94508138 unidad-4-plasticos

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94508138 unidad-4-plasticos

  1. 1. INSTITUTO TECNOLOGICO DE ZACATECAS TRABAJO DE UNIDAD # 4 CARRERA: INGENIERÍA INDUSTRIAL ASIGNATURA: PROCESOS DE FABRICACION NOMBRE DEL ALUMNO: GUSTAVO AGUILAR DOMINGUEZ NO. DE CONTROL: 11450224 Zacatecas, Zac; a 03 de Diciembre del 2012.
  2. 2. UNIDAD 4 Procesos industriales de plásticos térmicos, compuestos y termofraguantes, y materiales cerámicos4.1 GeneralidadesUn polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga, cada unade las cuales está hecha de unidades que se repiten y conectan entre sí. La palabrapolímero se deriva del griego poly (muchos), y mero (es parte). La mayoría de lospolímeros se basan en el carbono, y por ello se les considera productos químicosorgánicos.Los polímeros se dividen en: Plásticos Cauchos (hules)- categoría de los elastómeros (E)Como materiales de ingeniería son relativamente nuevos en comparación con losmetales y los cerámicos, pues sólo datan de alrededor de la mitad del siglo XIX.Nota históricaEl descubrimiento de los polímeros fue gracias a Charles Goodyear en 1839 (gracias a la vulcanizacióndel caucho). En 1851, su hermano Nelson patentó el caucho duro (ebonita). El descubrimiento delceluloide por J. W. Hyatt en 1869. Alrededor de 1890 se produjeron por primera vez las fibras decelulosa, llamadas rayón. Alrededor de 1910 se comercializó la película para envolver, el celofán. No fue,sin embargo, sino hasta principios de 1900 cuando uno de los materiales más importantes, la resina defenol formaldehído (o plástico sintético-bakelita), fue desarrollada por el Dr. L.H. Baekeland y suscolegas. En 1912, I. Ostromislenski patentó el cloruro de polivinilo (1927 se comercializó comorecubrimiento de paredes) y en la misma época, en Alemania se produjo el poliestireno. En Inglaterra, en1932, se obtuvo el polietileno. En 1928, gracias a las investigaciones de W. Carothers (de DuPontEE.UU.) se creó la poliamida nylon. En la década de 1940 se crearon varios polímeros de propósitoespecial; en 1943, el teflón, las siliconas y los poliuretanos; las resinas epóxicas en 1947, y en 1950llegaron las fibras de poliéster, en 1957 el polipropileno, el policarbonato y el polietileno de alta densidad.En la década de 1960 se crearon los elastómeros termoplásticos.Desde entonces la investigación ha agregado numerosos materiales sintéticos que varían ampliamenteen propiedades físicas.El 70% de todos los polímeros sintéticos que se producen, y los de mayor importanciacomercial, son los termoplásticos (TP); el 30% lo constituyen los polímerostermofraguantes (TS) y elastómeros (E).El Peso molecular de un polímero es la suma de los pesos moleculares de lospolímeros en una cadena representativa. Mientras mayor sea, mayor será la longitud dela cadena. En promedio la mayoría de los polímeros comerciales tienen un peso entre10,000 y 10’000,000. Este tiene una fuerte influencia en sus propiedades, por ejemplo:resistencia a la tensión y al impacto, agrietamiento y viscosidad (aumenta al tenermayor peso molecular).
  3. 3. Grado de polimerización (DP) es la relación del peso molecular del polímero al pesomolecular de la unidad representativa. Ejemplo: el peso del polímero del PVC es de62.5, entonces del DP del PVC con un peso molecular de 50,000 es 50,000/62.5=800.A mayor DP mayor viscosidad del polímero o resistencia de flujo y por lo tanto dificultasu formado, y por ende, el costo total de su procesamiento.Si todas las unidades repetitivas de la cadena de un polímero son del mismo tipo, a lamolécula se le llama homopolímero.Los copolímeros contienen dos tipos de polímeros, ejemplo: el estireno-butadieno, quese utiliza en las llantas para automóviles.Los terpolímeros contienen tres tipos de polímeros, ejemplo: el ABS (acrilonitrilo-butadieno-estireno) que se utiliza en los cascos, teléfonos.Características de los polímeros lineales y ramificadosLos polímeros lineales, se llaman así debido a su estructura secuencial o lineal.Ejemplo: polietileno, PVC, polipropileno.
