Materiales Sintéticos II

• Macromoléculas, monómeros y polímeros
• ¿Que es un plásticos?(vs un polímero)
• Plásticos y elástomeros
• Termoplásticos y termoestables
• Métodos de identificación de elementos plásticos
• Otros métodos de identificación

• Rotura/flexión
• Pirólisis
• Sensibilidad a distintos disolventes orgánicos

• Reparación de elementos termoplásticos

• Grapado
• Soldadura
• Adhesivos y rellenos

1. Macromoléculas, monómeros y polímeros

Macromolécula: Es una molécula muy grande creada comúnmente por la polimeración de subunidades mas pequeñas. Por lo general se componen de miles o mas átomos. Pueden ser tanto orgánicos como inorgánicos.

Monómeros: Es una molécula de pequeña masa molecular que está unida a otros monomeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, formando macromoleculas llamadas polímeros. El proceso por el cual los monomeros se combinan de extremo a extremo para formar un polímero se denomina polimerización

Polímeros: Son macromoleculas formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o mas unidades simples llamadas monómeros. Los polímeros tienen grandes masas moleculares, que pueden alcanzar millones de UMAs(Es una unidad de masa, se utiliza para expresar la masa de átomos y moléculas).

   
            2. ¿Que es un plásticos?(vs un polímero)

Los plásticos son materiales que están compuestos por proteínas, resinas y otras sustancias. Estos materiales son fáciles de moldear y pueden modificar su forma de manera permanente a partir de una cierta compresión y temperatura. Por lo general, los plásticos son polímeros que se moldean a partir de la presión y el calor. Una vez que alcanzan el estado que caracteriza a los plásticos resultan ser bastante resistentes a la degradación.
En cuanto a diferencia entre los plásticos y los polímeros, no hay, lo que es, es que los plásticos están formados por polímeros.



           3.Plásticos y elástomeros.

Los elastomeros hacer referencia al conjunto de materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura final ligeramente reticulada.
La principal característica de los elastomeros es su alta elongación o elasticidad y flexibilidad que disponen dichos materiales frente a cargas antes de fracturarse o romperse.
En función de las distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastomeros pueden disponer de unas características o propiedades semejantes a los materiales termoestables o a los termoplasticos.

           4. Termoplásticos y termoestables

• Termoplasticos: Se caracterizan porque se ablandan  con el calor y se pueden moldear para darle una gran variedad de formas, sabiendo que al enfriarse volverá a endurecerse manteniendo sus características.

Este proceso de ablandamiento y endurecimiento puede  volverse a repetir cuantas veces se quiera sin que el material modifique su aspecto sus propiedades.

Ejemplos de termoplásticos: Polietileno, polipropileno, PVC, acrílicos nailon,etc.... 

• Termoestables: Al calentarlos por primera vez el polímero se ablanda y se le puede dar forma bajo presión. Debido al calor comienza una reacción química en la que las moléculas se enlazan permanentemente. Esto se conoce como degradación. Consecuencia: el primero se hace rígido permanentemente y si se calienta no se ablandará, si no que se romperá.

Ejemplos: Baquelita, Melamina, Poliéster.

           5. Métodos de identificación de elementos plásticos



La identificación de plásticos consiste en aplicar diversas  pruebas que harán notar las propiedades de los plásticos. Los ensayos son: combustión, densidad. flexibilidad y solubilidad.

En la prueba de combustión se calientan los plásticos con una llama y se observa las características expedidas tanto por el humo, la llama y el mismo plástico. Es importante ver como se quema, observar el color de la llama, la cantidad y color del humo.

En el ensayo de densidad se aprecia la flotabilidad de un recorte del plástico sobre el agua, si el plásticos se mantiene es que es menos denso que el agua, si se hunde es mas denso. Una de las características principales de los polímeros es que cuenta con menor densidad que los materiales de tipo cerámico y metálico.

En el ensayo de flexibilidad de un plástico se le aplica una fuerza de doblez y se busca la formación de grietas en la superficie. A los polímeros se les puede asignar muchas propiedades de resistencia mecánica normalmente un material duro tiene poca resistencia a la flexibilidad y se quiebra, si esto es así se llama rígido, si dobla y aguanta repetidas veces se llama flexible.

En el ensayo de solubilidad se coloca acetona en un envase y dentro de este se colocan pequeños recortes de materiales de materiales poliméricos y se tratan de observar deformaciones en la superficie del plástico así como decoloración del mismo plástico.

