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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.