polĂmeros
QUE SON LOS POLIMEROS: • Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros. El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el polietileno y la baquelita.
CARACTERISTICAS : • VENTAJAS • · Ligero • · Alta resistencia a la tensión y a la compresión • · Excelentes propiedades dieléctricas • · Resistencia a la mayoría de los ácidos y álcalis • · Bajo coeficiente de absorción de humedad • APLICACIONES TÍPICAS • · Tanque y depósitos para químicos • · Mobiliario de laboratorio • · Placas de presión para filtros • · Componentes para bombas • · Prótesis, etc. No es tóxico • · No mancha
Clasificación de los polímeros: Los polímeros naturales
Los polímeros sintéticos
polímeros semisintéticos:
son todos aquellos que provienen de los
son los que se obtienen por síntesis ya sea
seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina.
en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de monómeros naturales, mientras que los polímeros semisinteticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polímeros semisinteticos. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación.
Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado
PROPIEDADES FISICAS • a) Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de destrucción.
• b) Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el
agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. tienen la propiedad de recuperar su forma al ser sometidos a una deformación de ella. Ej. Caucho vulcanizado.
• c) Termoplásticos: este es un tipo de polímeros que tienen facilidad para ser fundidos, y por lo
tanto pueden ser moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada, pertenecen a la subdivisión de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran amorfos.
• d) Resinas = Son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglás.
• e) Fibras = Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a través de unos orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y se le aplica un estiramiento.
Propiedades químicas • Un polímero es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que abarca desde miles a millones de grupos, y por estar formado por muchas unidades repetidas. Las propiedades físicas de los polímeros, también conocidos como macromoléculas, son muy distintas a las de las moléculas pequeñas comunes y para estudiarlas se necesitan técnicas especiales. Entre los polímeros naturales figuran las proteínas, los ácidos nucleicos, la celulosa(polisacaridos) y el caucho(polisopreno). La mayor parte de los polímeros sintéticos son compuestos orgánicos. Los ejemplos mas comunes son el nylon. polihexametilenadipamida; el dieron; polietilenetereftalato; y la Lucita o plexiglás, polimetilmetacrilato. El desarrollo de la química de los polímeros empezó en la década de 1920 con la investigación del comportamiento desconcertante de ciertos materiales, incluidos la madera, la gelatina , el algodón u el caucho. Por ejemplo cuando el caucho, cuya formula empírica conocida es C5H8, se disolvía en un disolvente orgánico, la disolución presentaba varias propiedades poco comunes, como viscosidad alta, presión osmotica baja y una disminución insignificante del punto de congelación. Estas observaciones sugerían que estaban presentes algunos solutos de masa molar muy grande, pero los químicos de esa época no estaban preparados para aceptar la idea de que pudieran existir dichas moléculas gigantes. En lugar de ello, postularon que los materiales como el caucho consistían de agregados de unidades moleculares pequeñas, como C5H8 o C10H16, unidas por fuerzas intermoleculares. Esta creencia erronea persistió durante varios años. hasta que Hermann Staudinger demostro sin duda alguna que dichos agregados eran, de hecho, moléculas extraordinariamente grandes, y que cada una contenía muchos miles de átomos unidos por enlaces covalentes. Cuando se logro entender la estructura de estas macromoléculas se abrió el camino para la fabricación de polímeros, que ahora se manifiestan en casi todos los aspectos de nuestra vida diaria. Alrededor del 90% de los químicos actuales, incluidos los bioquímicos trabajan con polímeros.
Hemos estados hablando en forma abstracta durante bastante tiempo, de modo que ahora sería una buena • Propiedades Mecánicas de los Polímeros Reales idea hablar sobre los polímeros que exhiben ese tipo de comportamiento mecánico, es decir, qué polímeros son resistentes, cuáles son duros,. . Por esa razón usted tiene un gráfico a su derecha. Compara curvas típicas tensión-estiramiento para diferentes clases de polímeros. Puede verse en la curva verde, que plásticos rígidos como el poliestireno el polímero metacrilato o los policarbonatos pueden soportar una gran tensión, pero no demasiada elongación antes de su ruptura. No hay una gran área bajo la curva. Decimos entonces que estos materiales son resistentes, pero no muy duros. Además, la pendiente de la recta es muy pronunciada, lo que significa que debe ejercerse una considerable fuerza para deformar un plástico rígido. (Creo que esto es realmente lo que quiere decir "rígido", ¿no?). De modo que resulta sencillo comprobar que los plásticos rígidos tienen módulos elevados. Resumiendo, los plásticos rígidos tienden a ser resistentes, soportan la deformación, pero no suelen ser duros, es decir, son quebradizos. • Los plásticos flexibles como el polietileno y el polipropileno difieren de los plásticos rígidos en el sentido que no soportan tan bien la deformación, pero tampoco tienden a la ruptura. El módulo inicial es elevado, o sea que resisten por un tiempo la deformación, pero si se ejerce demasiada tensión sobre un plástico flexible, finalmente se deformará. Usted puede comprobar esto en su casa con una bolsa plástica. Si la estira, será difícil al comienzo, pero una vez que la ha estirado lo suficiente, lo hará cada vez con mayor facilidad. Como conclusión, podemos decir que los plásticos flexibles pueden no ser tan resistentes como los rígidos, pero son mucho más duros.