  4. 4. En los polímeros ramificados las cadenas de ramas laterales se sujetan a la cadenaprincipal durante la síntesis del polímero. Dicha ramificación interviene en el movimientode las cadenas moleculares. Es decir aumenta su resistencia a las deformaciones y alagrietamiento por esfuerzos. Su densidad es menor en comparación con la densidad delos polímeros lineales.Hagamos una analogía de un árbol. Las ramas del árbol son los polímeros ramificadosy los troncos rectos son los polímeros lineales. Podemos observar que es más difícilmover una rama dentro del grupo de ramas que un tronco recto.Los polímeros entrecruzados o de enlace cruzado son los llamados termofraguantes.Este tipo de enlace influye en las propiedades del polímero, por ejemplo aporta mayordureza, resistencia, rigidez, fragilidad y mejor estabilidad dimensional.CristalinidadEs cuando las moléculas largas se arreglan de modo ordenado entre ellas formandocristalitas (regiones cristalinas), igual que si dobláramos una manguera para incendiosen su gabinete o los pañuelos desechables en su caja. Un polímero lineal puede ser100% cristalino, pero no un ramificado (aunque puede desarrollar niveles bajos decristalinidad), ya que sus ramas interfieren en la alineación de las cadenas en unarreglo cristalino regular.El grado de cristalinidad de un polímero afecta en gran medida en sus propiedadesmecánicas y físicas. A medida que aumenta la cristalinidad en un polímero, estos sevuelven más rígidos, más duros, menos dúctiles, más densos, menos flexibles y másresistentes a los solventes y al calor.AmorfosCuando las moléculas no tienen un arreglo ordenado, es como un plato de espagueti ocomo lombrices en una cubeta, todos enlazados unos con otros. Ejemplo: elpoliestireno. A bajas temperaturas los polímeros amorfos son duros, rígidos, frágiles yvítreos; a altas temperaturas son gomosos o correosos. A la temperatura en que ocurredicha transición se le llama temperatura vítrea (Tg). La temperatura vítrea varíadependiendo del polímero.
  5. 5. Conforme aumenta la temperatura los polímeros cambian en sus propiedadesmecánicas; desde la temperatura ambiente, a la vítrea y a la de fusión. Es decir desólidos a viscosos.Los polímeros plásticos:Son sustancias de origen orgánico formadas por largas cadenas macromoleculares quecontienen en su estructura carbono e hidrógeno principalmente. Se obtienen mediantereacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural(polimerización).En determinada etapa de su manufactura todo plástico es capaz de adoptar la formafinal deseada, bajo la acción de calor y presión. Se obtienen por moldeo.Polimerización:Es un proceso químico por el que los monómeros (compuestos de bajo peso molecular)se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso, llamadapolímero o macromoléculas.Existen dos métodos de síntesis: 1. Polimerización por adición. 2. Polimerización por etapas.En la polimerización por adición o en cadenas los monómeros pasan a formar partede la cadena de uno en uno. Primero se forman dímeros, después trímeros, acontinuación tetrámeros, etc. La cadena se incrementa de uno en uno, de monómero amonómero. Si la molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdidade átomos, es decir, la composición química de la cadena resultante es igual a la sumade las composiciones químicas de los monómeros que la conforman. Ejemplos:polipropileno, cloruro de polivinilo (PVC), poliestireno, teflón, caucho natural.
  6. 6. (1)Inicio, (2) Adición rápida de monómeros, (3) Molécula resultante de polímero de cadena larga con n meros al terminar la reacción.En la polimerización por etapas, se hace reaccionar a dos monómeros para formaruna molécula nueva del compuesto que se desea obtener. En la mayor parte (o entodos) de los procesos de polimerización por etapas también se produce unsubproducto de la reacción. Es común que éste sea agua que se condensa; es por elloque se utiliza con frecuencia el término polimerización por condensación para losprocesos en que ésta ocurre. Ejemplo: nylon-6,6; policarbonato, fenol formaldehído,urea de formaldehído. (1) n-mero que captura un monómero individual para formar (n+1)-mero, (2) n1-mero que se combina para formar un (n1+n2)-mero.
  7. 7. Unión de hexametilenodiamina con ácido adípico para formar el nylon 6,6. Formula química [(CH2)6(CONH)2(CH2)4]n. Subproducto obtenido: agua.DENOMINACIÓN Y ACRÓNIMOSLa denominación de los plásticos se basa en los monómeros que se utilizaron en sufabricación, es decir, en sus materias primas. Como se puede observar, los nombresquímicos de los polímeros con frecuencia son muy largos y difíciles de utilizar. Paraaligerar este problema se introdujeron las dos siglas o acrónimos. La mayor parte deestos acrónimos han sido normalizados.ACRÓNIMOS PLÁSTICOABS ACRILONITRILO-BUTADIENO- PP POLIPROPILENO ESTIRENOCA ACETATO DE CELULOSA PPS POLIFENILEN SULFONAEP EPOXICA PS POLIESTIRENOEPS POLIESTIRENO EXPANSIBLE PTFE POLITETRAFLUOROETILENO (TEFLÓN)EVA ETIL VINIL ACETATO PUR POLIURETANOHDPE POLIETILENO ALTA DENSIDAD PVC CLORURO DE POLIVINILOLDPE POLIETILENO BAJA DENSIDAD SAN ESTIRENO – ACRILONITRILOMF MELAMINA FORMALDEHIDO SB ESTIRENO BUTADIENOPA POLIAMIDA TPE ELASTÓMERO TERMOPLÁSTICOPB POLIBUTADIENO TPU POLIURETANO TERMOPLÁSTICOPBT POLIBUTILEN TEREFTALATO UHMWP POLIETILENO ULTRA ALTO PESO E MOLECULARPC POLICARBONATO UF UREA – FORMALDEHIDOPEI POLIESTERIMIDA UP POLIÉSTER INSATURADOPES POLIESTERSULFONA SI SILICÓNPET POLIETILEN-TEREFTALATO LLDPE POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDADPF FENOL-FORMALDEHIDO PAN POLIACRILONITRILOPMMA POLIMETIL METACRILATO PPO POLIOXIDO DE FENILENO (ACRÍLICO)POM POLIOXIDO DE METILENO (ACETAL)Los plásticos se pueden conformar en una variedad amplia de productos, tales comopiezas moldeadas, secciones extruidas, películas y hojas, recubrimientos para aislaralambres eléctricos y fibras textiles. Además de ser ingredientes principales de otrosmateriales, como pinturas y barnices, adhesivos y varios compuestos de matriz depolímero.
