curso-plasticos-13219-completo

5/10/2018 curso-plasticos-13219-completo - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/curso-plasticos-13219-completo 1/23

Curso de plásticosAutor: eduardo spina

1

mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes

http://www.mailxmail.com/





Presentación del curso

Este curso ha sido preparado por el profesor Eduardo Spina. En él descubriremosmuchas cosas que no conocemos sobre los materiales plásticos que nos rodean díaa día y que utilizamos muy a menudo, a veces, sin darnos cuenta de ello.

2







1. Materiales

Los operarios y técnicos especialistas trabajan con diferentes materiales. Cadamaterial fue elegido expresamente para cada uno de los procesos.

Para ello fue necesario que los correspondientes especialistas conocieran por unlado las exigencias y necesidades existentes y por otro lado que estuvieran

informados exactamente de las propiedades de los diferentes materiales. A partir deestos datos puede elegirse el proceso de elaboración más adecuado y lasherramientas necesarias.

Este tipo de razonamientos en cadena se realizan en principio antes de cadaproceso de trabajo, pero como la mayoría de los especialistas tienen suficienteexperiencia pueden elegir directamente en cada caso concreto el procedimiento y lasherramientas más adecuadas. En este capítulo nos vamos a dedicar, por tanto a laspropiedades, campos de aplicación y consejos sobre elaboración de materiales,especialmente sobre los plásticos.

PROPIEDADES de los MATERIALES

En este apartado vamos a explicar fundamentalmente los conceptos másfrecuentes empleados en las expresiones técnicas sobre elaboración de materiales,pues muchos de ellos son desconocidos por el principiante electricista.

Las propiedades de los materiales se clasifican en tres grupos:

- FÍSICAS

- QUÍMICAS

- TECNOLÓGICAS

NO siempre es posible una división clara entre ellas. Este problema se presentaclaramente con las propiedades tecnológicas, pues resultan de la combinación deotras propiedades determinadas. Ejemplo: la maquinabilidad (en la tabla siguientelleva el número n:29 (ver tabla)) depende de la dureza, de la fragilidad y de laresistencia entre otras.

Algunas de las propiedades citadas en la tabla resumen quedan suficientementeexplicadas por su propio nombre. Explicaremos brevemente las restantes.

La numeración empleada sólo sirve para su caracterización y no contieneinformación alguna sobre la importancia de las propiedades.

3







2. Propiedades de los materiales

PROPIEDADES FÍSICAS

1. DENSIDAD es el cociente entre la masa del cuerpo y su volumen

PROPIEDADES FÍSICAS Y MECANICAS

2. ELASTICIDAD es la propiedad de un material de deformarse bajo la acción deuna fuerza y volver a su forma original cuando desaparece la fuerza aplicada

3. PLASTICIDAD es la propiedad de un material que queda deformado después dehaber actuado sobre él una fuerza, o sea que no vuelve a su forma original aldesaparecer la fuerza aplicada.

4. La RIGIDEZ de un material se refiere a la rotura o fractura. Se distinguenresistencia a la tracción, a la presión, a la flexión, al corte o cizalladura y a la torsión.

5. DUREZA es la resistencia que opone a la penetración en él de otro objeto.

6. FRAGILIDAD es la propiedad de un material que se rompe sin variar su forma.7. La TENACIDAD es la propiedad inversa de la fragilidad. Los materiales tenacespresentan considerables deformaciones plásticas bajo la acción de una fuerza antesde llegar a romperce.

PROPIEDADES FÍSICAS Y TÉRMICAS

8. PUNTO DE FUSIÓN es la temperatura a la que el cuerpo sólido se convierte enlíquido.

9. PUNTO DE EBULLICIÓN es la temperatura a la que el cuerpo líquido se convierteen gaseoso.

10. DILATACIÓN TÉRMICA es el incremento de volumen al aumentar latemperatura. En los cuerpos sólidos se suele emplear también el coeficiente de ladilatación lineal.

11. La CAPACIDAD CALORÍFICA es la cantidad de calor necesaria para calentar unmaterial. Si se refiere a la unidad de masa se denomina CALOR ESPECÍFICO.

