Materiales de uso técnico
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I
IES Navarro VillosladaLOS PLÁSTICOS
Materiales naturalesSon aquellos que se encuentran en la naturaleza y se aprovechan directamente.
Materiales artificialesSe obtienen a partir de productos naturales.
Materiales sintéticosFabricados a partir de materiales artificiales
MADERA
ACERO
PLÁSTICOS
materiales
DEFINICIÓN:
Los plásticos son productos sintéticos, obtenidos por el hombre a través de diversas reacciones químicas. Los plásticos son materiales orgánicos formados por polímeros, que son grandes moléculas que contienen carbono, junto a otros elementos como hidrógeno, oxigeno, nitrógeno o azufre.
Ligereza, flexibilidad, ductilidad, maleabilidad
Capacidad aislante
Resistencia química
Resistencia mecánica
Versatilidad
Facilidad de fabricación
Económicos
Durabilidad ¿Ventaja o inconveniente?
Principales propiedades
Durabilidad: Este es su principal problema.
SOLUCIONES
-Plásticos biodegradables (muy pocos)
-Plásticos no biodegradables
-Reciclaje química
-Reciclaje mecánica (reutilización)
-Incineración (alto poder calorífico)
A partir de materias primas, que pueden ser:
•De origen natural
•Materias primas vegetales: celulosa, látex
•Materias primas animales: caseína
•De origen artificial
•Derivados del carbón
•Derivados del gas natural
•Derivados del petróleo
Más empleados en la actualidad
¿Cómo se obtienen los plásticos?
A partir de las naftas (4%) se obtienen las sustancias intermedias, como etileno, propileno,
butileno, … que son la base de los plásticos.
A partir de las sustancias intermedias (monomeros) y a través de una reacción química, en condiciones de elevada presión y temperatura, se forman enormes cadenas de monómeros hasta construir macromoléculas llamadas polímeros.
Esta reacción química se denomina
POLIMERIZACIÓN
ó
SÍNTESIS
PROCESO DE POLIMERIZACIÓN DEL POLIETILENO
POLIMEROS
• Definición• Propiedades• Tipos• Conformado
A estos polímeros se les añaden:
-Cargas: materiales como fibra de vidrio, papel, fibras téxtiles, que abaratan los costes de producción y potencian algunas propiedades.
-Aditivos: Sustancias químicas, que mejoran las propiedades (plastificantes, colorantes, resistencia, flexibilidad).
-Catalizadores: Aceleran e inician las reacciones de polimerización.
Se forma así el plástico deseado.Lo que se obtiene son unas de pequeñas bolitas denominadas granza.
PLASTICOS
Tipos de polímeros
• Según su composición:– Homopolímeros
Un sólo monómero– Copolímeros
Dos o más monómeros
• Según su estructura:– Lineales– Ramificados
Si algún monómero se puede unir por tres o más sitios.
• Por su comportamiento ante el calor:– Termoplásticos
Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar.
– TermoestablesSe endurecen al ser enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces.
Polímeros según su naturaleza
POLÍMEROS
NATURALES
(Celulosa, almidón)SINTÉTICOS
PLÁSTICOSFIBRAS
(Naylon, tergal)
ELASTÓMEROS
(Neopreno)
TERMOPLÁSTICOS
(Polietileno)
TERMOESTABLES
(Baquelita)
Tipos de polimerización.
• Adición.– La masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa molecular del monómero.
• Condensación.– Se pierde en cada unión de dos monómeros
una molécula pequeña, por ejemplo agua.– Por tanto, la masa molecular del polímero no es
un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.
Reacción de adición
• Iniciación:CH2=CHCl + catalizador ·CH2–CHCl·
• Propagación o crecimiento:2 ·CH2–CHCl· ·CH2–CHCl–CH2–CHCl·
• Terminación:– Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o
bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.
Polímeros de adición• MONÓMEROS
– Eteno– Propeno– cloroeteno– tetraflúoreteno– propenonitrilo– butadieno– fenileteno– 2-clorobutadieno
• POLÍMEROS– Polietileno– Polipropileno– policloruro de vinilo– teflón– poliacrilonitrilo– polibutadieno– poliestireno– neopreno
Estructura y usos de algunos polímeros de adición
MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES
CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes...etileno polietileno
CH2=CHCl –CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, aislantes
cloruro de vinilo policloruro de vinilo
CF2=CF2 –CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, aislante.
tetraflúoretileno PTFE (teflón)
Principales polímeros de condensación
• Homopolímeros:– Polietilenglicol– Siliconas
• Copolímeros:– Poliésteres– Poliamidas
Polímeros de condensación: Polietilenglicol
• Suele producirse por la pérdida de una molécula de agua entre 2 grupos (OH) formándose puentes de oxígeno.
• CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)
• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O
• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O... (polietilenglicol)
Polímeros de condensación: Siliconas
• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2
• Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter hidrofóbico.
Copolímeros de condensación: Poliésteres
• Se producen por sucesivas reacciones de esterificación (alcohol y ácido)
• Forman tejidos.• El más conocido es el “tergal” formado por ácido
tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol).
Copolímeros de condensación: Poliamidas
• Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo ácido y el amino con formación de amidas.
• Forman fibras muy resistentes.• La poliamida más conocida es el nailon 6,6
formado por la copolimerización del ácido adípico (ácido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina
HIDROCARBUROSGRANZA
RESUMEN
Principales familias de plásticos
TERMOPLÁSTICOS
TERMOPLÁSTICOS (AP)
TERMOESTABLES
elasticidad, adherencia y baja dureza
ELASTÓMEROS
PEBD
PVC
PP
PEAD
PS
Otros
Termoestables
Principales plásticos
% 22 17 15 13 6 15 12
PEBD PVC PP PEAD PS Otros Termoestables
TERMOPLASTICOS 76% TERMOESTABLES 12% RESTO 12%
PLÁSTICOS MÁS ABUNDANTES
• Definición• Propiedades• Tipos• Conformado
Tecnologias II
Una vez obtenida la granza, ya podemos conformar los diferentes objetos: laminas, tubos, hilos, botellas,…
La mayoría de los procedimientos de conformado aprovechan la facilidad con que estos se funden o reblandecen.
EXTRUSIÓNINYECCIÓNCOMPRESIÓNSOPLADOCALANDRADOTERMOCONFORMADOCONF AL VACÍOESPUMADOIMPREGNACIÓN RESINAVamos a verlos…
PLÁSTICOS
TUBERIAS, CANALONES, PERFILES
EXTRUSIÓN
MOLDEO INYECCIÓN
TERMOESTABLES
MOLDEO COMPRESIÓN
MOLDEO SOPLADO
LAMINAS
CALANDRADO
CONFORMADO AL VACÍO
IMPREGNACIÓN CON RESINAS
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