  8. 8. Los procesos de conformación de los plásticos más utilizados son: 1. Extrusión 2. Procesos de hojas (láminas) y películas 3. Producción de fibras y filamentos (hilado o hilandería) 4. Procesos de recubrimiento 5. Moldeo por inyección 6. Moldeo por compresión y transferencia 7. Moldeo por soplado y moldeo rotacional 8. Termoformado 9. Fundición 10. Proceso y formado de espuma de polímeroDurante los últimos 54 años las aplicaciones de los plásticos se han incrementado auna tasa mucho más elevada que la de los metales o los cerámicos. Muchas piezasque antes se hacían de metales, hoy en día se elaboran de plástico y compuestos deplásticos. Lo mismo ha ocurrido con el vidrio, sustituyendo a las jarras y botellas devidrio por las de plástico. Lo anterior se debe a las siguientes razones:  Se necesita menos energía de calentamiento para conformar los plásticos, que para conformar los metales, ya que las temperaturas de procesamiento son mucho menores.  La cantidad de manejo del producto que se requiere en la producción del plástico se reduce de manera sustancial en comparación con los metales.  No se requiere dar a los plásticos acabados con pintura o recubrimiento.  Muchas de las piezas de plástico se forman por moldeo.  Por la variedad de los procesos de formado y la facilidad con que se procesan los plásticos, permiten una diversidad casi ilimitada de formas geométricas de piezas por formar.  Ciertos plásticos son traslucidos o transparentes, así que para ciertas aplicaciones compiten con el vidrio.Sin embargo tienen ciertas limitaciones: Su resistencia es baja en comparación con la de los metales y cerámicos. Las temperaturas de uso se limitan a sólo unos cientos de grados debido a la suavización de los polímeros termoplásticos o a la degradación de los termofijos. Ciertos polímeros se degradan si se les expone a la luz solar y a otras formas de radiación. Muestran propiedades viscoeslásticas, lo que genera poca estabilidad dimensional.
  9. 9. Características de los plásticos:  Fáciles de trabajar y moldear.  Tienen un bajo costo de producción.  Poseen baja densidad.  Suelen ser impermeables.  Buenos aislantes eléctricos.  Aceptables aislantes acústicos.  Buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas.  Resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos.  Algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes.  Pueden ser transparentes o de colores.4.2 Tipos de plásticosPara su estudio se dividen en:  Termoplásticos  Termofraguantes  Plásticos compuestosTermoplásticosSon materiales sólidos a temperatura ambiente, pero si se les calienta a temperaturaapenas unos cuantos cientos de grados, se vuelven líquidos viscosos. Estacaracterística permite que adopten formas de productos de modo fácil y económico, sinque sufran algún cambio químico. Se pueden sujetar repetidas veces al ciclo decalentamiento y enfriamiento sin que el polímero se degrade en forma significativa, sinembargo el calentamiento y enfriamiento repetitivo puede causar degradación. Si seelevan por encima de su temperatura T g (vítrea) primero se vuelve correoso, después alaumentar su temperatura gomoso y al final a temperatura arriba de Tm (de fusión) sevuelve fluido viscoso (al aumentar la temperatura su viscosidad disminuye,pareciéndose a un helado).Los polímeros Termoplásticos comunes incluyen:  Polietileno  Cloruro de polivinilo  Polipropileno  Poliestireno  NylonPor lo general los materiales termoplásticos presentan un buen conjunto depropiedades mecánicas, son fáciles de procesar, reciclables y bastante económicos. Laprincipal desventaja deriva del hecho de que son materiales que funden, de modo queno tienen aplicaciones a elevadas temperaturas puesto que comienzan a reblandecerpor encima de la transición vítrea, con la consiguiente pérdida de propiedadesmecánicas. Son procesados por inyección, extrusión, termoformado y satinado.
  10. 10. TermofraguantesEstos no toleran ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento. Cuando se calientande inicio, se suavizan y fluyen de modo que se pueden moldear, pero las temperaturaselevadas también producen una reacción química (polimerización) que endurece elmaterial y lo convierte en un sólido que no se puede fundir. Si se le vuelve a calentar,los polímeros termofraguantes se degradan y carbonizan, en vez de suavizarse.Ejemplos de polímeros Termofraguantes:  Fenoles  Epóxicos  Ciertos poliésteresPuesto que no funden y no reblandecen, los Termofraguantes, son materiales quepresentan muy buenas propiedades a elevadas temperaturas. Junto con su altaresistencia térmica presentan alta resistencia química, rigidez, dureza superficial, buenaestabilidad dimensional, etc. En general presentan mejores propiedades mecánicas,térmicas y químicas, resistencia eléctrica y estabilidad dimensional que lostermoplásticos.Sin embargo el empleo de los termofraguantes requieren métodos de transformaciónlentos y los acabados son pobres comparados con los de la mayoría de lostermoplásticos.Los procesos utilizados para estos plásticos, incluyen moldeo por transferencia, colado,laminado e impregnado, además de algunos usados para estructuras rígidas o flexiblesde espuma.
