A)- Lineales del tipo de polietileno. Solo pueden formarse colocando un monómero detrás de otro en línea y sin ningún enlace doble.
B)- Lineales del tipo butadieno. Iguales que las anteriores, pero con algún enlace doble que les da más resistencia.
C)- Estéreas o ramificadas, como la baquelita. Los nuevos enlaces covalentes que se forman dan lugar a una estructura estérea, formando un armazón rígido.
Las macromoléculas del grupo "A" dan lugar a los materiales termoplásticos, las del grupo "B" dan lugar a los elastómeros y las del grupo "C" dan lugar a los termoestables (resinas).
De ello se deduce que, en función de su estructura interna, los plásticos pueden clasificarse como:
- Termoplásticos
- Termoestables
- Elastómeros
TERMOPLÁSTICOS
Los productos termoplásticos están formados por macromoléculas lineales o ramificadas, no enlazadas. En general, son duros en frío y al calentarlos se reblandecen y fluyen.
Sus propiedades mecánicas dependen en gran medida del grado de polimerización y del proceso mecánico de su preparación (trefilado, extrusión, etc.), en el que pueden alinearse y orientarse las moléculas para conseguir asociaciones regulares y orientadas en un determinado sentido de la fibra.
El proceso de calentamiento para darles forma y el posterior enfriamiento para que endurezcan con la forma deseada, puede repetirse prácticamente de forma ilimitada.
Clasificación y propiedades de los termoplásticos.
Los materiales termoplásticos pueden clasificarse en:
- Celulósicos: son materiales muy inflamables obtenidos a partir de la celulosa de las plantas, mediante el proceso de esterificación que se realiza con :
- Ácidos. Obteniéndose acetato de celulosa y nitrato de celulosa, recubrimientos protectores, lacas, cuero artificial y productos moldeados por inyección.
- Sosa. Obteniéndose material textil por hilado del producto y películas mediante cilindros de laminar.
- Polietilenos y derivados: en esta familia de materiales podemos encontrar:
- Los obtenidos a partir del etileno (petróleo) y que dan como productos: cloruro de vinilo, estireno, óxido de etileno, acrilato de metilo, ácido acrílico, etc.
- Los obtenidos a partir del acetileno (derivado del etilenol), que dan como productos: acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, nitrito acrílico, éster vinílico, etc.
- Los obtenidos a partir de la acetona y que dan como productos: ácido metilacrílico y metacrilato de metilo.
Los polietilenos son resistentes a la mayoría de los agentes químicos. Se usan para aislamiento de cables eléctricos y para mangueras y tuberías. De ellos se obtiene el teflón, que es un producto muy resistente al desgaste, a la temperatura y al ataque químico.
Los poliestirenos se utilizan para la fabricación de piezas por moldeo. El producto puro, sobre todo libre de oxígeno, es transparente como el vidrio y se usa en iluminación, botellas, e incluso como sustituto de la mica. A partir de ellos se obtienen plásticos más duros y cauchos sintéticos.
Entre los derivados cabe destacar:
- Los derivados vinílicos, que dan lugar indistintamente a productos duros y blandos. Los duros se usan para forrar tanques de productos químicos, para fabricar reglas, cartabones, etc. Los blandos se usan como adhesivos, para fabricar fibras artificiales y productos resistentes a los disolventes.
- Los derivados acrílicos, que dan lugar al metacrilato de metilo y al "plexiglás", con muy buenas propiedades ópticas. se pueden conformar, estampar y moldear, pero son blandos y no resisten el rayado.
- Los derivados de proteínas. Se encuentran en este grupo de termoplásticos los productos sustitutivos del marfil y de la lana, obtenidos a partir de productos naturales como la caseína de la leche, y productos sintéticos como el nylon, "perlón V" y demás poliuretanos, que son muy resistentes al choque y se pueden mecanizar por moldeo.
- Los derivados del cucho natural. Del caucho, una vez clorado, se obtienen productos para lacas y pinturas de calidad. También se obtiene el clorhidrato de caucho, usado en el empaquetamiento de alimentos.
Termoplásticos más utilizados en el automóvil.
- ABS (Acilonitrilo-Butadieno-Estireno). Tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional, resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies. Se emplea en calandras y rejillas, interior del motor, estructuras de salpicaderos, tapacubos, spoilers y cantonera, carenados de motos, etc.
