Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

42
PLÁSTICOS (Polímeros) 1. INTRODUCCIÓN Antes de empezar a trabajar con los polímeros es conveniente explicar qué se entiende por polímero y el origen de ellos. Cuando hablamos de polímeros nos referimos a un compuesto sintético o natural formado a partir de la repetición de una unidad estructural llamado monómero. 2. HISTORIA. Los polímeros han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las proteínas, pero los primeros polímeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollándose hasta nuestros días. Los primeros polímeros artificiales se obtuvieron a base de la transformación de polímeros naturales (caucho, seda, algodón, etc…). Se cree que el primer polímero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. En 1846 y 1868 se desarrollaron formas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa. Pero el primer polímero totalmente sintético fue desarrollado por el químico estadounidense Leo Hendrik BAekeland: la baquelita. Este producto tuvo un gran éxito debido a sus peculiares propiedades: se le podía dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conducía la electricidad y era resistente al agua y los disolventes. Pronto surgieron otros polímeros que revolucionarían esta industria como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC), 1911 y 1912 respectivamente. Estos polímeros fueron sustitutos del caucho y se usaron para la creación de objetos y utensilios de la vida cotidiana. Otros polímeros importantes fueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexiglás) que se usó como sustituto del cristal, el teflón, usado en utensilios de cocina por En este informe damos a conocer un concepto químico denominado "polímero", siendo este un compuesto sintético o natural que se forma por la repetición de la unidad estructural denominado monómero. Tambien los tipos de polímeros, sus propiedades, el sentitizado, la forma que se le da y los usos en la construcción específicamente. Lo mas relevante de la historia de los polímeros: En 1868 se patenta el primer plástico, el celuloide. En 1897, aparece la galatita, fabricada a partir de caseína. 1

description

Materiales plásticos en la construcción de obras civiles

Transcript of Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Page 1: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

PLÁSTICOS (Polímeros)

1. INTRODUCCIÓN

Antes de empezar a trabajar con los polímeros es conveniente explicar qué se entiende por polímero y el origen de ellos. Cuando hablamos de polímeros nos referimos a un compuesto sintético o natural formado a partir de la repetición de una unidad estructural llamado monómero.

2. HISTORIA.

Los polímeros han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las proteínas, pero los primeros polímeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollándose hasta nuestros días. Los primeros polímeros artificiales se obtuvieron a base de la transformación de polímeros naturales (caucho, seda, algodón, etc…). Se cree que el primer polímero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. En 1846 y 1868 se desarrollaron formas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa. Pero el primer polímero totalmente sintético fue desarrollado por el químico estadounidense Leo Hendrik BAekeland: la baquelita. Este producto tuvo un gran éxito debido a sus peculiares propiedades: se le podía dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conducía la electricidad y era resistente al agua y los disolventes. Pronto surgieron otros polímeros que revolucionarían esta industria como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC), 1911 y 1912 respectivamente. Estos polímeros fueron sustitutos del caucho y se usaron para la creación de objetos y utensilios de la vida cotidiana. Otros polímeros importantes fueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexiglás) que se usó como sustituto del cristal, el teflón, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiadherentes y el nailon, primer plástico de alto rendimiento.

El avance de la industria de los polímeros se intensificó mucho a partir de 1926, cuando el químico alemán Hermann Staudinger expuso su teoría de los polímeros: largas cadenas de pequeñas unidades unidas por enlaces covalentes (fundamento de la química macromolecular). Esta industria volvió a sufrir otro gran avance en la segunda guerra mundial. Puesto que la mayoría de los países no recibía materias primas, ya sea porque el país que se la suministraba se encontraba en el bando contrario, o porque las rutas de comercio estaban muy controladas, se vieron obligados a desarrollar nuevos polímeros para sustituir las materias primas con las que normalmente hacían los distintos productos o armas de combate. Ejemplo de esto puede ser el caucho sintético usado por Alemania para las ruedas de los tanques y el nailon, desarrollado por los E.E.U.U. usado para fabricar textiles como paracaídas o prendas combinándolo con lana o algodón.

En este informe damos a conocer un concepto químico denominado "polímero", siendo este un compuesto sintético o natural que se forma por la repetición de la unidad estructural denominado monómero. Tambien los tipos de polímeros, sus propiedades, el sentitizado, la forma que se le da y los usos en la construcción específicamente.

Lo mas relevante de la historia de los polímeros:

En 1868 se patenta el primer plástico, el celuloide.

En 1897, aparece la galatita, fabricada a partir de caseína.

En 1909 aparece el primer plástico sintético, la baquelita.

En 1913, comienza producción de PVC.

En 1935, se sintetiza el nylon, primera fibra sintética.Y la historia continúa …

1

Page 2: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Durante la posguerra y hasta nuestros días la industria de los polímeros ha seguido avanzando a pasos agigantados desarrollándose nuevos polímeros como el polietileno o el polipropileno, dos de los polímeros más usados en la actualidad.

3. DEFINICIÓNES.

3.1 Polímeros. Los polímeros se definen como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas (monómeros) que se repiten a lo largo de toda una cadena.