  11. 11. Plásticos compuestosLos composites o plásticos compuestos, están formados por dos componentes queforman dos o más fases distintas físicamente cuya combinación les confierenpropiedades agregadas, diferentes de las de sus componentes. Su interés, tantocomercial como tecnológico, viene del hecho de que sus propiedades no sólo sondistintas de las de sus componentes, sino que con frecuencia mucho mejores. Sepueden diseñar compuestos que sean muy fuertes y rígidos, pero de peso ligero; tenercompuestos que no se corroan como el acero; se pueden obtener materialescompuestos con propiedades que no tienen los metales o cerámicos. Sin embargotienen sus desventajas, algunos procesos de formación de materiales compuestos sonlentos y costosos; algunos compuestos son susceptibles al ataque químico o desolventes; en general los materiales compuestos son caros, pero disminuye su valor siaumenta su volumen.Los plásticos compuestos constan de una matriz, que se trata generalmente de unpolímero termoplástico, aunque ocasionalmente pueden ser termofraguante, y de unagente reforzador, que se suele tratar de una fibra, por lo general es de fibra de vidrio,fibra de carbón y el Kevlar 49.En estos materiales la carga o refuerzo mejora las propiedades de la matriz polimérica,de modo que combinan todas las ventajas de los termoplásticos o termofraguantes,según se trate, con las del refuerzo, lo que supone muy buenas propiedadesmecánicas.Se utilizan en la industria automotriz: en los paneles de la carrocería de autos ycamiones; en equipo recreativo y deportivo: en raquetas para tenis, palos de golf,cascos de futbol, arcos y flechas, ruedas de bicicletas; en cascos para embarcaciones;en la industria aeroespacial para reducir el peso de las aeronaves a fin de incrementarla eficiencia del combustible y capacidad de carga.4.3 Materias primasLas materias primas para los compuestos plásticos, son diversos productos agrícolas ymuchos otros materiales minerales y orgánicos, incluyendo carbón, gas, petróleo,piedra caliza, sílice y azufre. En el proceso de fabricación se agregan otros ingredientestales como polvos colorantes, solventes, lubricantes, plastificantes y materiales derelleno. El aserrín, la harina, algodón, asbesto, metales pulverizados, grafito, vidrio,arcilla son los materiales más importantes usados como relleno. Tales productos comoasientos para sillas a la intemperie, telas plásticas, recipientes para basura, fundas paramáquinas, artículos para equipaje, cascos de seguridad, cañas para pescar y partespara instrumentos, son ejemplos de los productos que utilizan este relleno.Su empleo reduce los costos de fabricación, disminuye el encogimiento, mejora laresistencia al calor, suministran resistencia al impacto o le imparten al producto otraspropiedades deseables. Los plastificantes o solventes son agregados con ciertoscompuestos para suavizarlos o para darles fluidez en los moldes. Los fabricantestambién mejoran las características de moldeo del compuesto. Todos estos materialesse mezclan con resinas granuladas antes de moldearse.
  12. 12. 4.4 Compuestos termofraguantesCaracterísticas generales: Más rígidos en comparación con los termoplásticos. Frágiles, es decir casi no poseen ductibilidad. Son menos solubles en solventes comunes. Son capaces de resistir temperaturas de uso elevadas. Sin embargo si la temperatura se eleva lo suficiente el polímero termofraguante comienza a quemarse, degradarse y carbonizarse. No se pueden volver a fundir, en vez de ello se degradan o queman. Poseen resistencia a la electricidad. Mayor estabilidad dimensional que los termoplásticos.Este tipo de polímeros plásticos no se utilizan tanto como los termoplásticos, debido aque no los podemos recalentar porque se degrada o quema. El plástico termofraguante
  13. 13. más importante o que se produce en mayor volumen son las resinas fenólicas. A continuación se describirán los plásticos termofraguantes más importantes: La resina es una secreción orgánica que producen muchas plantas, particularmente los árboles del tipo conífera. Es muy valorada por sus propiedades químicas y sus usos asociados, como por ejemplo la producción de barnices, adhesivos y aditivos alimenticios. También es un constituyente habitual de perfumes o incienso. Ejemplo más común es la chucata del mezquite. Fenólicas (baquelita) La resina fenólica es uno de los principales plásticos termofraguantes que se usan en la actualidad en la industria. Dicha resina sintética se elabora mediante la reacción del fenol con el formaldehído, formando el fenol-formaldehído, el cual se empezó a