Propiedades termo mecánicas ¿cómo se comportan los polímeros ante los cambios de temperatura? • Termoplásticos: se ablandan al calentarse y se endurecen al enfriarse. Estos son procesos totalmente reversibles y pueden repetirse. En esto se basa el mecanismo de las impresoras 3D FDM, que funden el plástico que está en forma de filamento (sólido) a la temperatura necesaria, y lo van depositando donde lo indica el software utilizado. Una vez que baja la temperatura, el plástico solidifica en su nueva forma. ¿Cómo pasa esto? Al calentar, las fuerzas de los enlaces secundarios se debilitan (porque la movilidad molecular aumenta), y esto facilita el movimiento relativo de las cadenas adyacentes al aplicar un esfuerzo. Como este proceso es reversible, podemos decir que, hasta un punto (llamado “degradación”), es posible reutilizar este plástico y volver a extruirlo. O sea, si tengo desperdicio en la impresora 3D FDM, y logro convertirlo en filamento de nuevo, puedo reutilizarlo en esta máquina. • Termorígidos (o termoestables): son los que, al calentarlos, sólo logro que se endurezcan. Si sigo aumentando la temperatura, se llega a la temperatura de rotura de estos enlaces, degrandando el polímero y haciendo que se rompa. Son por lo general más duros, resistentes y frágiles que los termoplásticos, pero tienen mucha mejor estabilidad dimensional. Como ya se deben estar imaginando, este tipo de plásticos son las resinas que utiliza la impresora T-Black. Materiales que, por ahora, son imposibles de calentar y derretir.
ADITIVOS EN PLASTICO: PLASTIFICANTES
RADIACION ULTRAVIOLETA
RELLENOS
COLORANTES
FLAMABILIDAD
LUBRICANTES
•
•
Los rellenos para polímeros son: Aserrín Polvo fino de sílice Arcilla Talco Carbonato de calcio Ayudan a reducir costo de polímeros Mayor resistencia, tenacidad y estabilidad.
La propiedad se da a través de distintos colorantes. La reacción del colorante depende de la temperatura, y cantidad de luz. Los pigmentos tienen mayor resistencia,
La mayoría de polímeros se queman cuando la temperatura es muy alta. La inflamabilidad puede variar según su composición .
Se agrega
•
Los plastificantes le dan flexibilidad reduciendo la temperatura a los polímeros. Uso común en cloruro de vinilo .
Muchos polímeros se ven afectados por la luz solar y el oxigeno ya que se debilitan y se rompen en enlaces primarios esto hace que se vuelva frágil.
lubricantes a los polímeros para reducir fricción. Sus lubricantes son: aceite de linazaaceite mineral – y ceras . Es importante para que no se peguen entre si .
USOS EN EL DISEﾃ前
POLIMEROS: Uso en el diseño
Uso en el diseño
Etil vinil acetato
Se utiliza para diseños y trabajos escolares, industria del calzado escenografía, teatro manualidades didácticas
Resinas melaminicas
Son muy usadas como material para los equipos de radiofonía y componentes de los televisores
p.P choque
Botellas o depósitos de combustibles.
Resina epoxi
Revestimiento e impregnación de aislantes, adhesivos y barnices
Estireno acrinolitrino
Componente para automóviles y artículos médicos
Resinas fenólicas
Se produce principalmente para en la producción de tableros de circuitos
polipropileno
Empaque para alimentos, tejidos equipo de laboratorio
polimetacrilato
• • • • • •
p.P impacto
Desde pieza de juguetes hasta parche de automóviles.