Un polímero es como si uniésemos con un hilo muchas monedas perforadas por el centro, al final obtenemos una cadena de monedas, en donde las monedas serían los monómeros y la cadena con las monedas sería el polímero.

La parte básica de un polímero son los monómeros, los monómeros son las unidades químicas que se repiten a lo largo de toda la cadena de un polímero, por ejemplo el monómero del polietileno es el etileno, el cual se repite x veces a lo largo de toda la cadena.

Polietileno = etileno-etileno-etileno-etileno-etileno-……

3.2 polimerización.

Es un proceso químico por el cual, mediante calor, luz o un catalizador, se unen varias moléculas de un compuesto generalmente de carácter no saturado llamado monómero para formar una cadena de múltiples eslabones, moléculas de elevado peso molecular y de propiedades distintas, llamadas macromoléculas o polímeros.

Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

La polimerización consiste en la unión de varias moléculas de un compuesto a partir del calor, la luz o un catalizador, con la misión de conformar una cadena de múltiples eslabones de moléculas y así entonces obtener una macromolécula

2

Page 3: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

4. CLASIFICACION.

Los polímeros pueden clasificarse de diferentes maneras, y a su vez, esas clasificaciones, pueden subdividirse en otras. Partiremos de lo más básico a lo más complejo:

4.1 De acuerdo a su origen.

Naturales y sintéticos

a) Los polímeros naturales son todos aquellos que provienen de los seres vivos, y por lo tanto, dentro de la naturaleza podemos encontrar una gran diversidad de ellos. Las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos son todos polímeros naturales que cumplen funciones vitales en los organismos y por tanto se les llama biopolímeros. Otros ejemplos son la seda, el caucho, el algodón, la madera (celulosa), la quitina, etc.

b) Los polímeros sintéticos Polímeros sintéticos: Son los transformados o “creados” por el hombre. Están aquí todos los plásticos, los más conocidos en la vida cotidiana son el nylon, elpoliestireno, el policloruro de vinilo (PVC) y el polietileno. La gran variedad de propiedades físicas y químicas de estos compuestos permite aplicarlos en construcción, embalaje, industria automotriz, aeronáutica, electrónica, agricultura o medicina. Estos polímeros se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio, y están conformados a base de

Mucho antes de la existencia de los plásticos y los polímeros sintéticos, remontándonos a los mismos orígenes de la tierra, la naturaleza se valía de polímeros naturales para hacer posible su propia existencia. Sin embargo, eso no hace que los polímeros naturales sean menos importantes; de hecho, en muchos sentidos, son más importantes que los polímeros sintéticos.

Son aquellos polímeros sintetizados a través de procesos químicos en laboratorios o en industrias a partir de materias primas (unidades monoméricas)especificadas. En otras palabras son los transformados o “creados” por la mano del hombre.

3

Page 4: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

monómeros naturales, mientras que los polímeros semisinteticos son resultado de la modificación de un monómero natural. El vidrio, la porcelana, el nailon, el rayón, los adhesivos son ejemplos de polímeros sintéticos, mientras que la nitrocelulosa o el caucho vulcanizado, lo son de polímeros semisinteticos. Hoy en día, al fabricarse polímeros se le pueden agregar ciertas sustancias que modifican sus propiedades, ya sea flexibilidad, resistencia, dureza, elongación, etc.

c) Polímeros semisintéticos: Son los obtenidos por la transformación química de los polímeros naturales, sin que se destruya de modo apreciable su naturaleza macromolecular.

4.2 Según sus propiedades Físicas.

a) Termoestables: son polímeros que no se pueden fundir a través de un proceso de calentamiento simple, puesto que su masa es tan dura que necesita temperaturas muy elevadas para sufrir algún tipo de destrucción. b) Elastómeros: son polímeros que aunque pueden ser deformados, una vez que desaparece el agente que causó la pérdida de su forma pueden retornar a ella. tienen la propiedad de recuperar su forma al ser sometidos a una deformación de ella. Ej. Caucho vulcanizado. c) Termoplásticos: este es un tipo de polímeros que tienen facilidad para ser

Se obtienen por transformación de polímeros naturales. Ejemplo: caucho vulcanizado, etc.

Son los plásticos que una vez moldeados por el calor, no pueden modificar su forma.

Son plásticos que se caracterizan por su gran elasticidad

Son los plásticos que al calentarse se ablandan, se pueden moldear y al enfriarse se vuelven a endurecer.

4

Page 5: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

fundidos, y por lo tanto pueden ser moldeados. Si tienen una estructura regular y organizada, pertenecen a la subdivisión de los cristalinos, pero si su estructura es desorganizada e irregular, se consideran amorfos. d) Resinas: Son polímeros termoestables que sufren una transformación química cuando se funden, convirtiéndose en un sólido que al volverse a fundir, se descompone. Ej. PVC, Baquelita y Plexiglas. e) Fibras: Tienen la forma de hilos. Se producen cuando el polímero fundido se hace pasar a través de unos orificios de tamaño pequeño de una matriz adecuada y se le aplica un estiramiento.