comercializar alrededor de 1900 con el nombre de bakelita. Es un material frágil, de alta resistencia, durable, capaz de ser moldeado bajo una amplia variedad de condiciones, tiene alta resistencia al calor (hasta 110ºC) y al agua, elevadas propiedades dieléctricas (aislamiento), resistente a los químicos, difícilmente inflamable, es rígido y tiene buena estabilidad dimensional (forma) y puede producirse solamente en colores oscuros. Casi siempre se combina con materiales de relleno como el aserrín, las fibras de celulosa y algunos minerales, cuando se emplea en el moldeo. Se usa en la fabricación de materiales de revestimiento, adhesivos para madera laminada (triplay), agentes aglutinantes para metal y vidrio, pudiendo moldearse en muchas formas útiles, tales como cajas moldeadas, clavijas eléctricas, tapones de botella, perillas, mangos para cuchillos, mangos y agarraderas para ollas y sartenes, teléfonos, gabinetes para radio y otras numerosas partes eléctricas (como conectores, cableado, aislantes). Se fabrican piezas para el sector de los electrodomésticos, en el sector aeroespacial y en la defensa. Los compuestos fenólicos son moldeados por compresión o moldeo de transferencia.Ingredientes del monómero: Fenol (C6H5OH) y formaldehído (CH2O) Elongación: Menos del 1% Método de polimerización: Etapas (Condensación) Gravedad especifica: 1.4 2 Módulo de elasticidad: 7000 MPa (1000000 lb/in ) Participación aproximada en el 6% Resistencia a la tensión: 70 MPa (10000 lb/in2) mercado: Ejemplos: Las losetas de madera tecnológica están compuestas por una fórmula especial de fibras de madera y resinas fenólicas, convirtiéndolas en un producto altamente resistente a la humedad, las altas temperaturas, la luz solar La arena utilizada en el área de moldeo es sintética (blanca) la cual se utiliza con resina fenólica autofraguante para obtener los mejores resultados en el moldeo. Las bolas de billar deben ser lo más redonda posibles y están hechas de resina fenólica, en varios colores. Resinosas La resina es una sustancia sólida o de consistencia pastosa, insoluble en el agua, soluble en el alcohol y en los aceites esenciales, obtenida naturalmente como producto que fluye de varias plantas. Se dividen en:
  14. 14. *Resinas naturales: Ámbar Resina verdadera Gomorresinas Oleorresinas Bálsamos Lactorresinas *Resinas sintéticas: Poliéster Poliuretano Resina epoxiÁmbar:Es una piedra preciosa hecha de resina vegetal fosilizada proveniente principalmentede restos de coníferas (árboles como el pino) y algunas angiospermas (tipos de flores).Resina verdadera:Es una resina dura, quebradiza, parecida exteriormente a la goma, pero insoluble y queno se reblandece en agua. La resina verdadera más típica es la colofonia, no es unaresina natural, puesto que se obtiene de la destilación seca de la oleorresina del pino(la trementina, es una mezcla más o menos fluida de resina y aceite esencial del pino).Usos actuales: la adición de colofonia modificada al caucho de los neumáticos lesconfiere mayor plasticidad, el chicle es fundamentalmente colofonia, los adhesivostermofraguantes también la incorporan, es un aislante de alta calidad que se incorporaa numerosos circuitos eléctricos, también se utiliza en escalada (viene en polvo con osin mezclar con magnesio para impregnarse las manos y hacerlas más adherentes a laroca), es un componente fundamental para la elaboración de jabones y así no seenrancien en poco tiempo.Gomorresinas:Es una secreción vegetal protectora formada por una mezcla de goma (sustanciaresinosa con un alto peso molecular, es acida) y resina que se emulsiona (esuna mezcla de líquidos de manera más o menos homogénea) al mezclarse con agua.Puede contener o no, además, un aceite esencial volátil (gomorresinas con o sin olor).La gomorresina es blanca y espesa, de naturaleza lechosa que fluye de varias plantasnaturalmente o tras practicarles una incisión. Se solidifica tras estar al aire una cantidadde tiempo variable, dependiendo de la planta. Se utiliza como adhesivo natural.Ejemplo: La mirra, que es una sustancia resinosa aromática. Se obtiene haciendo unaincisión en la corteza del árbol Commiphora myrrha (África), de la cual exuda una resinagomosa, de color amarillo que al secarse tiene formas irregulares y tonalidad pardo-rojiza.OleorresinasEs una mezcla más o menos fluida de resina y aceite esencial, como por ejemplola trementina de pino. Igualmente se puede extraer de las especias, como puede serel pimentón (pulverización del chile rojo). La oleorresina resultante es utilizada cada vezmás en la industria alimentaria como colorante.
