Lucita polímero
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Ácido carboxílico:
Formados cuando el hidrógeno de un grupo aldehído se reemplaza por un grupo OH. GRupo funcional COOH.
Áminas:
Compuestos derivados del Amóníaco. Formado cuando se sustituye el hidrógeno del Amóníaco por radicales.
Amidas:
Compuestos formados por grupos funcionales de aminas y ácidos carboxílicos.
Ésteres:
Compuestos formados por unión de ácidos con alcoholes, el hidróxilo del ácido se combina con el hidrógeno del radical hidroxilo del alcohol.
Polímeros y ejemplos:
1-pet:
botellas de agua, envases de aceite...
2-PEAD
Bolsas de supermercado, implementos de aseo....
3- PVC
Tubos y cañerías, cables eléctricos, envase de detergente, es duro y buena resistencia térmica y eléctrica..
4-PEBD
Manteles, envases de shampoo, bolsa basura.... 5
-PP:
Mamaderas, tapas de botella, vasos no desechables, contenedores de alimentos... Rígido y resistente al calor 6-
PS
Vasos, platos y cubiertos desechables, envase de yogurt, envase de helado.... 7
-OTROS
Teléfonos, artículos médicos, juguetes.
Polímeros Definición:
Macromoléculas formadas por uníón repetida de una o varias moléculas por enlaces covalentes. La polimerización es un proceso químico por el que los reactivos, monómeros (compuestos de bajo peso molecular) se agrupan químicamente entre sí, dando lugar a una molécula de gran peso
Clasificación de polímeros:
Según su origen:
Naturales, sintéticos. La naturaleza sintetiza polímeros tales como la celulosa, las proteínas, el caucho natural, la seda, glucógeno. Los sintéticos son los producidos por el hombre, como el PVC, nylon. También existen semi sintéticos, obtenidos por transformación química de polímeros naturales.
Según comportamiento frente a temperatura: -A)
Termoplásticos:
Se ablandan con el calentamiento y se los puede hacer fluir al aplicar una tensión, cuando se los enfría vuelven al estado sólido en forma reversible. Tienen cadenas lineales. Ejemplo: PE, PP, PS, PVC, Etc.
B) Termorrígidos:
Se calientan hasta ablandarse y fluir, pero no en forma reversible, el calentamiento causa el "Curado". Un calentamiento mayor causa degradación. Tienen cadenas entrecruzadas. EJ: Resinas fenólicas, epoxi, etc.Según monómeros intervinientes:
Homopolímeros, obtenidos con un solo tipo de monómeros, copolímeros, se obtienen al polimerizar mezclas de dos o más monómeros.
Según la química de la síntesis: A)
Por adición:
La molécula entera de monómero pasa a formar parte del polímero. La apertura del doble enlace de carbono (Alquenos) facilita la uníón de las moléculas.
B) Por Condensación:
Parte de la molécula de monómero se pierde cuando el monómero pasa a formar parte del polímero, deben presentar por lo menos dos grupos funcionales. Esa parte qeu se pierde es una molécula pequeña como agua, o HCI gaseoso. En un polímero de condensación, algunos átomos del monómero no pasan a formar parte del polímero.Según la estructura:
Lineal:
Formado por largas cadenas de macromoléculas, no ramificadas.
Ramificado
Constituidos por macromoléculas en las que la cadena principal presenta una serie de ramificaciones laterales.Entrecruzado:
Formados por macromoléculas con cadenas y ramificaciones entrelazadas en las tres dimensiones del espacio.Funcionalidad:
Número de uniones que una molécula de monómero puede formar con otros monómeros en una reacción química, los reactantes deben ser al menos difuncionales para poder sintetizar polímeros, monómero difuncional > polímero lineal, monómero polifuncional >2>> polímero entrecruzado.
Según Crecimiento de las moléculas en proceso de polimerización:
Crecimiento en cadena:
Los monómeros forman parte del polímero de a uno por vez.
Etapa de iniciación:
monómero activado por un indicador de cadena: Radical libre (electrón desaparecido).
