PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE INGENIERÍA Y ENLACES QUÍMICOS FÍSICOS
por
Alvarado Matos Astrid Carolina Rojas Chahuailacc John Briam Simon Guerra Jimy Marck Soto Rutti Leslye Mary
Asignatura: Ingeniería de Materiales Docente: Enrique De La Cruz Sosa
ORGANIZACIÓN DEL GRUPO DE TRABAJO
ORGANIZACIÓN DEL GRUPO
INTEGRANTES 1
2
ALVARADO MATOS ASTRID CAROLINA
ROJAS CHAHUAILACC JHON BRIAM
RESPONSABILIDAD ASIGNADA Responsabilidad del grupo Planificacion de tareas, asignacion de responsabilidades, proporcionar el informe de desempeño de cada integrante, investigación y recopilacion de informacion del primer material, dar formato al informe. Colabarar con la recopilacion de informacion con respecto al segundo material.
VALORACION DEL LOS INTEGRANTE DE 0 A 10 Cumplio con su responsabilidad en el momento indicado y trabajo con los integrantes. Nota: 9
Colaboro con la recopilacion de informacion del segundo material. Nota: 6
3
SIMON GUERRA JIMY MARCK
Investigar y recopilar informacion con repecto al segundo material.
Realizo la mayor partede la recopilacion de informacion con respecto al segundo material. Nota: 9
4
SOTO RUTTI MARY
LESLYE
Colaborar con la recopilacion de informacion con respecto al primer material.
Colaboro con la recopilacion de informacion del segundo material. Nota: 7
1
INTRODUCCION
El presente trabajo detalla la importancia y la educuada aplicaci贸n de dos materiales deacuerdo a su composicion y/o formula, propiedades, tipo de enlaces y su clasificacion. Lo cual nos ayudara ampliar nuestro conocimiento sobre estos materiales e identificar la importancia que tienen en nuestros respectivos campos profesional. En este documento se profundisa en dos tipos de materiales y sus aplicaciones en nuestras carreras profesionales: El primer material a tratar es el poliester el cual tiene un gran campo de aplicaci贸n, pero del cual nos centraremos en su aplicion en la industria textil El segundo material a tratar es la buj铆a para motor de combustion del cual profundisaremos nuestro conocimiento en su aplicaci贸n industrial automotriz.
2
INDICE
ORGANIZACIร N DEL GRUPO DE TRABAJO............................................................ 1
INTRODUCCION ............................................................................................................. 2
INDICE ....................................................................... ยกERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
PRIMER MATERIAL ........................................................................................................ 4
SEGUNDO MATERIAL ................................................................................................... 8
CONCLUSIONES........................................................................................................... 14
3
PRIMER MATERIAL
Material 1: Poliester (PoliEtilenTereftalato)
1.- Aplicaciones en la industria…
3.- Composición y/o fórmula química:
La fibra del poliéster es una de las fibras sintéticas más versátiles e importantes. Es resistente y suave al tacto. No se estira ni se encoge fácilmente. Seca rápido y es flexible. Tiene excelentes propiedades de plisado. Además requiere un mínimo de cuidado y se lava fácilmente. El poliester es una fibra fuerte que soporta movimientos fuertes y repetitivos. Su resistencia a la humedad lo hace ideal para prendas y chaquetas que se usan en ambientes húmedos, además un acabado resistente al agua, intensifica este efecto. Tambien la hacen un material exelente para la ropa deportiva y telas de alta tecnología Muchas chaquetas y prendas acolchadas están hechas de poliéster. Dado que el poliéster puede moldearse en casi cualquier forma, se pueden incorporar a las fibras ciertas propiedades aislantes: Crear fibras huecas: Este proceso atrapa el aire dentro de la fibra, El aire caliente permanece dentro y ayuda a mantener caliente los cuerpos. Usar microfibras de poliéster rizadas: El rizado ayuda a mantener dentro el aire caliente. El poliéster es una fibra ideal para esto porque mantiene su forma, no como el