4.3 Según su proceso de obtención.

Los polímeros se obtiene gracias a la polimerización, en esta los monómeros se agrupan entre si y forman el polímero. a) Por condensación: son polímeros obtenidos como consecuencia de la unión de monómeros propiciada por una eliminación molecular.

b) Por adición: son polímeros que resultan de la unión de monómeros por medio de enlaces múltiples.

4.4 Según sus monómeros.

a) Homopolímeros: son polímeros que están constituidos por monómeros idénticos. b) Copolímeros: son polímeros que están constituidos por diversos sectores repetidos, los cuales son iguales entre sí, pero las cadenas que forman esos sectores son diferentes las unas de las otras.

4.5 Según la orientación de sus monómeros.

a) Polímeros lineales: son aquellos que, como su nombre lo dice, cuentan con una estructura lineal. b) Polímeros ramificados: son aquellos que además de la cadena principal, presentan varias de carácter secundario.

5. CLASIFICACION PARA FINES CONSTRUCTIVOS.

5.1 Termoplasticos.

LOS PLASTICOS MAS UTILIZADOS PERTENECEN A ESTE GRUPO

SUS MACROMOLECULAS ESTAN DISPUESTAS LIBREMENTE SIN

5

Page 6: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Un termoplástico, a veces escrito como termo plástico, es un tipo de plástico fabricado con un polímero que se vuelve un líquido homogéneo cuándo se calienta a temperaturas relativamente altas y que cuándo se enfría es un material duro en un estado de transición vítrea. Cuándo se congela es un material frágil. Todas estas características son reversibles, lo que hace posible que los termoplásticos se puedan calentar y enfriar repetidamente sin que se pierdan estas cualidades y haciendo de los termoplásticos un material fácilmente reciclable.

Propiedades más destacadasLas principales propiedades de los materiales termoplásticos que han hecho de ellos que sean tan utilizados en todo tipo de industrias y fábricas son:

Pasan por estado líquido al calentarse antes de pasar a estado gaseoso, es decir, se pueden derretir.

Tienen buena plasticidad con aplicación de calor, lo que permite moldearlos fácilmente

Se pueden disolver con algunos disolventes

Pueden absorber algunos solventes y, cuándo lo hacen, se hinchan

Ofrecen buena resistencia a la deformación por fluencia (deformación irrecuperable)

Estructura químicaLas moléculas de polímeros que forman un termoplástico están unidas entre sí por fuerzas de Van der Waals que las mantienen en estructuras lineales o con cierta ramificación. Podríamos asemejar su estructura a un conjunto de cuerdas en el que cada cuerda es un polímero. Las cuerdas pueden estar más o menos entrelazadas siendo mayor la fuerza necesaria para separar cada molécula polimérica a mayor entrelazamiento. En la siguiente imagen podemos ver una representación esquemática de un termoplástico, un elastómero y un polímero termoestable.Las fuerzas de Van der Waals entre las moléculas poliméricas que forman un material termoplástico pueden ser de diferente grado en función de la

ENTRALAZARSE

GRACIAS A ESTA DISPOSICION, SE REBLANDECEN CON EL CALOR ADQUIRIENDO LA FORMA DESEADA LA CUAL SE CONSERVA AL ENFRIARSE

6

Page 7: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

composición química de la propia molécula y de la disposición espacial que adopte. En función de esto, la estructura adoptada puede ser amorfa o cristalina y ambas pueden existir en el mismo material.La estructura amorfa se caracteriza por una disposición desordenada de las cadenas poliméricas y es responsable de las propiedades elásticas de los plásticos. A mayor cantidad de estructuras amorfas mayor es la elasticidad del termoplástico, pero tendrá menor resistencia.En la estructura cristalina las moléculas de polímeros se disponen de forma ordenada y mucho más compacta que en la estructura amorfa. Las fuerzas intermoleculares son más fuertes y por ello las estructuras cristalinas confieren propiedades de resistencia mecánica a los materiales termoplásticos haciéndolos resistentes a cargas, tracción y temperatura. Pero a mayor cantidad de estructuras cristalinas disminuye la elasticidad apareciendo la fragilidad.

Tipos de termoplásticosHay docenas de tipos de termoplásticos y en cada uno de ellos varía la organización cristalina/amorfa y la densidad. Los termoplásticos más utilizados hoy en día son el poliuretano, polipropileno, policarbonato y los acrílicos.El celuloide (nitrato de celulosa) se considera el primer material termoplástico fabricado en la historia. Hizo su aparición estelar en la mitad del siglo XIX y por más de 100 años fue el material termoplástico más utilizado. Aunque hoy en día se sigue utilizando, por ejemplo en la fabricación de selectores de posición en guitarras, ha sido muy desplazado por otros materiales termoplásticos con mejores propiedades.Para hacer que un material termoplástico sea más flexible y elástico se pueden utilizar sustancias plastificantes que se mezclan cuándo el termoplástico está fundido. Estás sustancias plastificantes disminuyen la temperatura de transición cristalina (Tc) del termoplástico, temperatura que depende directamente de su estructura cristalina. La Tc también se puede ajustar introduciendo un copolímero, es decir, mezclando otro polímero con el polímero que forma el material termoplástico para aprovechar algunas propiedades de este segundo. El copolímero más utilizado el poliestireno. Hasta que no se comenzó a utilizar sustancias plastificantes algunas piezas moldeadas de termoplásticos se agrietaban fácilmente con tan sólo sumergirlas en agua fría.