12. La CONDUCTIVIDAD TÉRMICA es la propiedad de un material de conducir elcalor a su través.

PROPIEDADES FÍSICAS Y ELÉCTRICAS

13. CONDUCTIVIDAD ELéCTRICA es la propiedad por la que conduce la corrienteelectrica.

14. PERMITIVIDAD Efecto del material del dielectrico sobre una capacidad (condensador electrico)

15. RESISTENCIA A LAS CORRIENTES DE FUGAS es la resistencia que presentanlos materiales aislantes a las corrientes que circulan por la superficie del objeto.

PROPIEDADES FÍSICAS Y MAGNÉTICAS

4







16. PERMEABILIDAD

17. CAMPO COERCITIVO

18. INDUCCIÓN RESIDUAL

PROPIEDADES FÍSICAS Y ÓPTICAS

19. COLOR

20. BRILLO 21. TRANSPARENCIA

PROPIEDADES QUÍMICAS

22. RESISTENCIA A LA CORROSIÓN es la propiedad de los materiales que oponena su destrucción por reacciones químicas o electroquímicas con el medio ambiente.

23. RESISTENCAI A LOS ÁCIDOS

24. RESISTENCIAS A LAS BASES

25. RESISTENCIA AL DESCASCARILLADO se refiere a la acción del aire y de gasesde hornos a elevadas temperaturas.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS

26. COLABILIDAD

27. MALEABILIDAD

28. SOLDABILIDAD

29. La MAQUINABILIDAD significa que el material puede ser mecanizado porarranque de virutas.

30. RESISTENCIA AL DESGASTE se refiere a la destrucción indeseada de lasuperficie del material, por ejemplo debido al rozamiento.

31. CONFORMABILIDAD EN FRÍO

32. La RESISTENCIA AL CALOR es la oposición de un material a su destrucción acausa de temperaturas elevadas.

33. UTILIZABILIDAD EN CALIENTE es la propiedad de un material que puede serempleado a altas temperaturas.

5







3. Clasificación de los materiales

En este aparato vamos a conocer la clasificación de los materiales utilizada enmetalurgia.

Para ello se procede según criterios tecnológicos, esto es, los elementos, suscompuestos y relaciones se clasifican en grupos de propiedades y aplicaciones

técnicas similares. Por tanto, cuando hablemos de metales no nos referiremos exclusivamente a loselementos, sino también a sus aleaciones.

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES (SINOPSIS)

Distinguimos los materiales que se encuentran en la naturaleza de aquellos otrosque han sido elaborados.

Los materiales que se encuentran en la naturaleza se denominan materiasprimas. Por ejemplo: mineral de hierro.

Las materias primas elaboradas se denominan materiales. Ejemplo: acero.

En la tabla periódica simplificada hemos distribuido a los elementos según el

número total de electrones que poseen y según el número de electrones de su capaexterior. Los símbolos de los elementos se encuentran sobre un fondo de color igualal correspondiente de la sinopsis de calificación de materiales.

Podemos ver que los elementos con propiedades comunes ocupan posicionesvecinas.

6







4. Explicación de los conceptos de la sinopsis

Los METALES se diferencian considerablemente de las de los demás materiales porsu estructura y propiedades.

Una de las característica de los metales es la distribución de sus átomos (mejornúcleos atómicos) en una estructura tridimensional. Cuando se solidifican las

fundiciones metálicas aparecen cristales en diferentes puntos que se formantotalmente independientes unos de otros. Los átomos, que hasta esta temperaturason relativamente móviles, se unen unos con otros, formando gérmenes sobre losque se depositan otros átomos. Así se forman cristalitos (o sea varios cristales) ogranos. Las cristalitas metálicas, que crecen a gran velocidad, chocan unas con otrasy dan lugar a unos límites irregulares entre los diferentes granos. Las cuatro fasesde este proceso se encuentran representadas esquemáticamente en la figura.

Si en la fundición se encuentran átomos extraños sobre ellos se formarán losgérmenes de las cristalitas.

El número de cristalitas y con él también su tamaño depende de la velocidad de

enfrentamiento. De ella dependen, pues, la rigidez y dureza del material, pues unconglomerado de granos grandes facilita más el que las diferentes estructurascristalinas puedan deslizarse unas sobre otras.