algodón y la lana, que tienden a alisarse con el tiempo reduciendo su propiedad para atrapar el aire caliente. Si el porcentaje de mezcla de poliéster es alto adquiere resistencia a las arrugas y reduce el decoloramiento. Se usa en pantalones, camisas, trajes, sabanas (bien por si solo o mezclado con algodón y lana: estos le dan a la fibra suavidad), debido a su resistencia a las arrugas y su capacidad de mantener su forma. Debido a que estas prendas se llevan puestas y se lavan frecuentemente es también deseable su resistencia a las manchas y durabilidad. El tergal es una fibra de poliester, muy resistente al desgaste y arrugas. Este tegido acumula energia estatica, la cual hace que se pegue al cuerpo y pierda caida. Ejem: La hace ideal para uniformes para chef. Las fibras de poliester pueden ser empladas en forma de filamento continuo o cortadas. Las cortadas encuentran gran aplicacion mezcladas con las natuales(algodón, lana, lino), artificiales (rayon viscosa, acetate, triacetate) y la sintética (acrílicas). Estas mezclas permiten la fabricación de tejidos para distintos usos. Camisas, pantalones, faldas, trajes completos, ropa de cama y mesa, genero de punto. Tiene buena estabilidad, es decir, no se encoge ni se estira fácilmente. Además no le afecta la luz solar, el amarillamiento y tiene una Resistencia al uso a temperaturas relativamente altas. Haciendo que su aspect estético sea superior al nylon. Por ello se usa mucho en la fabricación de vestidos, blusas, chaquetas, ropa deportiva,
C10H8O4
Las fibras de poliester se obtienen con la polimerización por policondensación de monómeros a base de ácidos tereftalico y glicol etilénico.
4.- Clasificación del material: Polímero Pertenece a la familia de los polímeros sinteticos clasificados como plásticos que a la vez se subdividen en termoplásticos.
5.- Tipos de enlaces: Enlace Covalente
4
Textil
2.- Propiedades deseables:
Alto modulo de elasticidad. Excetente estabilidad dimensiolnal y de forma. Alta Resistencia a la traccion (59 a 72 MPa) y tenacidad (3.6 a 4.5), que permite una larga vida útil. Resistencia a la absorción. Baja absorcion del agua de 0.4% a0.6%. Produce carga de electricidad estática. Conserva el calor major que el CO y el lino. Resistencia al desgaste y corrosion. Excelente Resistencia a la fatiga, a la torsion, a los acidos, a los aceites y alos disolventes. Buena Resistencia quimica y termica. Buena adaptabilidad con las fibras naturales, generando un cuidado más fácil de las prendas. Resistente a la abrasion. Alta propiedades hidrofobicas. Alta cristalinidad y calidad óptica de transparente a opaco. Fibra liviana. Tiene una densidad y peso especifico que varia entre los 1.22 y 1.33 gr/cm3 Impermeable. Reciclable. Resistencia a los insectos y microorganismos. Punto de fusión aproximadamente 260°C. Se vuelve flexible a altas temperaturas. Más resistente que cualquier fibra a la luz del sol. Bajo consume de energia en el proceso de trasformado.
trajes, faldas, pantalones, ropa impermeable, lencería y ropa para niños. Polietileno Tereftalato (PET) es un poliéster derivado del petroleo, fácilmente moldeables, cuando se le aplica el nivel de temperatura correspondiente. Puede adaptarse a cualquier forma y diseño, además de contar con un gran potencial de aplicaciones. El éxito que ha experimentado y sigue experimentado el PET se debe a sus excepcionales características y propiedades técnicas que lo han convertido en uno de los plásticos con mayor versatilidad del Mercado OTRAS APLICACIONES:
Envase y empaque: Por su impermeabilidad a los gases, el PET abarca casi el 100% del mercado de botellas retornables y no retornables para bebidas carbonatadas. Debido a su durabilidad, estabilidad dimensional e insensibilidad a la humedad excelentes, sobresale en la fabricación de envases de bebidas carbonatadas y de empaques de alimentos pues, no deteriora ni causa efectos de toxicidad a estos productos. La participación dentro de este Mercado es en: o o o o o o o
6.- Consideraciones finales del material u otros tipos de aplicaciones de interés.