Ejemplos de uso de termoplásticosLos materiales termoplásticos han estado a nuestro alrededor durante mucho tiempo y hoy en día forman parte de infinidad de productos. Veamos algunos ejemplos destacados:

Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es un tipo de termoplástico utilizado en automoción, juguetes (como los famosos bloques de LEGO® o muñecos de BANDAI®), equipamiento deportivo, carcasas de componentes electrónicos (ordenadores, televisores, vídeoconsolas) o material de oficina (carpetas, grapadoras).

El policarbonato es un material utilizando en la fabricación de discos ópticos (CDs, Blu-ray, DVDs), botellas de refrescos o en las lentes de gafas.

El polietileno puede ser el material termoplástico más fácil de encontrar a tu

7

Page 8: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

alrededor y en mayor cantidad. Existen dos tipos, de alta y baja densidad, siendo el primero un material rígido y resistente y el segundo un material muy elástico. Los puedes ver en botes de productos de limpieza y cosmética, en las bolsas del supermercado, recubrimiento de cables eléctricos, tubos de todo tipo e, incluso, en los chalecos antibalas.

Otros termoplásticos muy conocidos y habituales son el poliestireno, poliamida, PVC (cloruro de polivinilo), etc.

Los termoplásticos también se utilizan en la fabricación de adhesivos, por ejemplo los acrilatos y cianoacrilatos.

5.2 Termoestables.

A los plásticos termoestables también se les llama resinas, y su estructura es una malla fuertemente unida en todas direcciones. Esto significa que los plásticos termoestables siempre son rígidos, y el calor no les funde, sino que los carboniza. La fabricación con ellos consiste en mezclar una sustancia base con un catalizador que provoca la reacción. A esta reacción se le llama curado de la resina, y después de producirse, la forma con que quede la mezcla es inalterable.

Resinas fenólicas: baquelita

Se descubrió en 1909, por lo que es uno de los primeros plásticos que se obtuvieron, y aún hoy es muy utilizado por sus propiedades. Aunque es muy frágil, es insensible al calor y a la humedad, y por eso se usa en los mangos de sartenes y de ollas, así como en elementos eléctricos como interruptores, contactos o portalámparas. Actualmente se utiliza en forma de placas para circuitos impresos, circuitos integrados y otras piezas usadas en electrónica.

Formica y melamina

SON MACROMOLECULAS SE ENTRECRUZAN FORMANDO UNA RED DE MALLA CERRADA

ESTA DISPOSICION NO PERMITE NUEVOS CAMBIOS DE FORMA MEDIANTE CALOR O PRESION SOLO SE PUEDEN DEFORMAR UNA VEZ

8

Page 9: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Son resinas similares a la baquelita pero tienen mayor dureza, y no tienen color propio (la baquelita es negra), por lo que se pueden teñir. Sustituyen a la baquelita en la industria eléctrica y además se usan para recubrir tableros de madera aglomerada muy extendidos como encimeras de cocina por su resistencia a la rayadura y la posibilidad de imitar otros materiales.

Resinas de poliéster

Este grupo de resinas se refuerza con fibras de vidrio o de carbono a las que se pega con gran fuerza, para obtener objetos con una dureza y resistencia similar o superior al acero pero con densidad inferior a la del aluminio (2,5 g/cm³ para la fibra de vidrio y 1,9 g/cm³ para la fibra de carbono). Con este método se obtienen piezas como cascos o carenados de motociclismo, parachoques o paneles de

9

Page 10: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

automoción, cascos de canoas, etc.

Resinas epoxi

Son compuestos de mejores características que las resinas de poliéster: se pegan mejor y tienen mucha más resistencia, pero son muchísimo más caras. Por lo tanto, su utilización se reserva a estructuras muy caras o se usa como el típico pegamento de dos componentes. Por su gran dureza, también se usan para barnizar los cables destinados a motores eléctricos y transformadores.

5.3 Elastomeros.

Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos.

A modo más específico, un elastómero, es un compuesto químico formado por miles de moléculas denominadas monómeros, los que se unen formando enormes cadenas. Es gracias a estas grandes cadenas que los polímeros son elásticos ya que son flexibles y se encuentran entrelazadas de manera muy desordenada.

Cuando un elastómero es estirado, sus moléculas se alinean, permitiendo que muchas veces tomen un aspecto cristalino. Sin embargo, una vez que se suelta, rápidamente, vuelve a su estado original de elástico desorden. Lo anterior distingue a los elastómeros de los polímeros plásticos.

La mayoría de estos polímeros son hidrocarbonos, por lo tanto, están conformados por hidrógeno y carbono, y se obtiene en forma natural del polisopreno que proviene del látex de la goma de los árboles. Otra manera de obtener un elastómero es a partir de la síntesis de petróleo y gas natural.