En las piezas metálicas rotas puede reconocerse con frecuencia a simple vista laestructura cristalina. Los cristales muy pequeños sólo pueden verse al microscopio. Para ello se lima una pieza del metal correspondiente y a continuación se la atacacon ácido. Con las diversas redes cristalinas están orientadas según diferentesdirecciones, reflejarán la luz incidente según ángulos diferentes, con lo que veremoslos diferentes granos coloreados en tonos diversos.

La estructura cristalina de los metales también la causa de su brillocaracterístico. Excepto el cobre y el oro, así como sus aleaciones, todos los demásmetales tienen un color gris-blanco, con un brillo azulado en algunos.

Otras propiedades características de los metales son:

* gran tenacidad y rigidez

* buena aleabilidad

* gran conductivilidad térmica y eléctrica.

Se denominan METALES LIGEROS aquellos cuya densidad es menor que 5kg/dm

A pesar del gran desarrollo de los plásticos los más empleados siguen siendo los

MATERIALES FÉRREOS. Los NO METALES no forman un grupo uniforme. Existen gran cantidad deposibles grupos. Sólo trataremos algunos de ellos. En otro apartado ya hemos citadoalgunos no metales y sus aplicaciones, bien sea como componentes de aleaciones ocomo mezcla indeseada que empeora las propiedades de los materiales.

Los MATERIALES NATURALES son aquellos que se obtienen de la elaboración ytransformación de materias primas, por ejemplo: madera.

7







Los MATERIALES ARTIFICIALES, en cambio, se fabrican fundamentalmentemediante procedimientos químicos. Un grupo de ellos lo constituyen los plásticos,con cuya denominación queremos obtener una delimitación clara con respecto a losdemás materiales fabricados artificialmente.

EJERCICIOS cuestionario 1

1) Describir la diferencia entre la zona plástica y la zona elástica en los materiales.

2) Explicar la diferencia entre rigidez y dureza de un material.3) Explicar la diferencia entre capacidad calorífica y conductividad térmica.

4) Copiar la figura y completar el resumen de clasificación de materiales.

8







5. Plásticos de celulosa I

Estos plásticos se forman a partir de la celulosa. Como la celulosa se obtiene desustancias vegetales como la madera los consideraremos materiales naturales, quese someten a continuación a un tratamiento para dar sustancias de característicasplásticas.

Por ellos clasificaremos estos materiales entre los plásticos y los materialesnaturales .

Entre otros citaremos los siguientes materiales sintéticos obtenidos a partir de lacelulosa :cartón prespán, papel charol ,nitrato de celulosa , acetato de celulosa.

El cartón prespán se fabrica prensando varias capas de papel impregnadas enresina ,con lo que aumenta su resistencia mecánica . El prespán se utiliza en loscuerpos de bobinas , placas aislantes y aislamientos de ranuras ( fig. 15.81).

El papel charol es un papel impregnado en esmaltes sintéticos que se utiliza parael aislamiento de bobinas. El acetato de celulosa se obtiene de la celulosa tratada

con ácido acético.Campos de aplicación: hojas de material aislante ,piezas moldeadas por inyecciónpara botones de interruptores, etc. NOMBRES COMERCIALES: Cellidur, Trolit, Ultrafán

TERMOPLÁSTICOS

Los termoplásticos constituyen un subgrupo de los plásticos. Para empezarvamos a ocuparnos de todo el conjunto de materiales llamados plásticos.

Los plásticos se diferencian de todas las demás sustancias porque se componede moléculas enormes (MACROMOLÉCULAS) (Fig.15.82).

Ejemplo: Las macromoléculas de la resina acrílica pueden tener hasta 30.000unidades fundamentales iguales.

Esta unidades fundamentales o recurrentes, también llamadas Monómeros, son yacomplicados compuestos del carbono con el hidrógeno y el oxígeno, pero tambiéncon silicio, nitrógeno, cloro, flúor, calcio y azufre entre otros.

Los plásticos se componen de macromoléculas, cuyas unidades recurrentes soncompuestos orgánicos del carbono.