Etapa de propagación
Agregado de monómero a la cadena en crecimiento. Crecimiento lineal de la molécula al unirse entre sí las unidades monoméricas Etapa de terminación:
El centro reactivo se desactiva mediante una reacción de terminación.
Crecimiento en etapas:
LAs cadenas en crecimiento pueden reaccionar entre sí para formar cadenas más largas, aplicable a cadenas de todos los tamaños. El monómero o dímero reacciona del mismo modo que una cadena de cientos de unidades monoméricas. Ocurre con un aumento lento del peso molecular del polímero. Caracterizado por desaparición del monómero en etapas tempranas de la reacción, mucho antes de la formación de un polímero de suficiente peso molecular.
Grado de polimerización:
Medida de longitud de cadenas. Las propiedades mecánicas asociadas a los materiales poliméricos son consecuencia de su peso molecular. Es únicamente para un determinado intervalo de pesos moleculares, donde dada una propiedad de un polímero será óptima para un aplicación particular.
Peso molecular:
Esencial para la aplicación práctica del polímero. Solo es posible determinar un peso molecular promedio. (Mvector= sumatoria Ni . Mi ) Siendo Ni el número de moléculas con un grado de polimerización dado, y Mi es el peso molecular correspondiente a dicha fracción. Por el hecho de que una molécula más grande contiene más de la masa total de la muestra polimérica que las moléculas pequeñas, es que es conveniente distinguier entre peso molecular promedio en número y el peso molecular promedio en peso. También podrá calcularse a través de la viscosidad.
Las moléculas poliméricas más grandes forman una solución más viscosa que las moléculas más pequeñas el peso molecular obtenido por medición de viscosidad, se acerca más al promedio en peso que al promedio en número.
Temperatura de transición vítrea:
Por debajo del cual un polímero se encuentra en estado vítreo, y encima de él, este presenta la consistencia de un hule.
Temperatura de fusión:
Intervalo de temperaturas en los cuales los cristales desaparecen en un polímero semicristalino, y este pasa rápidamente de sólido semicristalino a un líquido viscoso.
Temperatura de descomposición:
Temperatura a la que se rompen los enlaces covalentes de las cadenas, el efecto resultante es disminuir drásticamente el peso molecular del material haciéndolo débil.
Temperatura de fluidez:
Para masas moleculares elevadas (M2) no existe un punto de fusión definido (fluidez), observándose, un intervalo de temperatura de comportamiento gomoso. Pueden observarse, incluso, dos temperaturas de transición; una transición sólido rígido-gomoso, denominada temperatura de transición vítrea, y una transición gomoso-líquido, generalmente muy indefinida, denominada algunas veces como temperatura de fusión (fluidez).
Por encima del punto de fusión las moléculas tendrán suficiente energía para moverse libremente como flujo viscoso. Pero, en sentido estricto, no se puede hablar de temperatura de fusión porque el polímero es amorfo, y la fusión es un fenómeno de paso de estado sólido cristalino a líquido. En su lugar, sería mejor hablar de temperatura de fluidez Tf .
Procesado por inyección:
se hace en la zona de líquido viscoso, mientras que el termoconformado se realiza en la zona de estado gomoso
Deformación elástica:
En los metales es independiente del tiempo, una tensión aplicada produce una deformación elástica instantánea que permanece constante durante el tiempo que se mantenga la carga, que la deformación sea dependiente del tiempo es un componente muy pequeño, a menudo despreciable, sin embargo en la mayoría de los polímeros su magnitud es importante.
La pérdida de viscosidad que se produce en los termoplásticos al aumentar la velocidad de deformación y/o con el transcurso del tiempo puede ser justificada por un cambio en la conformación molecular del polímero: las macromoléculas modifican su posición relativa, para ofrecer menor resistencia al movimiento
Diferencia entre un fluido tixotrópico y otro pseudoplástico
El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. A los fluidos que exhiben la propiedad opuesta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llama reopécticos, a veces anti-tixotrópicos, y son mucho menos comunes.