Resina úrica
• • • •
Señalización protecciones en maquinaria mamparas separadoras decorativas y de protección acuarios piscinas obras de arte Aislamientos eléctricos Pantallas Bajillas material espumoso para aislamientos térmicos y acústicos
Polímeros Uso en el diseño
Uso en el diseño •
Utilizado para el sellado en la fabricación de productos de polietileno, como antiadherente y aislante eléctrico. • Para el forrado de rodillos de máquinas selladoras de polietileno. • En el sellado para el envasado de jabones, detergentes, fertilizantes • Fabricación de marcos para ventanas
Acetales
rebaquelita
• • • •
Fabricación de enchufes Interruptores Televisiones Radios
Polietileno de alta densidad
• • •
Envases para detergentes Bolsas para supermercado Baldes para pintura
teflón
• Engranajes • Protección de bombillas • Separador de chapas • Cintas para uso de fontanería
Polietileno de baja densidad
• •
Bolsas de todo tipo Embasamiento automático de alimentos
pvc
• Resistencia, rigidez y dureza mecánicas elevadas • Aislante térmico, acústico y eléctrico • Elevada resistencia a sustancias químicas • Ligero y completamente inocuo • Mínima absorción de agua • Reciclable • Ejemplos de aplicación • Cuerpos de bombas y de válvulas
poliamidas
• • • • • •
Cuerpos de bombas Correas de transmisión Tejidos Secadores de pelo Cinturones de seguridad También hay tipos de poliamidas aptos para estar en contacto con los alimentos: espátulas, tenedores
polietileno
• Bolsas de almacén • Frascos de champú • Juguetes de los niños • Chalecos a prueba de balas • Aislante de cable
Polimetacrilato
• • • •
Cristaleras Vitrinas Letreros luminosos Prótesis de odontología
Politetrafluor etileno
• •
Es situado para partes mecánicas de tolerancia cerrada y aisladores eléctricos que requieren resistencia mecánica y rigidez Ofrecen resistencia a un amplio rango de productos químicos incluyendo muchos solventes. Se le adiciona a plásticos para mejorar sus condiciones físicas
polímero Uso en el diseño Hule nitrilo
• • • • • •
Poliestireno extrusianado
• • •
Uso en el diseño
Guantes quirúrgicos Sellos En la industria nuclear guantes y equipos de protección Productos moldeados Calzado Espumas expandidas
nylon
• Hilo para pescar • Redes • Fibra de alfombra • Fibra de bolsas de aire • Piezas de autos • Piezas de máquinas • Paracaídas • Cuerdas de guitarra • Chaquetas • Cremalleras
Se utiliza en aislamiento de suelos Aislamiento térmico en cubiertas planas, inclinadas Aislamiento de fachadas
policarbonato
•
Electrónica: se utilizan como materia prima para CD, DVD y algunos componentes de los ordenadores. • Seguridad: cristales antibalas y escudos anti-disturbios de la policía. • Diseño y arquitectura: cubrimiento de espacios y aplicaciones de diseño.
Poliestireno de alto impacto
• Se utiliza en la refrigeración • Para paneles interiores de heladera • Se utiliza en la industria cosmética • Juguetería • Calzado
polipropileno
•
acrílico
Exhibidores de productos • Guardas para pistas de • Ventanas residencial e industrial • Domos • Guardas para maquinaria • Protector de polvo • Aislante de ruido ( cajas para protección) • Muebles
Hule butadieno
• •
Moldeo por inyección de una gran diversidad de piezas, desde juguetes hasta parachoques de automóviles • Termo formado por ejemplo, contenedores de alimentos Llantas Pelotas de golf
uso en el diseño
Uso en el diseño
Caucho natural
• •
Fabricación de neumáticos Artículos impermeables
Caucho de fluorocarbono
Arandelas en la industria química
silicona
• • • •
Lacas para el cabello Labiales Protectores solares Industria farmacéutica
Resina úrica
• • • •
Caucho de silicona
• • • •
Industrias de alimentos Textiles Transporte para el moldeo Dispositivos médicos y farmacéuticos
Politetrafluor etileno
Utilizado para el sellado en la fabricación de productos de polietileno, como antiadherente y aislante eléctrico. • Para el forrado de rodillos de máquinas selladoras de polietileno. • En el sellado para el envasado de jabones, detergentes, fertilizantes • Fabricación de marcos para ventanas