Estas macromoléculas forman cadenas larguísimas, siendo también posible laexistencia de ramificaciones (Fig.15.83).Están retorcidas y enmarañadas con lo que

el material es muy rígido. Si las diferentes cadenas se enlazan unas con otras mediante puentes apareceránredes tridimensionales, que pueden ser de malla gruesa o fina.(Figs. 15.84 y 15.85).

Los plásticos con macromoléculas en forma de cadenas (fibras) sin enlaces entreellas se llaman termoplásticos.

os plásticos con macromoléculas formando mallas gruesas se llaman elastómeroselastómeros.

9







Los plásticos con macromoléculas formando redes de malla finas se llamanplásticos duros o termoestables.

Cuanto más numerosos sean los enlaces entre las diferentes cadenas menos sepodrán desplazar las moléculas, una con respecto a la otra. Por tanto el grado deenmarañamiento será un factor fundamental del comportamiento y propiedades delos plásticos.

Sin embargo todos los plásticos tienen una serie de propiedades comunes que

pueden modificarse considerablemente en cada caso particular medianteprocedimientos químicos.

LOS PLÁSTICOS SON EN GENERAL:

Químicamente estables

Fáciles de colorear

Resistentes a la corrosión.

Poco resistentes a la temperatura (temperatura máxima 120 grados C)

Buenos aislantes térmicos

Malos conductores eléctricos

No higroscópicos (propiedad de los cuerpos orgánicos einorgánicos de absorber ydespedir humedad según el ambiente que los rodea)

Fáciles de mecanizar sin arranque de viruta

Más ligeros que los metales ligeros = 0.9...2 kgdm3.

Los plásticos tienen en general:

Peores propiedades mecánicas que los metales

Grandes dilataciones térmicas.

Al calentar las macromoléculas enmarañadas se separan unas de otras debido almovimiento térmico ,con lo que el material pierde su rigidez y puede conformarsefácilmente (extrusión, inyección, etc.).

Al enfriarse , los movimientos se vuelven a reducir, con lo que el material recobra surigidez.

Este proceso puede repetirse aunque los cambios frecuentes de temperatura puedendestruir algunas macromoléculas, con lo que se perdería las propiedades plásticas.

Los termoplásticos son conformables en caliente Los termoplásticos no pueden endurecerse (revenirse).

Podemos deducir, pues, que sobre todas las propiedades mecánicas de lostermoplásticos se modificará fuertemente al calentarlos. Esto significa que lostermoplásticos sólo podrán aplicarse dentro de determinados márgenes detemperatura. Según cual sea su composición la máxima temperatura de régimenestará entre 80°C y 160°C

10







La gran cantidad de plásticos se clasifican por sus propiedades eléctricas,térmicas, ópticas, mecánicas y de duración, según unos prefijos compuestos porletras tales como: ABS, CA, etc., algunos de los cuales forman parte actualmente dellenguaje corriente, por ejemplo PVC (cloruro de polivinilo).

Formas comerciales: Hojas, placas, barras, hilos, tubos,

perfiles, granulados, polvo, l líquidos. Después de estas consideraciones generales vamos a ocuparnos ahora

específicamente de los polímeros termoplásticos, plastomerós o simplementetermoplásticos.

Por tanto los termoplásticos son, a temperatura ambiente, elásticos o blandos,aumentando su rigidez y dureza a temperaturas bajas hasta llegar a ser inclusofrágiles. Por ello al utilizar termoplásticos no sólo deberán tenerse en cuentadeterminadas temperaturas máximas, sino también temperaturas mínimas. La granvariedad y formas de los plásticos no nos permiten hacer afirmaciones generalessobre las correspondientes magnitudes.

En la tabla 15.4 se encuentran algunos termoplásticos con sus propiedades ycampos de aplicación.

Datos sobre su mecanizado

Los termoplásticos se mecanizan principalmente sin arranque de virutas, atemperaturas que van de los 100°C a los 300°C.

No obstante es también fácil cortarlos, serrarlos o perforarlos. Como en losmetales blandos el ángulo de filo puede ser pequeño. Los ángulos de ataque y dedespullo pueden ser grandes.