- ALPHA (ABS-Policarbonato). Presenta buenas propiedades mecánicas y térmicas, es rígido, resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional. Se usa en spoilers y cantoneras, canalizaciones, rejillas, etc.
- PC (Policarbonato). Son materiales rígidos y duros con una excepcional resistencia al impacto. son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor. Es combustible pero de carácter autoextingible. Se usa en paragolpes, revestimientos interiores, de pases de reda, carenados de moto, etc.
- PE (Polietileno). Es el polímero de mayor producción. Es resistente a los productos químicos y a las elevadas temperaturas, tiene una gran resistencia a la tracción y al impacto. Es de los mejores aislantes térmicos. Según el procedimiento de polimeración seguido se distinguen dos variedades de este material: Polietileno de baja densidad (PE bd), según su grosor mas o menos flexible pero nunca rígido, altamente resistente a los elementos químicos, no es tóxico y buena estabilidad térmica; Polietileno de alta densidad (PE ad), es más rígido y posee una excelente resistencia a las altas temperaturas.
Se emplea en baterías, paragolpes, revestimientos interiores, etc.
- PP (Polipropileno). Tiene idénticas aplicaciones que el "PE ad", se comporta mejor que este en altas temperaturas pero peor en las bajas. Es buen aislante y muy resistente a la tracción y a la abrasión. es fácilmente coloreable. Es el plástico más utilizado en el automóvil.
- PP-EPDM (Etileno-Propileno-Dieno-Monómero). Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Resistente a los ácidos y disolventes. Se usa en paragolpes, revestimientos interiores/exteriores, spoilers, cantoneras, etc.
- PVC (Cloruro de Polivinilo). Resistente a la intemperie y a la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes. Es dimensionalmente estable, se colorea con facilidad y es resistente a la mayoría de los ácidos. Cuando se descompone, desprende humo tóxico de cloruro de hidrógeno (agente cancerígeno). Se usa en pisos de autocares, cables eléctricos, etc.
- XENOY (PC-PBTP) (Policarbonato, Poliéster termoplástico). Aunque de estructura rígida, son elásticos y tienen una gran resistencia al impacto. Se utiliza en paragolpes, retrovisores, rejillas, revestimientos de pases de rueda, etc.
TERMOESTABLES O TERMOENDURECIBLES
Se denominan así por no sufrir ninguna variación en su estructura al ser calentados; ni se reblandecen ni fluyen al ser sometidos a presión o a calor, siempre que no se llegue a la temperatura de descomposición.
Sus macromoléculas forman una red de malla cerrada que les confiere el ser materiales rígidos, insolubles e infusibles.
En su proceso de fabricación, la condensación se hace partiendo de diferentes núcleos de iniciación de la reacción y en cada núcleo se va extendiendo en todas direcciones, por lo que su estructura es amorfa pero formada por redes estéreas.
Entre los materiales termoestables se encuentran: las resinas fenólicas, resinas alquídicas, resinas de poliéster no saturadas, resinas epoxídicas, etc.
Clasificación y propiedades de los materiales termoestables.
- Derivados del fenol. Su principal propiedad radica en su resistencia mecánica. Se utilizan para fabricar ruedas dentadas, cojinetes de giro y recubrimientos antiácidos. Mediante mezcla de la resina líquida con polvo de diamante, se fabrican piedras para el corte de metales y el afilado de herramientas. Mezclando la resina con polvos magnéticos, pueden obtenerse imanes.
- Urea y derivados. Con ella se obtienen productos de gran tenacidad. Se emplean para fabricar vajillas, envases y material telefónico de lujo. Son resistentes al agua caliente, empleándose en planchas, para mostradores de cafeterías y mobiliario en general.
- Poliésteres. Se utilizan para fabricar tintas de imprenta, recubrimientos de tejidos, pinturas, esmaltes de estufa, etc. Pueden aplicarse a tejidos de vidrio, moldeando los productos a baja presión, obteniéndose entonces piezas utilizadas con frecuencia en automóviles y aviación.
- Termoestables reforzados. Constituyen una subdivisión de los materiales termoestables, relativamente nueva. Consisten en la mezcla de polímeros resinosos con fibras naturales o sintéticas, de propiedades conocidas y en formas utilizables, obteniéndose una estructura conjunta que proporciona una solidez no comparable con otras formas naturales con peso equivalente.
Termoestables mas utilizados en el automóvil.