Para modificar algunas de las características de los elastómeros, es posible añadir otros elementos como el cloro, obteniendo así el neopreno tan utilizado en los trajes húmedos para bucear.

Para poder darle un uso más práctico a los elastómeros, estos deben ser sometidos a diversos tratamientos. A través de la aplicación de átomos de azufre, este polímero se hace más resistente gracias a un proceso denominado vulcanización. Si además se le agrega otro tipo de sustancias químicas es posible lograr un producto final bastante resistente a las amenazas corrosivas presentes en el medio ambiente.

SUS MACROCOMOLECULAS SE ORDENAN EN FORMA DE RED DE MALLA CON POCOS ENLACES

ESTA DISPOCION PERMITE OBTENER PLASTICOS DE GRAN ELASTICIDAD QUE RECUPERAN SU FORMA Y DIMENSIONES CUANDO DEJA DE ACTUAR SOBRE ELLOS UNA FUERZA

10

Page 11: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Como se mencionaba con anterioridad, los elastómeros pueden ser utilizados para la fabricación de adhesivos. Para ello son disueltos en una solución de solventes orgánicos y luego, se le añaden ciertos adhesivos que mejoran su capacidad de adhesión y su durabilidad.

Diferencias con los termoestables y elástómerosLos termoplásticos son a menudo confundidos con los plásticos termoestables. Aunque etimológicamente puedan sonar a lo mismo, la realidad es que presentan propiedades bastante diferentes. Mientras los termoplásticos pueden calentarse y pasar a estado líquido y luego enfriarse y pasar a estado sólido de nuevo, los materiales termoestables se deterioran químicamente cuándo se calientan. A pesar de este deterioro los materiales termoestables tienden a ser más duraderos que los termoplásticos.Los termoplásticos son también diferentes a los elastómeros aunque algunos polímeros pueden considerarse de ambos tipos. Muchos termoplásticos puedes estirarse hasta un cierto punto pero la mayoría tienden a ser resistentes a la elasticidad y permanecer en la forma en la que son estirados (no vuelven a su forma original). Por su parte, la característica principal de los elastómeros es su alta elasticidad pudiendo ser estirados considerablemente y volver a su forma original cuándo cesa la fuerza de estiramiento.

6. RELOGIA.

6.1 TEMPERATURA DE transición vítrea (Tg).¿Alguna vez ha dejado un balde u otro objeto de plástico a la intemperie durante el invierno y notó que se quiebra o se rompe con mayor facilidad que durante el verano? Lo que usted experimentó es el fenómeno conocido como la transición vítrea. Esta transición es algo que sólo le ocurre a los polímeros, lo cual es una de las cosas que los hacen diferentes. La transición vítrea es mucho más de lo que parece. Hay una cierta temperatura (distinta para cada polímero) llamada temperatura de transición vítrea, o Tg. Cuando el polímero es enfriado por debajo de esta temperatura, se vuelve rígido y quebradizo, igual que el vidrio. Algunos polímeros son empleados a temperaturas por encima de sus temperaturas de transición vítrea y otros por debajo. Los plásticos duros como el poliestireno y el

Hay una cierta temperatura (distinta para cada polímero) llamada temperatura de transición vítrea, o Tg

Cuando el polímero es enfriado por debajo de esta temperatura, se vuelve rígido y quebradizo

Algunos polímeros son empleados a temperaturas por encima de sus temperaturas de transición vítrea y otros por debajo

11

Page 12: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

poli(metil metacrilato), son usados por debajo de sus temperaturas de transición vítrea; es decir, en su estado vítreo. Sus Tg están muy por encima de la temperatura ambiente, ambas alrededor de los 100 oC. Los cauchos elastómeros como el poliisopreno y el poliisobutileno, son usados por encima de sus Tg, es decir, en su estado caucho, donde son blandos y flexibles.

Polímeros Amorfos y Cristalinos

Debemos aclarar algo en este punto. La transición vítrea no es lo mismo que el fundido. El fundido es una transición que se manifiesta en los polímeros cristalinos. Ocurre cuando las cadenas poliméricas abandonan sus estructuras cristalinas y se transforman en un líquido desordenado. La transición vítrea es una transición que se manifiesta en los polímeros amorfos; es decir, polímeros cuyas cadenas no están dispuestas según un ordenamiento cristalino, sino que están esparcidas en cualquier ordenamiento, aún en estado sólido.Pero incluso los polímeros cristalinos tienen alguna porción amorfa. Esta porción generalmente constituye el 40-70% de la muestra polimérica. Esto explica por qué una misma muestra de un polímero puede tener tanto una temperatura de transición vítrea como una temperatura de fusión. Pero lo importante es saber que la porción amorfa sólo experimentará la transición vítrea, y la porción cristalina sólo la fusión.

¿Cuál es el Polímero de Mayor Tg?

Hasta ahora sabemos que algunos polímeros tienen Tg altas, y otros Tg bajas. Lo que todavía no nos preguntamos es: ¿por qué?. ¿Qué es lo que influye para que la transición vítrea de un polímero sean 100 oC y de otro 500 oC?