  15. 15. Ejemplos: paprika, Curry, pimienta negra, extracto de vainilla, entre otros.BálsamosSustancia aromática, líquida y casi transparente en el momento en que por incisión seobtiene de ciertos árboles, pero que va espesándose y tomando color a medida que,por la acción atmosférica, los aceites esenciales que contiene se cambian en resina yen ácido benzoico y cinámico. Los bálsamos suelen ser utilizados comodesodorizadores y purificadores; dado que en ocasiones las momias egipcias erancubiertas con bálsamos, es por ello que el proceso de momificación también recibió elnombre de embalsamado. También se utiliza para velas, incienso, jabones, perfumería,estética, etc.Los bálsamos son sólidos, viscosos o más o menos fluidos según prepondera uno uotro de sus elementos. Su color, ordinariamente bastante oscuro varía desde elamarillo-moreno hasta el moreno negruzco. Deben su olor en parte al aceite volátil quecontienen y algunas veces al del ácido benzoico expuestos durante largo tiempo al airelibre, se endurecen y toman un aspecto resinoso perdiendo su olor a consecuencia dela dispersión en la atmósfera de su aceite volátil. Son insolubles en el agua. Todos losbálsamos nacen, naturalmente por incisiones practicadas a ciertos árboles.Lactorresinas:Son resinas vegetales procedentes del látex coagulado. Contienen, principalmente,productos derivados de la polimerización del isopreno. El látex es un producto derivadodel árbol Hevea Brasilensis originario del Amazonas. Ejemplo: el caucho, hule.Poliéster:Resina termoplástica o termofraguante obtenida por polimerización del estireno y elpoliéster insaturado (anhídrido maleico + etilenglicol). Se endurece a la temperaturaordinaria y es muy resistente a la humedad, a los productos químicos y a las fuerzasmecánicas, tienen buenas propiedades mecánicas, químicas y eléctricas.Generalmente el poliéster es reforzado con vidrio u otras fibras. Los poliésterestermofraguantes se usan en la creación de plásticos compuestos y con ello crearobjetos grandes como tubos, tanques, cascos de lanchas. Una clase de poliésterllamado resinas alquídicas, se emplea como bases de pinturas, barnices y lacas. Seutiliza también en botones para ropa, plafones de lámparas de techo, en botes,equipaje, sillas, en piscinas. Ejemplo de química: Anhídrido maleico (C4H2O3) y etilenglicol (C2H6O2) más estireno (C8H8) Método de polimerización: Etapas (Condensación) Módulo de elasticidad: 7000 MPa (1000000 lb/in2) Resistencia a la tensión: 30 MPa (40000 lb/in2) Elongación: 0% Gravedad especifica: 1.1 Participación aproximada en el mercado: Menos del 1%PoliuretanoSon polímeros obtenidos mediante la poliadición de los isocianato y de los poliol.Han aparecido en comercio alrededor de 1941, primero en Alemania y hoy en día sonproducidos en todo el mundo. Pueden ser materiales termoplásticos, termofraguantes o
  16. 16. elastómeros, de los cuales los dos últimos son los que más se producen. La aplicaciónprincipal del poliuretano es en espuma, las cuales pueden ser flexibles o rígidas,dependiendo de la fórmula. Las rígidas se utilizan como materiales de relleno enpaneles huecos para la construcción o en las paredes de los refrigeradores,proporcionando un asilamiento térmico excelente, da rigidez a la estructura y noabsorbe agua en cantidades significativas.Presentan excepcional tenacidad y resistencia a la abrasión y al impacto;particularmente adecuado para piezas grandes hechas de espuma, ya sea en tiposrígidos o flexibles. Son un aislante térmico y acústico de óptima calidad.Estos polímeros encuentran aplicaciones como fibras, recubrimientos y espumas paramuebles, colchones y aislamientos. Pueden sustituir el cuero y la madera en lafabricación de revestimientos. Muchas pinturas, barnices y recubrimientos similares sebasan en el uretano. El poliuretano elastómero se puede moldear para crear suelas dezapatos y defensas de coches. Polímero: Poliuretano: se forma por la reacción de un pilol y un isocianato Método de polimerización: Etapas (Condensación) Módulo de elasticidad: Depende de la química y el procesamiento Resistencia a la tensión: 30 MPa (4000 lb/in2) Elongación: Depende del entrecruzamiento Gravedad especifica: 1.2 Participación aproximada en el mercado: Alrededor del 4%, incluidos elastómerosEpóxidos:Las resinas epóxicas se basan en un grupo químico denominado epóxidos. Tienenresistencia al desgaste y al impacto, tiene buenas propiedades adhesivas (tanto alvidrio como al metal), resistencia al calor y ataques químicos, son excelentes aislanteseléctricos, tienen buena estabilidad dimensional.Las aplicaciones incluyen recubrimientos de superficies y pisos industriales, comoingredientes para pinturas y adhesivos, para componentes eléctricos que requierenfuerza mecánica y alto aislamiento, herramientas y troqueles, en adhesivos. Los epoxisse usan mucho en capas de impresión, tanto para proteger de la corrosión como paramejorar la adherencia de las posteriores capas de pintura. Las latas y contenedoresmetálicos se suelen revestir con epoxi para evitar que se oxiden, especialmente enalimentos ácidos, como el tomate. También se emplea en la fabricación de frentes paraautomóviles y se usan en muchos componentes para proteger de cortocircuitos, polvo,humedad, etc. Los epoxis de fibra de vidrio reforzada tienen buenas propiedadesmecánicas y son comúnmente usados en válvulas de presión, en carcasas de motor decohetes, tanques y otros componentes con estructuras similares. Ejemplo de química: Epiclorohidrina (C3H5OCL) más un agente de curado como la trietilamina (C6H5-CH2N- (CH3)2)O2) Método de polimerización: Condensación Módulo de elasticidad: 7000 MPa (1000000 lb/in2) Resistencia a la tensión: 70 MPa (10000 lb/in2) Elongación: 0% Gravedad especifica: 1.1Participación aproximada en el mercado: Alrededor del 1%Resinas furánicasLas resinas furánicas se obtienen procesando productos agrícolas de desecho, talescomo olotes, cascaras de arroz y de semillas de algodón, con ciertos ácidos. La resinatermofraguante que se obtiene es de color obscuro resistente al agua y tiene excelentes
