Tecnología de Polímeros: Procesos, Materiales y Fabricación

Tecnología de Polímeros: Procesos, Materiales y Fabricación

Fundamentos de la Polimerización

Polimerización: Proceso químico en el que reactivos, llamados monómeros, se agrupan químicamente formando moléculas de gran peso molecular, conocidas como polímeros.

Catalizador: Sustancia que favorece la reacción química de polimerización.

Monómeros: Compuestos de bajo peso molecular que, al unirse a otras moléculas pequeñas, forman cadenas largas (polímeros).

Polímeros: Mezclas de macromoléculas de distintos pesos moleculares.

Propiedades de los Materiales Poliméricos

• Ductilidad: Capacidad de estirar un material en hilos.
• Resistencia: Capacidad de un material para soportar esfuerzos de tracción, compresión, torsión, cizallamiento, flexión y pandeo.
• Dureza: Resistencia de un material a ser rayado o perforado.
• Aleaciones: Mezcla homogénea de un metal con otros metales o no metales.

Historia y Tipos de Plásticos

Leo Baekeland: Químico estadounidense que inventó la baquelita, un material barato, no inflamable y versátil que marcó el comienzo de la era de los plásticos.

Tipos de Polímeros

• Termoplásticos: Polímeros lineales con enlaces débiles. Ablandan con el calor y se vuelven rígidos a baja temperatura.
• Termoestables: Polímeros que requieren un proceso de presión o calor para darles forma.
• Elastómeros: Polímeros lineales con pocos enlaces entre ellos, que se caracterizan por su elasticidad.

Curado: Proceso de mezclar una sustancia base con un catalizador para provocar una reacción que, una vez producida, resulta en una forma inalterable.

Charles Goodyear: Descubrió accidentalmente en 1839 la vulcanización, un proceso en el que se calienta el caucho crudo en presencia de azufre para volverlo más duro y resistente al frío.

El metacrilato es un plástico transparente utilizado para sustituir el vidrio, ya que no se astilla.

El celuloide fue utilizado para sustituir al marfil.

Métodos de Fabricación de Plásticos

Comúnmente, los procesos de fabricación implican calentar el plástico e introducirlo en un molde.

Técnicas de Fabricación

• Compresión: Utilizada para fabricar piezas huecas (ej., mangos de sartén).
• Extrusión: Utilizada para fabricar tubos, mangueras y canalones.
• Inyección: Utilizada para fabricar carcasas de objetos y piezas complejas (ej., vajilla).
• Soplado: Utilizada para fabricar piezas huecas (ej., botellas, recipientes).
• Vacío: Utilizada para moldear piezas de poco espesor (ej., bandejas).
• Laminado: Utilizada para conseguir láminas (ej., placas de PVC).
• Hilado: Utilizada para obtener hilos de fibras textiles sintéticas (ej., prendas).
• Rotacional: Utilizada para fabricar objetos de gran tamaño, aunque la construcción de moldes es costosa (ej., conos, juegos infantiles).
• Inmersión: Utilizada para la fabricación de guantes, globos, etc.

Componentes y Materiales Específicos

Husillo: Tornillo metálico o de madera utilizado en el movimiento de prensas y máquinas similares.

Extrusión: Proceso utilizado para crear objetos con una sección transversal definida y fija, que consiste en hacer pasar una masa de plástico fluido a través de un orificio. La máquina utilizada incluye una tolva, calentadores y un tornillo sin fin.

Ejemplos de materiales: Palmito, Polietileno, Poliestireno expandido (corcho blanco).

PVC (Policloruro de vinilo): Material versátil, resistente, ligero y mal conductor.

Semiconductores

Semiconductores: Materiales que funcionan como aislantes, pero que se convierten en conductores al recibir energía.

Componentes Semiconductores

• Diodo
• Transistor: Formado por tres capas de material semiconductor encapsuladas para su montaje en un circuito.