De esto resulta que las herramientas para su mecanizado deben reunir lossiguientes requisitos:

Limas: Los termoplásticos no suelen limarse. En caso de que fuera necesario seemplearán limas fresadas como las utilizadas para el cobre.

Sierras: El ángulo de ataque debe ser positivo, en los termoplásticos blandos demás de 15°C. El número de dientes deber ser pequeño (4 a 15 dientes por cada 25mm.) para dejar espacio a la salida de virutas.

Brocas: Como los plásticos disipan mal el calor del rozamiento debe procurarseque haya una refrigeración suficiente.

Para ello se emplea primordialmente aire a presión, pues los refrigeranteslíquidos no son apropiados para todos los plásticos.

Las brocas utilizadas tienen ángulos de punta muy pequeños (60°C...90°C) paraque los filos principales sean muy largos (fig. 15.88), con lo que se facilita ladisipación del calor a través de la broca.

El ángulo de ataque lateral también es pequeño para que las virutas puedan salirrápidamente.

¡Atención! Los agujeros perforados en plástico deben ser siempre algo mayores (0,05 mm...0,01 mm.).

Debido a la gran dilatación de los plásticos los agujeros resultan algo menores

11







después de perforar.

Los valores que deben emplearse en cada caso particular pueden encontrarse entablas especiales. A velocidades medias de corte deberá elegirse un avance grande.

12







6. Plásticos de celulosa II

Elastómeros

Las macromoléculas de estos plásticos están enlazadas por algunos *puentes*formando redes de malla gruesa que permiten que las moléculas en forma decadena lineal puedan moverse dentro de ciertos límites. Sin embargo, debido a los

*puentes* no pueden resbalar totalmente unas sobre otras. Según esto los elastómeros perderán al aumentar la temperatura algo de surigidez, pero no se volverán totalmente plásticos (fig. 15.89).

Si se someten estos plásticos a una carga mecánica las moléculas se estirarán,pero no se romperán porque los *puentes* entre las diferentes cadenas loimpedirán. Aparecerán tensiones mecánicas que al desaparecer la carga harán queel material recupere su estado y forma originales (fig. 15.89). Estos plásticospresentan, pues, un comportamiento similar a la goma, razón por la que reciben elnombre de elastómeros o cauchos sintéticos.

Los elastómeros son muy extensibles. Esta afirmación sólo es válida naturalmente dentro de un determinado margen detemperaturas. En algunos materiales (los verdaderos elastómeros) empieza pordebajo de 0°C, mientras en otros (también llamados termoelastómeros) empiezaeste margen algo por encima de los 0°C. Los valores máximos de este margendependen del material, y vienen dados por las temperaturas a las que lasmacromoléculas empiezan a descomponerse, con lo que se perderán laspropiedades plásticas.

Campos de aplicación:

Los mismos que la goma, o sea para el aislamiento de cables y líneas, etc.

Algunos nombres comerciales conocidos son: buna o caucho buna, perbunán,neopreno, vulcolán, silastic.

Datos sobre su mecanizado

Los elastómeros se mecanizan casi exclusivamente sin arranque de virutas. Parael electricista posee gran interés la separación con un cuchillo o unos alicates. Comoel material es muy blando deberán utilizarse ángulos de filo pequeños, o sea que lascuchillas de las herramientas deberán ser muy agudas.

Plásticos duros o termoestables

Las macromoléculas de las cadenas de los plásticos duros, también llamadosdurómetros, plásticos termofijos o termoestables, forman una red de malla finagracias a multitud de «puentes» entre ellos. Prácticamente toda la pieza es una solamolécula gigante .

Como consecuencia de esto , las diferentes cadenas de moléculas ya no podránmoverse ni a causa de un aumento de temperatura ni una atracción . Esto significaque los plásticos duros tendrán las siguientes propiedades :

*Las variaciones de temperatura apenas modifican la resistencia mecánica . Los

13







plásticos duros no se vuelven ni elásticos n i líquidos . Naturalmente , la temperaturamuy elevadas quedarán también destruidas las macromoléculas , con los que seperderán las propiedades plásticas .

*Los plásticos duros no se pueden estirar , dilatar ni deformar .