7.- Gráficos, fotos o esquemas
5
Bebidas Carbonatadas Agua Purificada Aceite Conservas Cosméticos. Detergentes y Productos Químicos Productos Farmacéuticos
Electro-electrónico: Debido a su alta resistencia dieléctrica y mecánica, el PET se utiliza como aislante de ranuras y fases en motores, condensadores, bobinas y transformadores. Así también ha servido para ser utilizado en la fabricación de conectores eléctricos de alta densidad, bloques terminales, circuitos integrados y partes electromecánicas, reemplazando de este modo a los materiales termoestables.
Aplicaciones en la industria mecánica: El PET se utiliza en la fabricación de repuestos que necesitan superficies duras, planas y buena estabilidad dimensional. Por ejemplo en engranajes, levas, cojinetes, pistones y en bastidores de bombas que soportan elevadas fuerzas de impacto. Los compuestos reforzados de PET (PRFV) son usados para fabricar tapas de distribuidores y componentes de pintura exterior para automóviles.
Otras aplicaciones: Se utiliza para bandejas de horno convencional o microondas, pero su principal uso es en botellas. Se utiliza en monofilamentos para fabricar cerdas de escobas y cepillos. Tambien en suturas, fijaciones oseas o para sustituir fragmentos óseos (biomedicina). Vista Microscopica:
Su sección transversal es redonda.
6
Su sección longitudinal es lisa.
Extruccion: La extrusión de polímeros es un proceso industrial, en donde se realiza una acción de prensado, moldeado del plástico, que por flujo continuo con presión y empuje, se lo hace pasar por un molde encargado de darle la forma deseada.
Producción: Del 65- 70% de la producción de poliéster global se utiliza para los textiles, de las cuales más de 65% es producida en China.
Tobera: Permite la colocación de bandas de calefacción a lo largo de la misma para mantener la temperatura del polímero asi como la prolongación de la misma.
Es identificado en el sistema de codificación de los plásticos reciclables con el numero 1.
El Polietileno Tereftalato se fabrica a partir de dos materias primas derivadas del petróleo. Son puestos a reaccionar a temperatura y presión elevadas para obtener la resina PET en estado amorfo.
Fibra de Poliester
Aplicaciones:
Libro: Donald R. Askeland, Pradeep P. Fulay. “Caracteristicas aplicaciones y conformación de los polímeros”. Fundamentos de ingeniería y ciencia de materiales. Segunda Edición. Mexico: Cengage Learning Editor, S.A., 2010, pp. 493 – 522.
Internet:
8.- Bibliografía revisada:
7
http://kary0.webnode.mx/poliester/ Fecha de revision 12/01/2015 http://es.wikipedia.org/wiki/Tereftalato_de_polietileno Fecha de revision 14/01/2015 http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/pet/otras.htm Fecha de revision 14/01/2015 http://es.slideshare.net/8532/exposicion-fibras-sinteticas-y-poliester Fecha de revision 20/01/2015 http://www.desarrollatuproducto.com/directorio/proveedores/materiales/textiles.html?c atid=250 Fecha de revision 20/01/2015 https://vintage7.wordpress.com/2013/02/05/tela-poliester-parte-3/ Fecha de revision 20/01/2015 http://www.quiminet.com/articulos/los-principales-tipos-de-resina-de-poliester-y-suaplicacion-en-la-industria-54845.htm Fecha de revision 20/01/2015 http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/05/pet.html Fecha de revision 20/01/2015
SEGUNDO MATERIAL
Material 2: Bujías para motor de combustión L d(Mecánica Automotriz)
1.- Aplicaciones en la industria…
2.- Propiedades deseables:
Automotriz
(La bujía es un compuesto)
3.- Composición y/o fórmula química: Está compuesto por: Cobre Níquel Aluminio Cerámicos (aislador de piranite). Electrodos
4.- Clasificación del material: Las bujías se clasifican en dos: De resistencia eléctrica desnuda utilizadas tradicionalmente. De resistencia eléctrica protegida que se han introducido recientemente por la tecnología.