      

        6. Otros métodos de identificación

Rotura/flexión: Con esta prueba podemos ver el tipo de plástico que es rompiéndolo o cortándolo viendo si es blando, duro, flexible, rígido, etc...

Pirolisis: En esta prueba averiguamos el tipo y composición del plásticos, dándole calor, con esto podemos saber que tipo de plástico, por el color del humo, olor, color de la llama, etc.

Sensibilidad a distintos disolventes orgánicos:  En esta prueba ponemos disolvente en un plástico de prueba, en caso de que pierda color o se haga una imperfección en el plástico podemos saber de que plástico se trata.

       7. Reparación de elementos termoplásticos

- Grapado: Consiste en grapar una rotura en un elemento plástico para evitar que se vuelva a abrir. Para realizar el trabajo, el equipo está constituido por una unidad central, el útil que sujeta las grapas y el propio juego de grapas.

1. Preparar el equipo
2. Analizar el daño( tipo de baño, tamaño y grapas a utilizar)
3. Conectar el equipo y seleccionar la temperatura de calentamiento según espesor y tipo de plásticos.
4. Acotar mediante un taladrado el extremo de la grieta.
5. Seleccionar el tipo de grapa y posicionarla en los electrodos.
6. Insertar la grapa sobre la parte interna de la rotura.
7. Repetir la operación con la cantidad de grapas que se considere necesaria.
8. cortar el sobrante metálico de las grapas.
9 Amolar el sobrante de las grapas.
10. Aplicar adhesivo para el acabado final.













- Soldadura: La soldadura es el procedimiento de unión que mejores resultados ofrece en la reparación de piezas de plástico termoplastico.

1. Limpiar la pieza

2. Analizar la zona que hay que reparar 

3. Calentar el soldador a la temperatura adecuada( varia según el plástico)

4. Coger una varilla de aportación( elegir el tamaño y grosor según lo grande que sea la grieta y el tipo de plástico que hay que arreglar) 

5. Poner la varilla en la grieta y con el soldador, darle calor para que se derrita y pueda tapar la grieta.

- Adhesivos y rellenos: Esto se utiliza la gran mayoría de las veces cuando un plástico se rompe, ya que estos adhesivos se pueden usar en termoplasticos y termoestables.

1. Limpiar la pieza

2. Lijar para que no haya ningún relieve y quede perfectamente uniforme.

3. Poner el adhesivo en la zona donde se encuentra la grieta, cubriendo bien todo.

4. Retirar el adhesivo sobrante y dejarlo todo uniforme.

5. dejar secar el adhesivo.

6 de abril. comenzamos con la puerta

buenas a todos, hoy comenzamos la puerta de la furgoneta. Comenzamos observando la puerta y planificar lo que se va hacer.

Lo primero que hicimos fue aplanar los extremos de la puerta, marcamos con una regla y lapiz lo que habia cortar y después cortamos.

Ya por ultimo empezamos hacer la pieza que se va a poner en la puerta de la furgoneta.

3 de abril. presentacion de puertas

buenas a todos, hoy comenzamos con una presentación, si una presentación del trabajo que vamos hacer en unas puertas de una furgoneta. Las puertas estaban bastante mal tenían bastante oxido y había muchos golpes. Había cuatro puertas las cuales eran dos y sus parejas. El trabajo que vamos a realizar va a ser coger la que mejor está ( que no están bien ninguna) y sustituir las partes que esta mal de la buena con las partes de la mala ( si están bien claro) y sino habría que hacerla nosotros.

 Como veis las puertas están bastante mal y picadas

Ya al final de la clase nos enseño como se usaba la plegadora y que se podía usar para recoger y estirar el metal.

30 de marzo.

Buenas a todos, hoy comenzamos con golpes en chapas, bueno no hay mucho que contar. Se cogió una chapa y se le dio unos golpes para que se abombase y poder arreglarla y dejarla otra vez plana. La cosa no salio muy bien ya que al principio para quitar los grandes golpes le di bastante fuerte y se forma una gran tensión y eras difícil de quitar y se quedo mas o menos.( hoy no tengo fotos ya que se me olvido)

27 de marzo. Soldadura

Buenas a todos, hoy lunes ha sido la primera vez que he soldado con electrodos. las soldaduras han sido bastante lamentables pero bueno habrá que aprender.