La respuesta es muy simple: todo depende de la facilidad con la que se muevan las cadenas. Una cadena polimérica que pueda movilizarse fácilmente, tendrá una Tg muy baja, mientras que uno que no se mueve tanto, tendrá una Tg alta. Cuanto más fácilmente pueda moverse un polímero, menor calor habrá que suministrarle para que las cadenas empiecen a contornearse para salir de un estado vítreo rígido y pasar a otro blando y flexible.

12

Page 13: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

6.2 TEMPERATURA DE CRISTALIZACION (Tm).

Diferentes compuestos orgánicos son susceptibles de degradación cuando su temperatura interna sobrepasa cierto límite, llamado temperatura de degradación.Los polímeros termoplásticos poseen un rango de temperaturas, conocido como temperatura de trabajo, en este rango el polímero fundido puede ser procesado, si el polímero experimenta un aumento en su temperatura debido al incremento de calor, o fricción, por encima de su temperatura de trabajo, puede ocurrir una despolimerización o alguna otra reacción química alterna que se refleja en la pérdida de propiedades mecánicas y químicas del material.Polímeros termoestables (también conocidos como termofijos) son degradados al incrementar su temperatura hasta llegar a la temperatura de degradación; esto ocurre sin fundir, ya sea una transición termodinámica (Tm) o no termodinámica (Tg).Un polímero como el Kevlar, cuya rigidez química lo hace más resistente que el Nylon tiene la desventaja de su difícil procesamiento y reciclaje, pues aun cuando no es un polímero termoestable, alcanza su temperatura de degradación antes de pasar al estado ahulado (fundir).Otras diferentes moléculas orgánicas presentan este fenómeno aun cuando no son macromoléculas.

Clasificación de estados termodinámicos[editar]

En general se pueden encontrar para polímeros termoplásticos estas temperaturas:

Temperatura de Fusión (Tm) : Temperatura o pequeño intervalo de temperaturas en los cuales loscristales desaparecen en un polímero semicristalino y este pasa rápidamente de sólido semicristalino a unliquido muy viscoso.

13

Page 14: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Temperatura de transición vítrea (Tg): Temperatura a la cual la región amorfa del polímero alcanza el equilibrio termodinámico y se comporta como un fluido.

Temperatura de cristalización (Tm): Temperatura a la cual cristaliza/funden los cristales de la región cristalína del polímero.

Temperatura de operación o trabajo: Temperatura a la cual el polímero puede ser tranformado, e.g. extrusión, inyección, termoconformado, etc.

Temperatura de degradación. Punto de flama: Al alcanzar esta temperatura el polímero presenta una

reacción de autocombustión.

7. TECNICAS DE CONFORMACION.

Los materiales plásticos que se obtienen industrialmente se presentan en diferentes formas: polvo, gránulos, resinas (líquidos viscosos), películas (de grosor inferior a 0,25 mm), bloques (de sección rectangular),barras, tubos, perfiles (en L Y T) e hilos.

Estos materiales se someten posteriormente a técnicas de conformación muy variadas según las aplicaciones a las que se destinen y la forma que se les quiera dar. Entre la más importante destacan la extrusión, el moldeo, el calandrado y el conformado al vacío.

7.1 EXTRUCCION

El material se introduce en forma de gránulos por el embudo o tolva de la extrusora y cae en un cilindro previamente calentado. El cilindro consta de un husillo o tornillo de grandes dimensiones que desplaza el material fundido forzándolo a pasar por una boquilla o molde de salida. El material ya conformado se enfría lentamente y se solidifica en un baño de refrigeraciónPor último, se recogen las piezas obtenidas mediante un sistema de arrastre. Se aplica a materiales termoplásticos para obtener: tubos, barras, perfiles, láminas, recubrimiento de cable.

En el moldeo por extrusión se utiliza un transportador de tornillo helicoidal. El polímero es transportado desde la tolva, a través de la cámara de calenta-miento, hasta la boca de descarga, en una co-rriente continua. A partir de gránulos sólidos, el polímero emerge de la matriz de extrusión en un estado blando. Como la abertura de la boca de la matriz tiene la forma del producto que se desea obtener, el proceso es continuo. Posteriormente se corta en la medida adecuada.

Consiste en introducir el plástico granulado dentro de un cilindro, donde se calienta. En el interior del cilindro hay un tornillo sinfín que actúa de igual manera que el émbolo de una jeringuilla. Cuando el plástico se reblandece lo suficiente, el tornillo sinfín lo inyecta a alta presión en

14

Page 15: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

7.2 INYECCIÓN.

Este proceso consiste en inyectar material termoplástico en estado fundido en un molde a alta presión. Cuando el material se ha enfriado y solidificado, se abre el molde y se extrae la pieza.La presión hace que las piezas salgan con un buen acabado sin necesidad de ninguna operación posterior de ajuste. Se aplica a todo tipo de objetos tales como: recipientes, cubos, carcasas de electrodomésticos, piezas pequeñas en racimo…La carestía y las dimensiones de los moldes de acero hacen que el procedimiento solo sea rentable para series grandes de piezas.

el interior de un molde de acero para darle forma. El molde y el plástico inyectado se enfrían mediante unos canales interiores por los que circula agua.