8
Definición: La bujía es un importante componente para el funcionamiento del motor de cualquier tipo de vehículo, se caracteriza por introducir energía por el sistema de encendido en la cámara de combustión interna, que genera una chispa producida por sus electrodos que posee. Aplicaciones en la industrias En las aplicaciones más se utiliza en la mecánica automotriz lo cual para todo tipo de máquinas ya sean eléctricas siempre necesitan de una bujía para poder lograr una chispa para así dar funcionamiento a la máquina, lo cual antes de todo eso también es logrado a la energía que es llevado por circuitos eléctricos que están incorporados en el interior, también es mediante el voltaje que esta disipado mediante ala estructura establecida y también la función adquerida.
Mecánica: Es cuando se desgasta debido a la chispa lo cual es intercambiable y consumible. Térmica: Cuando las bujías compensan la variación de temperatura para mantenerlos en una forma adecuada de acuerdo a sus necesidades. Térmica: Al momento del encendido absorbe calo producidas por la cámara de combustión. Eléctrico: Cuando el operario de cualquier tipo de maquina establece el encendido atreves de la chapa de encendido mediante el tipo de conexión la bujía produce una chispa por sus electrodos que posee en su interior. Eléctrico: Transforma el voltaje de la bobina y lo transforma en energía eléctrica generada en un arco eléctrico.
Cada uno de los fabricantes de bujías posee una codificación a través de la cual se puede conocer el rango de temperatura, si la bujía posee o no resistencia, tipo de electrodo (platino o cobre), etc. Mediante un catálogo del fabricante de la bujía se puede seleccionar la bujía recomendada por el fabricante del vehículo.
5.- Tipos de enlaces: Por parte de los cerámicos tiene enlace iónico ahora por todos los demás metales tienes también enlace metálico La bujía es una pieza importante de cualquier tipo de motor, la bujía de combustión o llamados también bujías de encendido es también responsable de absorber el calor generado por la cámara de combustión y disiparlo, permitiendo que el motor trabaje siempre en temperaturas adecuadas a su potencia. Además estos son utilizados en motocicletas, cortacésped, motosierras, automóviles livianos o pesados, cocinas y otros equipos. Bujía fría: Grado térmico bajo (los motores más potentes y de mayor rendimiento trabajan con temperaturas muy altas, por lo tanto necesitan una bujía que disipe el calor de la cámara más rápidamente.
6.- Consideraciones finales del material u otros tipos de aplicaciones de interés.
Bujía caliente: Grado térmico alto (en cambio los vehículos más tradicionales operan con temperaturas más bajas y de esa forma requieren una bujía que haga la disipación de calor mas latente (lento). Las bujías reciben un alto voltaje procedente de la bobina y convierten la energía eléctrica generada en un arco eléctrico, el cual a su vez permite que la mezcla aire-combustible se inflame y explote dentro de la cámara de combustión, empujando a gran velocidad el pistón y generando trabajo mecánico que se transmite al cigüeñal del motor. ¿Cuánto tiempo dura una bujía? Rpta: La vida útil de una bujía depende de sus características o sea tipo de material y cantidad de electrodos, además del tipo de combustible utilizado por el vehículo. La bujía posee un parte cerámica ¿Esta parte es frágil? ¿Puede romperse e influir en el funcionamiento del producto? Rpta: El aislador (cerámico) es extremadamente resistente a elevadas temperaturas, gases de combustión, choque térmico y alta tensión. Es raro que ocurra rajaduras solo puede ocurrir en la utilización o en la instalación o cuando sufre caídas o golpes.