- GU-P (Resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio). Son materiales rígidos, ligeros y de buenas propiedades mecánicas. Se usan en portones, capós, isotermos, carenados de motos, etc.
- GFK (Plásticos reforzados con fibra de vidrio). Presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. Son de una gran fuerza, resistentes a la corrosión y la intemperie y de baja conductividad térmica. Las resinas utilizadas pueden ser: poliésteres, epoxídicas y fenólicas. Debido a que tienen fibras incorporadas, no son soldables pero se pueden reparar, por eso se usan en paragolpes, canalizaciones, salpicaderos, etc.
- EP (Epoxi-do) resina epoxi. Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos, no originan encogimiento. Suelen presentarse en forma de dos componentes (bicomponente) que unidos producen el endurecimiento. Pueden ser muy irritantes para la piel. Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.
ELASTÓMEROS
Son materiales macromoleculares, que en un amplio margen de temperaturas, pueden sufrir, sin rotura, deformaciones considerables bajo la acción de fuerzas relativamente pequeñas y recuperar posteriormente su longitud primitiva.
Sus macromoléculas, tridimensionalmente reticuladas (entrelazadas), no pueden volver a ser moldeadas. Forman una red de malla abierta y los plásticos que se obtienen son elásticos como la goma.
Esto es debido a que sus moléculas, de estructura lineal y formando largas cadenas, se comportan como hilos curvados en todas direcciones, colocados formando un ovillo. Al estirar el material, las moléculas se alinean y al disminuir la tensión vuelven a formar ovillos, con lo que el plástico recupera su forma original.
La rigidez del conjunto puede aumentar cuando algunas moléculas son ramificadas, es decir, cuando la polimerización se hace no solo por los extremos de la molécula, sino por alguno de los carbonos intermedios.
Al calentar los elastómeros no se observa una fluidez plástica como en el caso de los termoplásticos, sino que permanecen elásticos hasta el momento de su descomposición térmica.
Clasificación de los materiales elastómeros.
- Caucho natural. Goodyear descubrió la vulcanización del caucho, de la que se obtenía un producto pegajoso y quebradizo en frío pero blando y deformable en caliente. Se utilizaba en fabricación de productos elásticos en general.
- Caucho sintético. Partiendo de neopreno, polibutadienos, acronitrilos, etc., se obtienen por copolimerización objetos elásticos, juntas y membranas que tienen un típico olor picante.
Las propiedades de un material elastómero están determinadas por el caucho base, los componentes de la mezcla y el grado de vulcanización, Sus principales características son las siguientes:
- Elevada resistencia mecánica.
- Resistencia a la fatiga y abrasión.
- Gran resistencia a los ataques de agentes químicos y atmosféricos.
- Amplio margen de temperaturas de uso.
- Gran facilidad de moldeo.
Elastómeros más utilizados.
- PU (poliuretano) y PUR (Poliuretano rígido). Son la base de diversos elastómeros. Poseen una excelente resistencia a la abrasión y una notable resistencia al desgarramiento. Son muy resistentes al aceite y la gasolina, absorben perfectamente las vibraciones, y son además grandes aislantes térmicos. El poliuretano conforma también la base del material denominado RIM (poliuretano de reacción moldeado por inyección) y del R-RIM (poliuretano RIM reforzado).
Se utiliza en cantoneras, revestimientos interiores, asientos, etc.
Se denominan así por no sufrir ninguna variación en su estructura al ser calentados; ni se reblandecen ni fluyen al ser sometidos a presión o a calor, siempre que no se llegue a la temperatura de descomposición.
Sus macromoléculas forman una red de malla cerrada que les confiere el ser materiales rígidos, insolubles e infusibles.
En su proceso de fabricación, la condensación se hace partiendo de diferentes núcleos de iniciación de la reacción y en cada núcleo se va extendiendo en todas direcciones, por lo que su estructura es amorfa pero formada por redes estéreas.
Entre los materiales termoestables se encuentran: las resinas fenólicas, resinas alquídicas, resinas de poliéster no saturadas, resinas epoxídicas, etc.
Clasificación y propiedades de los materiales termoestables.
- Derivados del fenol. Su principal propiedad radica en su resistencia mecánica. Se utilizan para fabricar ruedas dentadas, cojinetes de giro y recubrimientos antiácidos. Mediante mezcla de la resina líquida con polvo de diamante, se fabrican piedras para el corte de metales y el afilado de herramientas. Mezclando la resina con polvos magnéticos, pueden obtenerse imanes.
