MATERIALES COMPUESTOS

UNIDAD II (Parte 3)

CARRERA

ASIGNATURA

PROFESOR

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CONSTRUCCIÓN CIVIL

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN III

SR. HORACIO MUÑOZ NÚÑEZ

POLIMEROS DEFINICION Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros, a través de enlaces covalentes. La reacción de formación de un polímero se denomina polimerización. Los polímeros presentan una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas, se atraen entre sí. La palabra “polímero” procede del griego y significa literalmente “muchas partes”. En ciencia y tecnología se considera material polimérico a aquel que contiene muchas unidades enlazadas entre sí químicamente. HISTORIA El plástico es el primer material sintético creado por el hombre. Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales, como el betún y la goma, con los que podían fabricar productos útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que éstas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una variedad de aplicaciones desde el modelo básico de artículos rituales hasta la impregnación de los muertos para su momificación.

1844 LUIS M CHARDONNET Obtiene la primera fibra artificial a partir de celulosa parcialmente nitrada

1869 JOHN HYATT Obtiene el celuloide, tomando como base la celulosa nitrada

1941 1ª GUERRA MUNDIAL Se comienza a producir caucho sintético

1939 – 1945 en EEUU Se desarrolla un sustituto sintético del caucho natural

1950 – 1960 KARL ZIEGLER Y GIULIO NATTA Desarrollaron catalizadores heterogéneos para la estéreo selectividad de la polimerización (premio nobel 1963)

CARACTERISTICAS GENERALES Materiales ligeros Resistentes a la corrosión Insolubles en agua

Solubles, en su mayoría, en disolventes orgánicos Versátiles de color Baja conductividad térmica (entre 100 y 1000 veces menor que en los metales) Baja conductividad eléctrica Coeficiente de dilatación muy superior al de los metales Alta capacidad calorífica Envejecimiento por acción del oxígeno y la luz solar Su principal limitación es que sólo pueden usarse a temperaturas moderadas, por otro

lado, a bajas temperaturas resultan casi siempre frágiles. Resistencia mecánica elevada: Les permite soportar tensiones y presiones sin

romperse ni desgastarse. Baja densidad: El plástico es un material muy ligero, se utilizan para piezas de coches,

recipientes, juguetes. Químicamente inerte: La mayoría de los plásticos resisten el ataque de los ácidos,

álcalis y por los agentes atmosféricos. Debido a esta propiedad se emplean para las tuberías que transportan el agua, para

los depósitos que contienen ácidos. Conductividad térmica: Son muy malos conductores del calor, por lo que se emplean

como aislantes térmicos. Facilidad de coloración: Permiten variar el color del acabado. Algunos plásticos son transparentes por lo que pueden utilizarse como sustitutos del

cristal. Elasticidad: Recuperan su forma original con facilidad. Sobre todo el grupo de

elastómeros. Debido a esta propiedad se emplean para suelas de zapatos, trajes de buzo, gomas.

Conductividad eléctrica: Son muy malos conductores eléctricos. Debido a ello se utilizan para recubrir los cables que transportan la energía eléctrica, para fabricar enchufes, interruptores.

Baja temperatura de fusión: Los plásticos pasan de estado sólido a líquido a una temperatura muy baja, por lo que abaratan los procesos de fabricación. Pero no pueden usarse para fabricar objetos que precisen una alta resistencia al calor.

Conductividad eléctrica: Son muy malos conductores eléctricos. Debido a ello se utilizan para recubrir los cables que transportan la energía eléctrica, para fabricar enchufes, interruptores.

Baja temperatura de fusión: Los plásticos pasan de estado sólido a líquido a una temperatura muy baja, por lo que abaratan los procesos de fabricación. Pero no pueden usarse para fabricar objetos que precisen una alta resistencia al calor.

CLASIFICACION SEGUN SU ORIGEN NATURALES: Se hallan de manera espontánea en productos naturales como la celulosa o el caucho.

- Celulosa. - Almidón. - ADN

SINTÉTICOS: se obtienen industrialmente a partir de los polímeros naturales. Es el caso del celuloide o la ebonita.

- Plásticos en General Termoplásticos: Se ablandan y plastifican, pudiendo ser conformados varias veces por

el efecto combinado de la presión y temperatura. Termoestables: Son materiales duros y rígidos incluso a temperaturas elevadas,

aunque por encima de los 400ºC se degradan. Elastómeros: Presentan alta deformación elástica al aplicar una fuerza sobre ellos,

pudiendo recuperar total o parcialmente su forma cuando cesa la fuerza. TERMOPLÁSTICOS Polietileno (PE):

Versátil y transformable por inyección, soplado, extrusión, rotomoldeo. Irrompible, resistente a las bajas temperaturas, liviano, impermeable, atóxico e inerte. Aplicaciones: tuberías de distribución, evacuación y alcantarillado, cañerías para agua potable, telefonía, drenaje y uso sanitario, paneles geomembranas, geotextiles, recubrimientos de arcilla geosintéticos para rellenos sanitarios, cables e instalaciones eléctricas, enchufes, cubiertas impermeabilizantes, cobertores de seguridad en edificios en construcción y sistemas de encofrado.