9
Gráficos:
Índice de grado térmico utilizado por la BOSCH
Ojo los que están resaltados son los mas importantes.
7.- Gráficos, fotos o esquemas
Significado de los códigos de identificación de las bujías Bosch en:
http://www.catalogobosch.com/BibliotecaPDF
10
11
Bujía en funcionamiento automotor.
Sistema de encendido Directo
Bujias frias y calientes.
Este tipo de vehículo utiliza bujía fría.
12
Este tipo de vehículo utiliza bujías calientes
Partes importantes de una bujia
http://www.catalogobosch.com/BibliotecaPDF es/Buj%C3%ADas/Buj%C3%ADas.pdf fecha de revisi贸n(14/01/15) http://www.grovisa.com/mybox/csm/1801.pdf fecha de revisi贸n(12/01/15) 8.- Bibliograf铆a revisada:
13
http://www.ecured.cu/index.php/Buj%C3%ADa fecha de revisi贸n(14/01/15)
CONCLUSIONES
Podemos concluir en primer lugar que el poliester es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. El poliester en general se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su orientación presenta propiedades de transparencia y resistencia química. Existen diferentes grados de PET, los cuales se diferencian por su peso molecular y cristalinidad. Los que presentan menor peso molecular se denominan grado fibra, los de peso molecular medio, grado película y los de mayor peso molecular, grado ingeniería. Este polímero no se estira y no es afectado por ácidos ni gases atmosféricos, es resistente al calor y absorbe poca cantidad de agua, forma fibras fuertes y flexibles, también películas. Su punto de fusión es alto, lo que facilita su planchado, es resistente al ataque de polillas, bacterias y hongos Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a temperaturas superiores a los 70 grados. Se han logrado mejoras modificando los equipos para permitir llenado en caliente. Excepción: el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a temperaturas de hasta 230 ° C. El poliester tiene propiedades unicas como claridad, brillo, transparencia, barrera a gases y
aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas. En el mercado automotriz existe una gran variedad de bujías, de las cuales podemos encontrar de platino, convencionales, de 2 o hasta 4 electrodos, y de iridium, cabe mencionar que dentro de estas se pueden clasificar por el grado térmico que poseen (fría ó caliente). Las bujías de hoy en día poseen el mismo principio, la diferencia que existe entre ellas es el material de fabricación, factor que interviene en la conductividad al flujo de electrones, por consecuencia la durabilidad de la bujía y desempeño del automóvil. Las bujías de platino como su nombre lo indican presentan una punta de platino que permite una buena conductividad, durabilidad y mejor desempeño del vehículo el remplazo de este tipo de bujías llega ser incluso en promedio de cada 50,000 kilómetros. Las bujías de iriduim, están fabricadas con materiales que presentan una buena conductividad al flujo de electrones, por tal motivo representan un costo mayor al elegir este tipo de bujías, es importante mencionar que el desempeño se ve reflejado e incluso la sustitución de la misma llega a ser en promedio cada 80,000 kilómetros.
14
Es importante tener en cuenta que para elegir la bujía correcta del automóvil, se tendrá que tomar en cuenta las especificaciones del fabricante, debido a que existen automóviles que al colocar una bujía distinta a la especificada por el fabricante el motor del vehículo presenta fallas o en alguno de los casos no enciende, lo anterior llega a suceder principalmente por el rango de resistencia, largo de la bujía, rango térmico etc. En cuanto al tiempo de sustitución de las bujías, dependerá de la bujía a utilizar, debido a que el material de fabricación difiere a la durabilidad, cabe mencionar que dependiendo del diseño de los vehículos hoy en día no permite el acceso a las bujías, por lo que hay que desmontar otros elementos para su desmontaje, razón por la cual el cambio de bujías es a un más prolongado.
15