Propiedades mecánicas de los plásticos:
Dependen de: Estructura y composición del plástico, condiciones de procesado, temperatura de uso, esfuerzo aplicado, tiempo de aplicación del esfuerzo.
Métodos de procesado:
Extrusión, inyección, soplado, rotomoldeo, termoformado.
Extrusión:
Extrusión de polímeros es un proceso industrial mecánico, en donde se realiza una acción de moldeado del plástico, que por flujo continuo con presión y empuje, se lo hace pasar por un molde encargado de darle la forma deseada. El polímero fundido (o en estado visco-elástico) es forzado a pasar a través de un dado también llamado cabezal, por medio del empuje generado por la acción giratoria de un husillo (tornillo de Arquímedes) que gira concéntricamente en una cámara a temperaturas controladas llamada cañón, con una separación milimétrica entre ambos elementos. El material polimérico es alimentado por medio de una tolva en un extremo de la máquina y debido a la acción de empuje se funde, fluye y mezcla en el cañón y se obtiene por el otro lado con un perfil geométrico preestablecido.
Soplado:
es un proceso utilizado para fabricar piezas de plástico huecas gracias a la expansión del material. Esto se consigue por medio de la presión que ejerce el aire en las paredes de la preforma, si se trata de inyección-soplado, o del párison, si hablamos de extrusión-soplado. Este proceso se compone de varias fases, la primera es la obtención del material a soplar, después viene la fase de soplado que se realiza en el molde que tiene la geometría final, puede haber una fase intermedia entre las dos anteriores para calentar el material si fuera necesario, seguidamente se enfría la pieza y por último se expulsa. Para facilitar el enfriamiento de la pieza los moldes están provistos de un sistema de refrigeración así se incrementa el nivel productivo.
Rotomoldeo
proceso de conformado de productos plásticos en el cual se introduce un polímero en estado líquido o polvo dentro de un molde y éste, al girar en dos ejes perpendiculares entre sí, se adhiere a la superficie del molde, creando piezas huecas. El proceso se compone de las siguientes etapas:
1-Se deposita el polímero, ya sea pulverizado o en estado líquido, dentro del molde. Una vez hecho esto, se cierra el molde asegurando su estanqueidad, aunque éste deberá haber sido construido de forma que al final del proceso sea posible abrirlo y recuperar la pieza elaborada. La cantidad de polímero necesaria ha de ser previamente calculada según las dimensiones requeridas para la pieza a fabricar.
2-El molde ya cerrado es introducido en un horno a temperaturas entre 250-450º C (fundiendo o sinterizando el material), donde comienza a girar lentamente alrededor de dos ejes perpendiculares que pasan por el centro de gravedad de la pieza. El movimiento rotacional es el causante de que el polímero se adapte a las paredes internas del molde, cubriendo toda la superficie con una pared relativamente uniforme, quedando así la pieza hueca. 3-Posteriormente se enfría el molde y se extrae la pieza ya solidificada.
Termoformado:
Es un proceso consistente en calentar una plancha o lámina de termoplástico semielaborado, de forma que al reblandecerse puede adaptarse a la forma de un molde por acción de presión vacío o mediante un contramolde.
Proceso: 1-Calentamiento del semielaborado, ya sea por radiación, contacto o convección. 2-Moldeo del semielaborado, que tras calentarse se estira adaptándose al molde por medio de diferentes procesos (presión, vacío , presión y vacío o un contramolde). 3-Enfriamiento del producto, que comienza cuando el termoplástico entra en contacto con el molde y es enfriado por un ventilador o a temperatura ambiente y termina cuando la temperatura es la adecuada para desmoldar la pieza sin deformarla.
Inyección:
el moldeo por inyección es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polímero, cerámico o un metal
1 en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presión y frío, a través de un orificio pequeño llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polímeros semicristalinos
. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada
Las carácterísticas más importantes del proceso de inyección son las siguientes: La pieza se obtiene en una sola etapa. Se necesita poco o ningún trabajo final sobre la pieza obtenida. El proceso es totalmente automatizable. Las condiciones de fabricación son fácilmente reproducibles. Las piezas acabadas son de una gran calidad.