El proceso se emplea para la fabricación de chapas y películas plásticas. Consiste en pasar un polímero convertido en una masa blanda entre una serie de rodillos calentados. A medida que el polímero pasa a través de los rodillos se forma" un producto uniforme. El último par do rodillos se ajustan para dar el espesor deseado. El sistema de rodillos de enfriamiento da a las chapas o películas su estructura molecular

15

Page 16: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

7.3 CALANDRADO.

Esta técnica consiste en hacer pasar el material termoplástico, procedente del proceso de extrusión, por entre unos cilindros o rodillos giratorios con el fin de obtener láminas y planchas continuas lisas o con textura.Con el calandrado se pueden conseguir superficies con diferentes tipos de acabado (brillante, mate...) dependiendo del recubrimiento del último rodillo.

8. USOS Y APLICACIONES.

8.1 EPSEl uso de poliestirenoexpandido en obrasde ingeniería civil

El EPS se puede emplear en muchas aplicaciones constructivas como, por ejemplo, aligerante en proyectos de ingeniería civil o como relleno ligero en la construcción de carreteras y ferrocarriles.

permanente.

En el sector de la construcción, tanto en la edificación como en las obras de ingeniería civil, nos encontramos con numerosas aplicaciones del Poliestireno Expandido-EPS.

Placas y paneles de aislamiento termo-acústico, casetones y bovedillas para forjados, moldes de encofrado, juntas de dilatación, elementos decorativos interiores, bloques de EPS para dotar de ligereza a terraplenes de carreteras, pantanales flotantes, islas artificiales, etc.

Esta extensa presencia se debe a las extraordinarias cualidades y propiedades de este material entre las que destacan su elevada capacidad de aislamiento térmico, su ligereza, sus propiedades de resistencia mecánica, su adecuado comportamiento frente al agua y resistencia a la difusión del vapor de agua y, en comparación con otros materiales, su versatilidad en forma y prestaciones que se concretan en una amplia gama.

La utilización del EPS en la construcción aporta

16

Page 17: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Las propiedades del poliestireno expandido (EPS) como material ligero de cimentación le hacen ser un producto idóneo para su utilización en el sector de la ingeniería civil. A sus condiciones como aislante se le suman otras cualidades como su estabilidad, resistencia mecánica y su cohesión, que le permiten la construcción de estructuras de elevada resistencia vertical y horizontal. Las primeras experiencias con este material en el ámbito de la ingeniería tuvieron lugar a principios de los años 60 en Noruega. El efecto aislante del EPS evitaba que se congelara el subsuelo eliminando los problemas del deshielo.

A pesar de su bajo peso, la singular estructura de este material aporta los beneficios de una resistencia excepcional a la compresión sin que se pierdan prestaciones con la humedad. Este hecho lo convierte en la solución idónea para su uso como relleno de base estructural, por ejemplo, en infraestructuras de carreteras, ferrocarriles y puentes, y todo tipo de proyectos en los que puedan producirse asentamientos o pérdida de estabilidad. Por tanto, algunas de las áreas de aplicación más adecuadas para el EPS son las siguientes:• Construcción de carreteras libres de asentamiento.• Elevación y drenaje de campos de deportes, parques y zonas con césped.• Elevación libre de asentamiento de espacios y terrenos para aparcamiento.• Reducción de carga mediante relleno para reforzar pasos elevados y alcantarillas, y mediante elevación de rampas de entrada y salida.• Elevaciones encima de gaseoductos enterrados preexistentes.• Reducción de las cargas laterales reforzando cimentaciones de pilotes en restauración de zonas urbanas.• Elevaciones para barreras de ruido.• Cimentaciones para cobertizos y edificios ligeros.• Reparación de asentamientos en carreteras existentes.• Rampas para diques o edificios existentes• Pavimentos de patios y parcelas• Terreros y pisos industrialesDesde principios de la década de 1970, el EPS se ha utilizado como material de cimentación e ingeniería civil hidráulica a escala cada vez mayor. A continuación se

además beneficios medioambientales principalmente derivados de su función de aislante térmico y por la utilización de un material que lleva implícito un bajo consumo de recursos materiales y energéticos.

17

Page 18: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

exponen las principales ventajas de su uso según el trabajo que se realice.

EPS como material de Cimentación Barreras acústicasEl relleno con EPS en la construcción de pantallas acústicas es una solución económica, ligera y de rápida ejecución que además permite emplear pendientes elevadas, con el consecuente ahorro de espacio. En este caso, los materiales tradicionalmente empleados en este tipo de estructuras se sustituyen por bloques de EPS, que posteriormente se cubren con tierra y vegetación.

Estructuras de bajo asentamiento A pesar de su ligereza, el poliestireno expandido es capaz de soportar una carga de compresión conservando su forma. Un diseño correcto y la incorporación adecuada del material en proyectos de ingeniería civil conducen por tanto a estructuras con bajo asentamiento. Esto no sólo ofrece la ventaja de que la estructura se puede poner en uso inmediatamente, sino también que los futuros costes de mantenimiento serán inferiores. Cuando se capitalizan los costes iniciales y los gastos de mantenimiento a lo largo de una vida útil de, por ejemplo, veinte años, el resultado de los cálculos siempre favorece al EPS. Por otra parte, los materiales de relleno pesados tradicionales como la arena pueden provocar pérdida de estabilidad del suelo. Una estructura de relleno utilizando EPS no tiene mucho más peso que el terreno excavado y por tanto, no afecta a la estabilidad del suelo.