Caucho acrílico
• •
Manguera se aplica como pintura a las terrazas, tejados, cubiertas
Resinas melaminicas
Utilizado para el sellado en la fabricación de productos de polietileno, como antiadherente y aislante eléctrico. • Para el forrado de rodillos de máquinas selladoras de polietileno. • En el sellado para el envasado de jabones, detergentes, fertilizantes • Fabricación de marcos para ventanas
Aislamientos eléctricos Pantallas Bajillas material espumoso para aislamientos térmicos y acústicos
FICHAS TECNICAS
Polipropileno •
Características Técnicas Características Técnicas
•
Densidad DIN 53479 g/cm³ 0.91
•
Esfuerzo en punto de fluencia DIN 53455 N/mm² 35
•
Elongación a la rotura DIN 53455 % 700
•
Modulo de elasticidad a la tensión DIN 53457 N/mm² 1300
•
Resistencia al impacto DIN 53453 kJ/m² no rompe
•
Resistencia al impacto charpy DIN 53453 kJ/m² 25
•
Tiempo limite de rendimiento ( 1% elongación después de 1000 h ) DIN 53444 N/mm² 4
• •
Resistencia de aislamiento especifica DIN 53482 cm 10 ¹7
•
Constante dieléctrica DIN 53483 10 6 HZ 2.3
•
Factor de disipación DIN 53483 10 6 HZ 0,0002
•
Resistencia dieléctrica DIN 53481 kV/mm 80
•
Resistencia superficial DIN 53482 10 ¹³
•
Temperatura de servicio periodos breves ºC 140
•
periodos punta ºC 100
•
Desviación de la temperatura método A DIN 53461 65
•
bajo carga ISO-R 75 método B 105
•
Coeficiente de expansión lineal térmica 23 ºC -100 ºC DIN 53752 10 -5x1/K 15
•
Conductividad térmica DIN 52612 W / ( Kxm ) 0,22
•
Flamabilidad ( UL-standard 94 ) HB
•
Punto de fusión DIN 53736 ºc 165
•
Absorción de humedad ( 23 ºC ) DIN 53715 % 0.03
•
Absorción de agua DIN 53495 % 0,1
•
plástico resistente al impacto muy utilizado en automoción y otros usos tanto industriales como domésticos. Termoplástico Amorfo.
Acrilonitrilo Butadieno Estireno ficha técnica •
Propiedades:
•
Material termoplástico amorfo Tg = 100-120ºC.
•
Densidad: 1,03-1,05 g/cm3.
•
El ABS es un terpolímero que contiene varios monómeros: Acrilonitrito, Butadieno y Estireno. Cada uno de estos tres componentes confiere al compuesto final determinadas características:
•
- Acrilonitrito: Ofrece estabilidad térmica y aumenta la resistencia química.
•
- Butadieno: Ofrece tenacidad en la base de la temperatura.
•
- Estireno: Ofrece brillo y mejora la estampabilidad.
•
Modificaciones:
•
Materiales de refuerzo y aditivos funcionales.
•
- Fibras de vidrio, bolas de cristal, y carbón black.
•
- Se pueden obtener productos ignífugos con aditivos halogenados.
•
Prestaciones:
•
En función del porcentaje de caucho butadieno, se le otorgan características diversas.
•
- Rigidez.
•
- Eficaz también a bajas temperaturas.
•
- Buena resistencia al rayado. Alto brillo.
•
- Utilizable aprox. -45ºC hasta + 85ºC (hasta 100ºC en los tipos termoresistentes).
•
Aplicaciones:
•
Máquinas de oficina, componentes para TV, partes de aparatos fotográficos, teléfonos, envolturas para conexiones eléctricas.
•
Partes de salpicaderos, casetes, cónsolas, reposabrazos, spoiler frontales, partes de carrocerías, rejillas para radiadores.
Etil vinil acetato Densidad
ISO 845
kg/m³
33±5
ISO 1798
kPa
>190
ISO 1798
%
>230
ISO 3386/1
kPa
>12 >28 >70
% %
≤20 ≤8
W/mK
0,035 0,039
Resistencia a la tracción
•
alargamiento
Resistencia a la compresión deflexión 10% deflexión 25% deflexión 50% Remanencia a la compresión 22 h de carga, 23 °C deflexión 25% 0.5 h tras descarga 24 h tras descarga Conductibilidad térmica a 10 °C a 40 °C
ISO 1856
DIN 52612
Ámbito de temperatura de trabajo
ISO 2796
°C
-40/+55
Estabilidad Dimensional
ISO 2796
%
<5%
Absorción de agua (28 días)
DIN 53428
vol.%
≤3
Resistencia Elétrica en Volumen
DIN 60093
Ωcm
≥10E15
Dureza Shore 00
ISO 868
--
>23
Velocidad de combustión Horizonta
FMVSS-302
mm/min
<100
RESINA FENOLICA: • ENVASES • La Resina Fenólica Modificada se provee en bolsas con 25 kgs.