Cuando empece con  el primer electrodo se me quedo pegado en la chapa y no lo podía despegar, ahí me dijeron que primero lo tenia calentar. Empece a tirar cordones haciendo ese movimiento de muñeca, para que quede ese efecto de ola, aunque bueno no me salio como quise.
Despues de hacer unas chapas, se lo enseñe a Pablo y me dijo que le metiese mas intensidad( estuve trabajando en las anteriores con 25, 30 amperios)  así que le metí 50 amperios, ahí fue mejor, me salieron un poco mejor las soldaduras pero tampoco demasiado.


Estas son las primeras soldaduras, como veis bastante malas.

Y estas son las segundas que hice que fueron un poco a mejor.

23 de marzo. Visión de un golpe en una carrocería

Buenas a todos,  hoy hemos metido un cogido coche para ver golpes en un carrocería. Cogimos un Ford Escort bastante trillado. Pablo comenzó hablando sobre las carrocería que llevan los coches ahora ( tema de grosor de la chapa).

Lo primero que se hizo fue dar un golpe a la carrocería para que todos pudiésemos detectar el golpe con la luz, esto se consigue poniendo justo en un lugar para poder bien el reflejo que se hace en la carrocería y que se vea perfectamente la profundidad del golpe.

Después de esto, vimos las diferentes formas de ensalzar el golpe para poder verlo bien y poder arreglarlo correctamente. Esto se puede hacer de diferentes instrumentos como es una lima, lija, etc.

En las carrocerías, los golpes se pueden clasificar según el acceso que hay, para poder arreglar el golpe, esto se mide según puedas llegar con el tass a la zona afectada: Fácil acceso, difícil acceso, sin acceso.

También estuvimos viendo como funciona el tema del remacha miento. Se hizo un agujero, justamente donde había remache, lo que básicamente fue es quitar un remache de la puerta, y colocamos un remache de flor. Antes de colocar el remache se explico los tipos de remaches que hay que son: Remache de flor, normal( 4 mm en la cabeza) y de cabeza ancha( la cabeza es de 5 mm).

Por ultimo ya fue quitar unos puntos de soldadura que se hizo taladrando y después con un cortafríos despegar las chapas.

Materiales sintéticos

• ¿Que es un material sintético?(¿Que es sintetizar materiales?)

• ¿A que nos referimos cuando hablamos industrialmente de materiales sintéticos?

• Hitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos

• Materias primas para la producción de materiales sintéticos. (Origen, obtención...)

1. ¿Que es un material sintético?(¿Que es sintetizar materiales?)

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química" el cual se conseguía en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias simples. Estos elementos no aparecen de forma natural en la tierra, y solo pueden ser creados de forma artificial.

Los materiales elásticos son conocidos como polímeros, y en general han existidos en la naturaleza desde siempre, pero el hombre ha creado algunos sintéticos.

Existen muchos tipos de materiales poliméricos diferentes que no son familiares, y que tienen gran número de aplicaciones, entre las que se incluyen plásticos elastomeros, fibras, etc... Dependiendo de sus propiedades, un polímero puede utilizarse en dos o mas de estas aplicaciones.  

La sintetización de un material es un proceso industrial en el cual se consigue crear piezas que son complicadas de obtener por otros procedimientos. Este proceso consiste en reducir el material en polvo para luego comprimirlo en un molde a una determinada presión y calentarlo a una temperatura controlada.

La entropia mide el grado de de desorden del sistema. La entropia aumenta al aumentar el desorden. Al aplicar un esfuerzo las cadenas se alargan y se alinean: el sistema se ordena. A partir de esto la entropia aumenta al volver las cadenas a su original enmarañamiento.

 
2.¿A que nos referimos cuando hablamos industrialmente de materiales sintéticos?

• Termoplásticos

 Es un material que a temperaturas elevadas se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece cuando se enfría. La mayor parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular.

En función del grado de las fuerzas intermoleculares que se producen entre las cadenas poliméricas,

estas pueden adoptar dos tipos diferentes de estructuras, estructuras amorfas o estructuras cristalinas.

• Estructura amorfa: Las cadenas poliméricas adquieren una estructura liada, esta estructura amorfa es la responsable directa de las propiedades elásticas de los materiales.
• Estructura cristalina: Las cadenas poliméricas adquieren una estructura ordenada y compacta, se pueden distinguir principalmente estructuras con forma lamelar y con forma micelar. Esta estructura cristalina es la responsable directa de las propiedades mecánicas de resistencia frentes a esfuerzos o cargas así como a la resistencia a las temperaturas de los materiales.

-  Pueden derretirse antes de pasar a un estado gaseoso.

