos a poder aprender un poquito más de ellos.

• Importancia de los materiales técnicos en la tecnología.

La importancia de los materiales técnicos en la tecnología:
Nos sirven para tener en claro algunas ideas de tener ayuda en los trabajos o operaciones que sin los materiales no existiría la tecnología por que los materiales son un apoyo de trabajos es indispensables que cuyos trabajos de los materiales han ido avanzando a través del tiempo mejorándose en sus actividades.

• Origen de los materiales técnicos:

Son aquellos que se encuentran en la naturaleza o son fabricados
y se clasifican en :
-Naturales.
-Artificiales.
-Sintéticos.
Naturales:La correlación de avances en el uso de materiales biológicos con el avance de la civilización humana. Introducción a la estructura molecular de los materiales biológicos. Historia de los materiales biológico o hechos de materiales orgánicos.
Sintéticos: Un material sintético es aquel producto de la
“síntesis química”, que consiste en el proceso de obtención de compuestos químico partiendo de sustancias más simples.
Por ejemplo el proceso de los cristales o ventanas.
Artificiales: No se encuentran en forma natural si no son creados por estudios científicos como es transformado el petróleo en plástico u otro material que es el semento,el yeso,productos aglomerados,reforzados serviría de trabajo o autoservicio del hombre.

• Clasificación según su clase.

En esta imagen podemos ver en los diferentes grupos que se clasifican los materiales:

• Transformación de la materia prima en productos acabados.
  
  
  

Localización y extracción:Localización:Su localización se puede encontrar en estado natural ya que el material puede ser transformado de un mineral .Extracción:El material puede ser extraído de diversas clases de materia o mineral,sintéticos etc.Conversión de la materia prima:Esta materia es transformada por medios científicos o por medio natural la materia es usada en diversas metamorfosis o cambios.Fabricación de los productos acabados:Su función de reciclaje de otros materiales a fase de ello se denominadiversas transformaciones que el material tenga un termino de operación usable para en fin del uso del Hombre.