• ESPECIFICACIONES TÉCNICAS • Tipo
Alquil Fenólica
• Aspecto
Trozos irregulares sólidos.
• Norma USDA Norma resina menor X • Densidad 1,10 gr / cm3 • Sólidos 100 % • Metioles
13-17 %
• Reactividad
6-8 %
• Punto de Fusión
Fisher Jhons 89-95°C
• Vida Útil 1 año • SOLUBILIDAD • Es soluble en solventes aromáticos como benceno, tolueno o xileno: alifáticos y oxigenados.
POLITETRAFLUOR ETILENO • CARACTERÍSTICAS MÉTODO DE ENSAYO UNIDADES VALOR • MECÁNICAS • Densidad DIN 53 479 g/cm3 • 2,18 • Esfuerzo en el punto de fluencia DIN 53 455 MPa 25 • Alargamiento a la rotura DIN 53 455 % 500 • Módulo de elasticidad a la tensión DIN 53 457 MPa 700 • Dureza de penetración a la bola • (30s) DIN 53 457 MPa 30 • Resistencia al impacto DIN 53 453 kJ/m2 No rompe • Coeficiente dinámico de fricción N/mm2 • 0,08-0,1 • TÉRMICAS • Punto de fusión DIN 53 736 ºC 327 • Temperatura de transición vítrea DIN 53 736 ºC -20 • Temperatura de servicio máxima en • periodos breves ºC 260 • Temperatura de servicio máxima en • periodos largos ºC 260 • Conductividad térmica (23ºC) W (k.m) 0,25 • Capacidad calorífica específica • (23ºC) 5 (g.k) 1 • Coeficiente de dilatación lineal • (23ºC) 105 • 1k 12ELÉCTRICAS • Coeficiente dieléctrico (106 Hz) DIN 53 483 2,1 • Factor de disipación DIN 53 483 0,0002 • Resistencia específica de paso DIN 53 483 1018 • Resistencia dieléctrica DIN 53 481 Ohm 48 • Resistencia a corrientes parásitas DIN 53 480 • VDE 0303 TI • KA 3c • KB>600
REBAQUELITA
PP. choque • Propiedades físicas: • Punto de fusión: 130 a 168 grados c. • Densidad: 0,9 y 0,97 g/ cm3. • Peso molecular:0,915 y 0,935 g/cm3
• Propiedades térmicas: • Temperatura para trabajar:100 grados c. • Calos especifico: 0.48 /kg/c. • Coeficiente de dilatación lineal:23 a 100 grados c-000018 x grados C. • Coeficiencia de conducción termica:0,19 kcal/m.h grados C.
• Propiedades mecánicas: • Dureza: 71-74 shore D • Resistencia mecánica: una de las mas altas de todas las termo plásticas. • Modulo de elasticidad (tracción): • 11,500 kg/cm3. • Resistencia a la traccion:300/k/cm3
• Aplicaciones: • Botellas o depósitos de combustibles.
Estireno acrinolitrino • Propiedades físicas: • Punto de fusión:-10 grados C. • Alargamiento a la rotura(%) :45 • densidad: 1.05 g/cm3
• Propiedades térmicas: • Temperatura para trabajar:40grados C.
• Propiedades mecánicas: • Resistencia al impacto:200-400 • Dureza: excelente • Resistencia fracción 41-45 mpa. • Coeficiente de friccion:0.5
Aplicaciones: Componente para automóviles y artículos médicos.
pp. impacto • Propiedades físicas: • Punto fusión :160-170 grados C. • Densidad: 0.9- 0,97 g/cm3 • Peso molecular :0,9 g/cm3 • Propiedades térmicas: • Temperatura para trabajar:100 grados C.
• Propiedades mecánicas: • dureza: 72-74 shore. • Resistencia mecánica: resistencia al stress cracking. • Resistencia bidimensional: buena.
Aplicaciones: Desde pieza de juguetes hasta parche de automóviles.
PVC