Existen dos métodos principales para la fabricación de este tipo de plásticos. Elprimer grupo de plásticos duros (por ejemplo, resina de melanina) se fabricaron enlíquido, impregnando luego con ellos papel, tejidos, madera, etc. A continuación se

prensaban estos materiales en caliente, con lo que las moléculas de plástico seenmarañaban incluyendo a los materiales de relleno (papel, tejidos, madera, etc.).

continuación se cuelan, se inyectan o se extrusionan, con lo que se obtiene la formadeseada apareciendo simultáneamente las macromoléculas enmarañadas.

Ambos tipos de enmarañado se denominan templado. Este proceso esirreversible.

Los plásticos duros están templados .

En la tabla siguiente se encuentran algunos plásticos duros junto con suspropiedades y campos de aplicación .

DATOS SOBRE MECANIZADO

En los plásticos duros el mecanizado por arranque de viruta es más frecuenteque los demás plásticos . Los ángulos de las cuchillas deben ser como para losmetales duros, o sea ángulo de ataque pequeño y ángulo de filo grande .

Por tanto para las herramientas especiales resultan los siguientes requisitos :

Limas: Hay que emplear limas de surcos cruzados con ángulo de ataquenegativo . Deben utilizarse limas nuevas al contrario que con el acero .

Sierras: También aquí se emplean sierras de metal , o sea con gran número de

dientes (aprox. 30). El ángulo de ataque puede valer 5° . ¡Atención! los materiales prensados se astillan , por lo que deben prestarseun cuidado especial al serrar.

Brocas: Debido a la disipación de calor se prefieren pequeños ángulos de punta(60º...90º). En agujeros planos se emplean pequeños ángulos de ataquelateral(10º...15º), y en agujeros profundos, mayores(35º...40º).

Para evitar que los bordes se rompan debería perforarse sobre madera

EJERCICIOS CUESTIONARIO NUMERO 2

1. ¿Por qué diferenciamos entre resistencia de paso y resistencia superficial comocaracterísticas de los materiales aislantes

2. ¿Cuáles son los materiales inorgánicos que se emplean aún actualmente comoaislantes

3. ¿qué propiedad especial presenta el vidrio cuando está incandescente

4. nombrar algunos aislantes orgánicos naturales

5. ¿Qué inconvenientes tienen el papel y los tejidos al utilizarlos como aislantes

14







6. ¿Cuáles son los plásticos de celulosa más importantes en la electrotecnia

7. ¿En qué se diferencian los plásticos de los demás materiales

8. ¿Qué elemento se encuentra en todos los plásticos

9. ¿en qué se diferencian los termoplásticos, los elastómeros y los plásticos durosunos de otros respecto a su estructura y propiedades

10. Citar algunas propiedades típicas de los plásticos.11. ¿Qué se entiende por temple de un plástico

15







7. Propiedades y aplicaciones de algunostermoplásticos

En esta tabla verás las propiedades y características de algunos termoplásticos, sususos más comunes y los nombres comerciales que utilizan.

16







17







8. Propiedades y aplicaciones de algunos plásticosduros (termoestables)

En esta tabla verás los usos y las características de plásticos duros (termoestables) ylos nombres con los que se conocen en el sector comercial.

18







9. Fundamentos de los plásticos

Los plásticos son substancias orgánicas de alto peso molecular, obtenidas ya seasintéticamente o por transformación de substancias naturales.

Orgánico indica que las moléculas de esta substancia son semejantes en suestructura a las de los organismos vivos.

Sintético significa que la estructura de estas combinaciones químicas, al contrarioque en las substancias naturales, es el resultado de procesos dirigidos por elhombre.

CARACTERÍSTICAS COMUNES IMPORTANTES SON

1. Se fabrican partiendo de materias primas baratas y técnicamente fáciles deobtener. En su mayor parte se trata de combinaciones de carbono, con excepciónde la silicona, que se deriva de una combinación de silicio y oxígeno.

2. Tienen una densidad pequeña, inferior a la del aluminio (0.9 a 2 kgdm3

3. Generalmente poseen una superficie lisa y se puede colorear, por lo que no hacefalta pintarlo.

4. Tiene una superficie impermeable, son pues estancos al agua y al gas.

5. Son variadamente estables frente a los ácidos, debiendo adoptarce estaestabilidad a la aplicación deseada.

6. Son malos conductores de calor, pero se dilatan fuertemente por efecto de éste.La estabilidad al calor y de forma son limitadas.