Existen dos tipos:

o El de alta densidad que es duro, frágil y puede resistir temperaturas próximas a los 100 ºC.

o El de baja densidad que es más blando, flexible y que admite temperaturas cercanas los 70ºC.

Es un plástico muy resistente al ataque de ácidos por lo que se emplea para fabricar depósitos, tuberías, y envases de cualquier tipo. Debido a la facilidad con la que se moldea se utiliza para fabricar objetos de diversas formas: juguetes, cubos, bolsas…

Nailon:

Es un material muy duro y resistente, se utiliza para fabricar hilo de pescar.

Debido a que ofrece mucha resistencia al desgaste y poca al rozamiento se utiliza para fabricar piezas de máquinas como levas y engranajes. En la industria textil se emplea para la fabricación de todo tipo de tejidos.

Polipropileno (PP):

Rígido, de alta cristalinidad y elevado punto de fusión, excelente resistencia química, baja densidad, impermeable, atóxico, irrompible y liviano. Aplicaciones: tuberías de distribución, evacuación y alcantarillado, cañerías para agua potable, cables e instalaciones eléctricas, enchufes, membranas y rellenos sanitarios, membranas de asfalto modificado. Puede soportar temperaturas de 100 ºC.

Policarbonato (PC):

Laminado traslúcido aislante, buena claridad óptica, excelente comportamiento ante el fuego, alta transmisión de luz, impide el 98% de los rayos UV. Respecto al vidrio, posee mayor resistencia al impacto, menor peso propio, facilidad de curvar en frío y mayor aislamiento térmico. Aplicaciones: cubiertas y acristalamientos laterales industriales, invernaderos, solarios, piscinas, cerramientos de terrazas, bóvedas y lucernarios en naves industriales, polideportivos, centros comerciales, etc.

TERMOESTABLES Resina epoxi:

Posee mayor dureza que la de poliéster. Se utiliza como adhesivo en construcción, como cimentación para las bancadas de máquinas y para la fabricación de pinturas que repelen el polvo.

Baquelita:

Es duro y muy resistente a los ácidos. Buen aislante del calor y de la electricidad.

Melamina:

Es más resistente a los golpes que la baquelita, se comercializa en forma de chapas con las que se fabrican tableros para mesas y mobiliario de cocina.

ELASTOMEROS Caucho:

El caucho natural se utiliza para fabricar neumáticos de coches, mediante un proceso de vulcanización.

El caucho sintético es más resistente al ataque de agentes químicos y es mejor aislante térmico y eléctrico. Se emplea para fabricar suelas de zapatos, mangueras de riego, correas de transmisión.

Neopreno:

Debido a su impermeabilidad se utiliza para fabricar trajes de inmersión. Absorbe muy bien las vibraciones por lo que se utiliza en cimentaciones de edificios, apoyo para grandes vigas.

Silicona:

Es muy resistente al ataque de agentes químicos y atmosféricos y posee una gran elasticidad. Debido a sus múltiples propiedades tiene usos tan diversos como el sellado de juntas, aislante eléctrico o en prótesis mamarias.

Resinas fenólicas (PF):

Dureza, rigidez, resistencia a los ácidos, excelentes propiedades aislantes. Se pueden usar continuamente hasta temperaturas de 150ºC. Más económicas y moldeables. Escasa plasto deformación. Los refuerzos pueden ser aserrín de madera, aceites y fibra de vidrio. Aplicaciones: adhesivos, material aislante, laminados para edificios y tableros, pinturas, masillas aglutinantes, espumas.

Resinas de poliéster (UP):

Se comercializa en dos envases separados, uno para la resina y otro para el catalizador, que se mezclan en el momento de emplearlo. La industria de la construcción ocupa el 30% de estas resinas. Aplicaciones: claraboyas, planchas onduladas y perfiladas, planchas de invernadero, perfiles de balcón, planchas de fachada, piscinas, tejados, revestimientos, tuberías de gran diámetro, molduras, cubiertas y muros, masillas, restauración de elementos, vigas. Aplicando capas sucesivas sobre un molde se hacen piscinas, carrocerías para coches, etc.

APLICACIONES Recubrimientos: pinturas, barnices, esmaltes, lacas y goma-laca. Tienen diversas

funciones: proteger el material de la degradación y la corrosión, mejorar la apariencia y proporcionar aislamiento eléctrico.

Adhesivos: capacidad de unir de forma temporal o permanente todo tipo de materiales.

Películas: capas de espesor muy fino de PE, Celofán y acetato de celulosa. Bolsas de plástico.

Espumas: materiales plásticos muy porosos. Cojines automóvil, embalaje y aislamiento térmico.