  17. 17. cualidades eléctricas. Estas resinas también son usadas como aglutinantes para arenade corazones de fundición, como aditivos endurecedores para enyesar, comoinhibidores de la corrosión para cementos, también como agentes adhesivos encompuestos de piso. Tienen buena resistencia térmica, química, se derivan de fuentesrenovables, menos propiedades mecánicas en comparación con las resinas de poliéstery epoxi, son frágiles e inestables con el tiempo (aumenta su viscosidad).Resinas amínicasLas resinas amínicas por lo general son duras y rígidas, resistentes a la abrasión y losarcos eléctricos. Las resinas más importantes son formaldehído de urea yformaldehído de melamina. El formaldehído de melamina, se puede obtener en formade polvo para moldear o en solución para usarse como liga y adhesivo. A la vez secombina con una variedad de relleno (celulosa) que mejora las propiedades mecánicasy eléctricas. Es resistente al agua. Las buenas características de flujo de la resina demelamina hacen un modelo de transferencia, conveniente para tales artículos comovajillas (en general todos los artículos que utilizamos para colocar comida y bebidas,dinnerware), estuches para rasuradoras; se utiliza también como recubrimiento demesas laminadas y contracubiertas (Formica o formaica es el nombre comercial deCyanamide Co.).Las resinas de urea se adaptan a ser procesadas ya sea por compresión o moldeo detrasferencia, siendo resistentes a los arcos eléctricos y teniendo una resistenciadieléctrica (o de aislamiento), se produce en todos los colores. Se producen estuchespara aparatos eléctricos, partes para circuitos de interruptores eléctricos y botones (engeneral componentes eléctricos y electrónicos). Polímero representante: Melamina-formaldehído Monómero: Melamina (C3H6N6) y formaldehído (CH2O) Método de polimerización: Etapas (Condensación) Módulo de elasticidad: 9000 MPa (1300000 lb/in2) Resistencia a la tensión: 50 MPa (7000 lb/in2) Elongación: Menos del 1% Gravedad especifica: 1.5 Participación aproximada en el mercado: Alrededor del 4% para urea-formaldehído y melamina-formaldehído4.5 Compuestos termoplásticosLa propiedad definitoria de un polímero termoplástico es que se puede calentar desdeel estado sólido hasta el estado viscoso y después enfriarse hasta volver a ser sólido, yes posible realizar muchas veces este ciclo de calentamiento y enfriamiento sin que elpolímero se degrade. Es decir sus macromoléculas no se entrecruzan cuando secalientan. Aunque sí se deterioran con el calentamiento y enfriamiento repetidos.Es normal que las materias primas iniciales para estos productos se suministren alfabricante en forma de polvos o pelets, en bolsas, tambos o cargas grandes decamiones o vagones. Tiene una rigidez baja, posee poca resistencia a la tensión, menordureza y mayor ductibilidad. Las propiedades mecánicas de los termoplásticosdependen de la temperatura.
  18. 18. Los polímeros termoplásticos más importantes son: 1. Celulosas (C6H10O5) La celulosa es un polímero carbohidratado que se encuentra de manera común en la naturaleza. El algodón y la madera, son las fuentes principales de celulosa para la industria, con el 50% y 95% del polímero, respectivamente. Son muy tenaces y se producen en una amplia variedad de colores. Cuando se produce como fibra para ropa se conoce como rayón; y cuando se produce como una película delgada se conoce como celofán. En general puede hacerse rígida, fuerte y resistente, dependiendo de su composición; sin embargo no es muy resistente a las inclemencias del clima, les afecta el calor y los químicos. Se utiliza generalmente en mangos para herramientas, gafas de seguridad, cascos, bolas de billar y juguetes. La celulosa en sí no puede usarse, debido a que con el aumento de temperatura se descompone antes de fundirse, es por ello que se combina con distintos componentes para formar varios plásticos de importancia comercial como: *Acetato de celulosa (CA). Es un compuesto más estable que tiene una resistencia mecánica considerable y fácil de ser fabricado en hojas (para envolver), película (para fotografía) o ser moldeado por inyección, compresión y extrusión. Con este compuesto de fabrican envases de exhibición, juguetes, perillas, cuerpos de lámparas eléctricas, revestimientos de cerdas para brochas de pinturas, etc. *Acetato-butirato de celulosa (CAB). Es un compuesto para moldeos (mejor que el CA), es similar al acetato de celulosa y ambos se producen en todos los colores por los mismos procesos, en general se reconoce por su baja absorción de humedad, por su fuerza, estabilidad dimensional bajo diversas condiciones atmosféricas y por su capacidad para ser extruido continuamente. Es utilizado