7. Casi todos pueden emplearse como aislantes eléctricos, ya que prácticamente noson conductores. En la combustión se convierten parcialmente en ceniza, ardiendo

sin llama, pero sin embargo desprenden gases corrosivos, por lo que puedenproducir grandes daños en máquinas y herramientas.

8. Pueden mecanizarce fácil y rápidamente. Por colada, estampación, laminación,soldadura, inyección o soplado pueden dárceles las más variadas formas.

Termoplásticos, termoestables, elastoplásticos

Los plásticos se diferencian por la combinación de las macromoléculas:Termoplásticos-combinación de moléculas por fuerzas físicas;termoestables-combinación química de retícula estrecha; elastoplásticos-retículaancha.

Ensayos: Una tira de resina fenólica (termoestable) y otra de poliestireno(termoplástico) pueden partirse fácilmente a la temperatura ambiente . Si secalientan ambos materiales, el termoestable sigue siendo quebradizo, pero, por elcontrario, el termoplástico se deforma con facilidad. El proceso puede repetirsecuantas veces se quiera con los termoplásticos.

Ensayos :Los termoestables se descomponen a altas temperaturas condesprendimiento de vapores acompañados de mucho humo. Los termoplásticos seablandan, se descomponen y arden con llama pequeña, goteando parcialmente.

19







20







10. Composición química de los termoplásticos

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Todos los plásticos contienen carbono e hidrógeno, y algunos oxígenos,nitrógeno, azufre y cloro.

ELABORACIÓN DE TERMOPLÁSTICOS Los termoplásticos se desforman plásticamente calentándolos entre 80º y 200ºCy no pierden sus propiedades. A la temperatura ambiente son sólidos y dúctiles.Plásticos de esta clase son el poliestileno, la poliamida y el cloruro de polivinilo.

En la colada por inyección, los polvos de plástico se inyectan a través de unatobera dosificadora en un molde refrigerado, donde solidifican muy rápidamente ytoman forma del mismo, p. ej. jaulas para rodamiento y ruedas dentadas.

El estirado por aspiración(modelado al vacío)es una conformación por tracción.Es muy apropiada para piezas planas de gran superficie. La matriz está conectadamediante orificios a una cámara de depresión. Al abrir una válvula, la plancha de

plástico caliente es atraida hacia la matriz por la presión atmosférica y enfriada; p.ej., platos bandejas.

La embustición profunda con punzón, es un procedimiento de tracción ycompresión especialmente apropiada para fabricar piezas redondas, p. ej. tubos. Laplancha de plástico calentada en formada por el punzón frío descendente. Porobtener un espesor de pared uniforme se calientan el plato de la matriz y el pisador.

En los trabajos con matriz y punzón, es necesario una exacta regulación de latemperatura de ambas piezas.

Termoplásticos

PLÁSTICOS IMPORTANTES

El cloruro de polivinilo (PVC) es el termoplástico más empleado y se obtiene conácido clorhídrico (HCI) y acetileno (C2H2).Ambas substancias de partida se combinanformando gas cloruro de vinilo. Polimerización se obtiene el cloruro de polivinilo,que es un polvo blanco.

El PVC duro sustituye en muchos casos a los metáles. Se fabrican en planchas yen tubos (depósitos y tuberias).Las piezas se mecanizan con arranque de viruta de lamisma forma que los metales. la resistencia a la tracción es de 60 N/mm² atemperatura normal y el alargamiento es del 300%. La conductividad térmica es muypequeña. El PVC duro es muy sensible al entalle, es insípido e inodoro, y resistente a

las lejías y a los ácidos.El PVC blando se fabrica como el PVC duro con adición de un «reblandecedor».Poreste sistema consigue propiedades como las de las goma blanda. Se colorea y selamina en forma de hojas y planchas.

Ejemplos de aplicación son las mangueras con o sin soporte textil y el cuero artificialpara tapicería. El PVC blando se corta, perfora y suelda bien, pero por arranque deviruta se mecaniza mal.