-  Permiten una deformación plástica cuando son calentados.

-  Son solubles en ciertos solventes.

-  Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.

-  Buena resistencia al fenómeno de fluencia.

• Termoestables

Los polímeros termoestables son polímeros infusibles e insolubles. La estructura así formada es un conglomerado de cadenas entrelazadas dando la apariencia y funcionando como una macromolécula(son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran numero de átomos), que al elevarse la temperatura de esta, simplemente las cadenas se compactan mas, haciendo el polímero mas resistente. Por contra es dicha estructura altamente reticulada la que aporta una baja elasticidad, proporcionando a dichos materiales su característica fragilidad.

-  No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso.

-  Generalmente no se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.

-  Son insolubles.

-  Alta resistencia al fenómeno de fluencia

• Elastomero

Son aquellos tipos de compuestos que están incluidos no metales en ellos, que muestran un comportamiento elástico. El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es una adecuado para referirse a vulcanizados. Los elastomeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea de ahí esa considerable capacidad de deformación.

Los elastomeros suelen ser normalmente polímeros termoestables pero pueden ser también termoplásticos. La elasticidad proviene de la habilidad de las cadenas para cambiar su posición por si mismas y así distribuir una cierta tensión aplicada. 

En función de la distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastómeros pueden disponer de unas características o propiedades semejantes.

Elastomeros termoestables: Son aquellos que al calentarlos no se funden o se deforman.

Elastomeros termoplasticos: Son aquellos elastómero que al calentarlos se deforman y se funden.

-  No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso.

-  Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes.

-  Son flexibles y elásticos.

-  menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos.

• Hitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos.

El desarrollo de estas sustancias se inicio en 1860, cuando un fabricante estadounidense de bolas de billar, que ofreció una recompensa de 10000 dolares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural. Uno de los que optaron al premio fue un estadounidense, quien desarrollo un método de procesamiento a presión de la piroxilina, nitrato de celulosa y una cantidad mínima  de disolvente de alcohol.

Durante las décadas siguientes aparecieron de forma gradual mas tipos de plásticos. se inventaron los primeros plásticos totalmente sintéticos  sobre 1906 y lo comercializaron con  el nombre de baquelita.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. El químico alemán Hermann aventuro  que estos se componían en realidad de moléculas gigantes. Las investigaciones se empezaron a iniciar para afirma esta conclusión. En las décadas 1920 y 1930 apareció un buen numero de productos nuevos.

Uno de los plásticos mas populares desarrollados durante este periodo es el metacrilato de telio polimerizado. Este material tiene propiedades ópticas excelentes, puede utilizarse para gafas, lentes , alumbrado publico. Las resinas de poliestireno, fueron comercializadas en 1937, se caracterizan por su alta resistencia a la alteración química y mecánica a bajas temperaturas y por su muy limitada absorción  de agua. El PTFE sintetizado por primera vez en 1938, se comercializó en 1950 con el nombre de teflón. Otro descubrimiento fundamental en la década de 1930 fue la síntesis del nailon.

Durante la II guerra mundial, ambos lados sufrieron reducciones en sus suministros de materias primas. La industria de los plásticos demostró ser una fuente inagotable.

Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los descubrimientos y desarrollos de la industria de los plásticos. Se utilizaron otros materiales sintéticos en lugar de los metales en maquinaria. En 1953 el químico alemán karl desarrollo el polietileno y en 1954 el italiano giulio desarrollo el polipropileno, que son los dos plásticos mas utilizados en la actualidad. En 1963 los dos químicos compartieron el premio nobel de química.

• Materias primas para la producción de materiales sintéticos. (Origen, obtención…)

Existen dos tipos de materias primas para la obtención de los materiales sintéticos que son:

Las materias primas naturales 

Las materias primas sintéticas

Los materiales sintéticos están formados por moléculas gigantes ( macromoleculas), se forman por reacciones y se forman grandes cadenas. A esto se llama polimerización.

Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal.

Polímeros artificiales: Son el aquellas que se obtienen por medios químicos, de polímeros naturales.

Polímeros  sintéticos: Son los que se obtienen por polimerización controlado por el hombre.

Procesos:

• Inyección: Este es el método mas utilizado para la producción de componentes  de automoviles. Lo que se hace es calentar el material, e inyectarlo dentro de un molde para que adquiera la forma 

• Extrusión: EL proceso de extrusión consiste en introducir el material en un tornillo sin fin, este material se calentara y saldrá por una boquilla