para fabricar los siguientes productos: cascos para futbol, armazones para anteojos, charolas, cinturones, etc. Se utilizó en la restauración del ángel de la independencia en la ciudad de México. Polímero: Acetato de celulosa (C6H9O5- Elongación: 10%-50% COCH3)n Símbolo: CA Gravedad especifica: 1.3Método de polimerización: Etapas (Condensación) Temperatura de transición al vidrio: 105ºC (221ºF) Grado de cristalinidad: Amorfo Temperatura de fusión: 306ºC (583ºF) Módulo de elasticidad: 2800 MPa (400000 lb/in2) Participación aproximada en el mercado: Menos del 1% Resistencia a la tensión: 30 MPa (4000 lb/in2) 2. Poliestirenos (C8H8) -PS Es un homopolímero lineal con estructura amorfa que en general resulta notable por su fragilidad. El PS es trasparente, se puede obtener en colores claros a opacos y es un material adaptado especialmente para moldeo por inyección y extrusión, pero a temperatura elevadas se degrada y varios solventes lo disuelven. Debido a su fragilidad, algunos PS con tienen algunos grados de caucho (de 5% al 15%), tipos para los que se emplea el término poliestireno de alto impacto. Son resistentes al agua, tiene tenacidad alta, resistencia a la tensión, buenas características de aislamiento (eléctrico). Sus aplicaciones son en juguetes moldeados, enseres domésticos, para empacar en forma de espumas de poliestireno, como aislante eléctrico, modelos de
  19. 19. fundición, envases desechables (platos, tazas), bandejas para galletas y dulces, cajas para hielo, juguetes y muebles (como sustituto de la madera). Polímero: Poliestirenos (C8H8)n Elongación: 1% Símbolo: PS Gravedad especifica: 1.05Método de polimerización: Adición Temperatura de transición al vidrio: 100ºC (212ºF) Grado de cristalinidad: Ninguno (amorfo) Temperatura de fusión: 240ºC (464ºF) Módulo de elasticidad: 3200 MPa (450000 lb/in2) Participación aproximada en el mercado: Alrededor del 10% Resistencia a la tensión: 50 MPa (7000 lb/in2) 3. Polietilenos (C2H4)n -PE Las características que hacen atractivo al PE como material de ingeniería es su bajo costo, y que es inerte químicamente y fácil de procesar. Se encuentra en varios grados, los más comunes son el polietileno de baja densidad y el de alta densidad. El primero es un polímero muy ramificado con cristalinidad y densidad bajas, se usa en hojas, películas y aislamiento de alambres, ejemplos: tapones de los garrafones de agua (son flexibles y fáciles de doblar), bolsas del supermercado botellas, botes de basura, parachoques, juguetes. El segundo tiene una estructura mas lineal, con cristalinidad y densidad altas, es más rígido y fuerte y su temperatura de fusión es más elevada; se usa para producir botellas, tubos y enseres domésticos, cinturones y correas, canoas. Los productos de polietileno son flexibles tanto temperatura ambiente normal como a bajas temperaturas, son a prueba de agua, no los afecta la mayoría de los agentes químicos; son capaces de sellar por calor y pueden producirse en muchos colores. El polietileno es uno de los plásticos más ligeros, pudiendo flotar en el agua, tiene una densidad de 0.91 a 0.96. Es uno de los plásticos más económicos y sus características de resistencia a la humedad favorecen para envolver y para hacer bolsas. Otros productos son: charolas para cubos de hielo, charolas para revelado, telas, material de envoltura, biberones, mangueras para jardín, cables coaxiales y partes aislantes para aplicaciones de alta frecuencia. Estos productos se pueden fabricar en moldeo por inyección, moldeo soplado o extruirse en láminas, películas. Polímero: Polietilenos (C2H4)n (densidad baja) Polietilenos (C2H4)n (densidad alta) Símbolo: LDPE HDPE Método de polimerización: Adición Adición Grado de cristalinidad: Común 55% Común 92% Módulo de elasticidad: 140 MPa (20000 lb/in2) 700 MPa (100000 lb/in2) Resistencia a la tensión: 15 MPa (2000 lb/in2) 30 MPa (4000 lb/in2) Elongación: 100%-500% 200%-100% Gravedad especifica: 0.92 0.96 Temperatura de transición al vidrio: -100ºC (-148ºF) -115ºC (-175ºF) Temperatura de fusión: 115ºC (240ºF) 135ºC (275ºF) Participación aproximada en el mercado: Alrededor de 20% Alrededor de 15% 4. Polipropileno (C3H6)n -PP Puede ser procesado por todas las técnicas termoplásticas, especialmente para el moldeo por inyección. Tiene excelentes propiedades eléctricas y mecánicas, alta resistencia al impacto y a la tensión, resistencia al desgaste, con buena resistencia a los productos químicos y al calor, es el más ligero de los plásticos, elevado punto de fusión. Los monofilamentos de polipropileno se usan para hacer sogas, redes y telas, también se fabrican artículos para hospital y laboratorio, juguetes, muebles, equipaje, hojas para envolver alimentos, gabinetes para televisión y aislamientos eléctricos,
  20. 20. tazas, contenedores para jugos. En especial para bisagras de una pieza que puede soportar un número elevado de ciclos de flexión sin que falle. Polímero: Polipropileno (C3H6)n Elongación: 10%-500% Símbolo: PP Gravedad especifica: 0.90Método de polimerización: Adición Temperatura de transición al vidrio: -20ºC (-4ºF) Grado de cristalinidad: Alto, varía con el procesamiento Temperatura de fusión: 176ºC (249ºF) Módulo de elasticidad: 1400 MPa (200000 lb/in2) Participación aproximada en el mercado: Alrededor de 13% Resistencia a la tensión: 35 MPa (5000 lb/in2)

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