21







El polietileno (símbolo PE=polietileno) es ligero

(0,92 a 0.95 Kgdm3 y no es atacado por el agua .Es químicamente estable frente aácidos, lejías y grasas. Es atacado por la gasolina y los aceites los dañan.

El polietileno es inodoro e insípido, buen aislante y resistente a la corrosión. Parauso permanente es adecuado hasta 70ºC. Ejemplos de aplicación: material deembalaje, botellas para productos químicos, aislantes eléctricos.

El perlón y nylón son poliamidas. Estos materiales son de aspecto córneo, elásticos,muy alargables y poseen una gran tenacidad y resistencia al desgaste. Si se estiranen hilos hasta alargarlos en dos a tres veces, se alcanza una resistencia cuatro vecesmayor .

Con estos hilos se fabrican fibras textiles resistentes, teñibles einarrugables.

COMPORTAMIENTO DE LOS TERMOPLÁSTICOS SOMETIDOS A CALENTAMIENTO

Los termoplásticos pueden adoptar un estado sólido termoelástico ytermoplástico. El plástico sólido es apropiado para trabajos de cortes (limado,aserrado, fresado, torneado, taladrado y punzonado).Si se calienta el plástico sólido,

en el intervalo de la temperatura de reblandecimiento o de congelación (símbolo ET),la resistencia disminuye repentinamente. El material pasa a un estadotermoplástico semejante a la goma y se deforma fácilmente. En este intervalo seproduce la conformación por plegado, estirado, embutición profunda y estampado.Mediante enfriamiento posterior por debajo de la temperatura de congelación, laadopta una forma estable. Si la pieza conformada que calienta de nuevo por encimadel limite ET, entonces actúan en el material fuerzas residuales. Esto motiva que,por ejemplo un tubo adopte de nuevo la forma de la plancha anterior a laconformación.

Si se sigue calentando, el plástico pasa al intervalo de la temperatura defluencia (símbolo FT),o sea al intervalo termoplástico (fluido).

por encima del límite FT tiene lugar la formación de brupos, como la colada, elprensado en caliente, la estampación, estención o unión, por ejemplo soldadura.

Las piezas fabricadas en este intervalo tiene también forma estable en elintervalo termoelastico.

EJERCICIOS CORROSIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS

1. A qué influencia están sometidos los metales por la acción del aire

2. La capa de oxido de un metal no férreo representa muchas veces una protección.explicarlo

3. Por qué se oxida muy lentamente el acero en locales secos

4. Comparar la resistencia a la oxidación de lo fundición gris, del acero no aleado ydel acero de alta aleación

5.¨El oxido se devora a si mismo¨que afirma esta expresión

6. Citar algunas lejías, y ácidos importantes e indicar su estructura química

7. Que efectos producen los ácidos en los metales

22







8. Por qué hay que rotular las botellas de lejías y ácidos

9. Explicar la destrucción de un metal por corrosión de contacto , corrosión degrietas, y corrosión de picaduras

10. Dar ejemplos de protecciones superficiales no metálicas, metálicas y químicas

EJERCICIOS SOBRE PLÁSTICOS

1. Comparar a) densidad, y deformabilidad , c)conductibilidad térmica D)mecanizabilidad entre el aluminio y un termoplástico

2. diferenciar los termoestables de los termoplásticos

3. de que elementos importantes se componen químicamente los plásticos

4. muchos plásticos se obtienen por polimerización . explicar este concepto. Cuales la causa de la dureza y fragilidad de los termoestables

5. que propiedad de los plásticos condicionan sus limites de aplicación industrial

6. que afirman las designaciones plástico endurecible y plástico no endurecible

7. citar ejemplo de aplicación de plásticos endurecibles. que permite determinar unensayo de combustión

8. las ruedas dentadas pueden fabricarse con lamina s prensadas describir laestructura del material

VOCABULARIO

ÁLCALI: Nombre de los óxidos metálicos que pueden actuar como bases enérgicaspor su fácil solubilidad en agua.

LEJÍA: Agua que contiene en disolución álcalis o sus carbonatos.

23





curso-plasticos-13219-completo

Documents

Transcript of curso-plasticos-13219-completo