- Urea y derivados. Con ella se obtienen productos de gran tenacidad. Se emplean para fabricar vajillas, envases y material telefónico de lujo. Son resistentes al agua caliente, empleándose en planchas, para mostradores de cafeterías y mobiliario en general.
- Poliésteres. Se utilizan para fabricar tintas de imprenta, recubrimientos de tejidos, pinturas, esmaltes de estufa, etc. Pueden aplicarse a tejidos de vidrio, moldeando los productos a baja presión, obteniéndose entonces piezas utilizadas con frecuencia en automóviles y aviación.
- Termoestables reforzados. Constituyen una subdivisión de los materiales termoestables, relativamente nueva. Consisten en la mezcla de polímeros resinosos con fibras naturales o sintéticas, de propiedades conocidas y en formas utilizables, obteniéndose una estructura conjunta que proporciona una solidez no comparable con otras formas naturales con peso equivalente.
Termoestables mas utilizados en el automóvil.
- GU-P (Resinas de poliéster reforzadas con fibra de vidrio). Son materiales rígidos, ligeros y de buenas propiedades mecánicas. Se usan en portones, capós, isotermos, carenados de motos, etc.
- GFK (Plásticos reforzados con fibra de vidrio). Presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. Son de una gran fuerza, resistentes a la corrosión y la intemperie y de baja conductividad térmica. Las resinas utilizadas pueden ser: poliésteres, epoxídicas y fenólicas. Debido a que tienen fibras incorporadas, no son soldables pero se pueden reparar, por eso se usan en paragolpes, canalizaciones, salpicaderos, etc.
- EP (Epoxi-do) resina epoxi. Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos, no originan encogimiento. Suelen presentarse en forma de dos componentes (bicomponente) que unidos producen el endurecimiento. Pueden ser muy irritantes para la piel. Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.
ELASTÓMEROS
Son materiales macromoleculares, que en un amplio margen de temperaturas, pueden sufrir, sin rotura, deformaciones considerables bajo la acción de fuerzas relativamente pequeñas y recuperar posteriormente su longitud primitiva.
Sus macromoléculas, tridimensionalmente reticuladas (entrelazadas), no pueden volver a ser moldeadas. Forman una red de malla abierta y los plásticos que se obtienen son elásticos como la goma.
Esto es debido a que sus moléculas, de estructura lineal y formando largas cadenas, se comportan como hilos curvados en todas direcciones, colocados formando un ovillo. Al estirar el material, las moléculas se alinean y al disminuir la tensión vuelven a formar ovillos, con lo que el plástico recupera su forma original.
La rigidez del conjunto puede aumentar cuando algunas moléculas son ramificadas, es decir, cuando la polimerización se hace no solo por los extremos de la molécula, sino por alguno de los carbonos intermedios.
Al calentar los elastómeros no se observa una fluidez plástica como en el caso de los termoplásticos, sino que permanecen elásticos hasta el momento de su descomposición térmica.
Clasificación de los materiales elastómeros.
- Caucho natural. Goodyear descubrió la vulcanización del caucho, de la que se obtenía un producto pegajoso y quebradizo en frío pero blando y deformable en caliente. Se utilizaba en fabricación de productos elásticos en general.
- Caucho sintético. Partiendo de neopreno, polibutadienos, acronitrilos, etc., se obtienen por copolimerización objetos elásticos, juntas y membranas que tienen un típico olor picante.
Las propiedades de un material elastómero están determinadas por el caucho base, los componentes de la mezcla y el grado de vulcanización, Sus principales características son las siguientes:
- Elevada resistencia mecánica.
- Resistencia a la fatiga y abrasión.
- Gran resistencia a los ataques de agentes químicos y atmosféricos.
- Amplio margen de temperaturas de uso.
- Gran facilidad de moldeo.
Elastómeros más utilizados.
- PU (poliuretano) y PUR (Poliuretano rígido). Son la base de diversos elastómeros. Poseen una excelente resistencia a la abrasión y una notable resistencia al desgarramiento. Son muy resistentes al aceite y la gasolina, absorben perfectamente las vibraciones, y son además grandes aislantes térmicos. El poliuretano conforma también la base del material denominado RIM (poliuretano de reacción moldeado por inyección) y del R-RIM (poliuretano RIM reforzado).
Se utiliza en cantoneras, revestimientos interiores, asientos, etc.
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