El principio en el que se basan las cimentaciones de construcciones con EPS consiste en no perturbar el equilibrio existente en el terreno, porque el peso del terreno excavado es igual al peso del nuevo material de EPS instalado más la estructura de la carretera.

PREVENCIÓN DE CAR GAS LATERALESLos materiales descargados sueltos sin “refuerzo” o que tienen una resistencia a la tracción mínima conducen inevitablemente a diseños de carreteras en los que el ángulo del talud natural es el factor determinante, mientras que las cimentaciones utilizando EPS pueden incluso terminar en un borde vertical.

18

Page 19: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

AUSENCIA DE DAÑOS POR HELADAS Sus propiedades como aislante térmico hacen que el EPS limite los daños por heladas en las estructuras de ingeniería civil incluso con el mínimo espesor. Una capa de EPS de 5 a 6 cm es suficiente para evitar que la temperatura de la cimentación de la carretera descienda por debajo de 0 °C.

En cuanto a los subsuelos denominados sensibles a las heladas, una alimentación continua de calor geotérmico mantiene la temperatura de la cimentación por encima del punto de congelación debido a que el material aislante de EPS impide la pérdida de calor. Sin embargo, con ciclos de hielo/deshielo moderados, así como con nevadas, el riesgo de que la superficie sea resbaladiza es mayor.Con todo, dadas sus propiedades como aislante térmico, la aplicación del poliestireno expandido evita la rotura de la estructura situada encima provocada por el deshielo de la superficie del terreno.

DRENAJEOtra de los trabajos comunes en los que se emplea el EPS es en los sistemas de drenaje de agua de un terreno, como campos de deportes, parques o superficies con césped, cuando el nivel del agua subterránea es tan alto que las plantas y árboles no pueden crecer. También cuando el drenaje es deficiente y el terreno permanece empapado después de una lluvia y no es adecuado para jugar.

La construcción, la arquitectura, la industria, el diseño, el escaparatismo o el hogar son campos donde las placas de

19

Page 20: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

El agua se puede drenar por medio de una red de pasos entre los granos de EPS utilizando una calidad especial del material llamado “sinterizado”. Asimismo, su flexibilidad, hace que este material se emplee en el área de la ingeniería civil no sólo en cantidades cada vez mayores, sino que además se están desarrollando nuevas aplicaciones, como es el caso de las planchas de drenaje.

Las planchas de drenaje de EPS son planchas claramente porosas de un espesor comprendido entre 5 y 25 cm, que se obtienen con una densidad muy pequeña (12 kg3) y que tienen una permeabilidad al agua de 10 a 12 litros por m³ por segundo. Se trata de un material especialmente desarrollado por el sector del EPS para elevaciones de la construcción o renovación de una obra sobre suelo débil, como por ejemplo pistas de tenis, aparcamientos, campos parcialmente pavimentados, pisos de establos y pistas de equitación interiores, campos de hierba artificial y otras aplicaciones comparables.

Otra ventaja del poliestireno expandido consiste en la consecución de una excelente distribución de la presión en subsuelos que son generalmente blandos como los de turba y residuos de operaciones de dragado.

8.2 POLICARBONATO

El policarbonato es un polímero termoformable que se destaca por sus cualidades de gran resistencia a los impactos, durabilidad, flexibilidad, translucidez, ligereza, termicidad, autoextinguible y estética.

En la industria de la construcción sus aplicaciones principales son como:

Techumbre translúcida Mamparas Divisiones Fachadas Ventanas de seguridad

Presentaciones:

Celular. El nombre celular se refiere a su estructura en forma alveolar o en forma de canales. Cuenta con una o dos capas coextruidas de protección contra los efectos de intemperización, producidos por los rayos UV.

Aplicaciones:

policarbonato encuentran un enorme abanico de posibilidades para su uso y aplicación aprovechando sus potenciales características, que han hecho a este material cobrar ventaja sobre el propio vidrio o el acero inoxidable.

Tienen la capacidad de hacer un edificio más luminoso, una oficina más cálida, una planta de producción más segura, una silla de diseño innovador, una cabina telefónica resistente o una mampara indestructible. Eso y mucho más.

20

Page 21: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Sólido. La lámina de policarbonato sólida es un material compacto y versátil que ofrece durabilidad y facilidad de diseño.

Ofrece ventajas significativas sobre otras opciones tradicionales de acristalamiento, ya que su transmisión de luz hasta en un 90%, pudiendo graduarse la luminosidad con el uso de diferentes tonalidades en la lámina. Posee una resistencia al impacto 200 veces mayor a la del vidrio, por lo que la lámina sólida es prácticamente irrompible, ofreciendo seguridad para quienes estén trabajando o jugando detrás de ella.

No obstante ser tan resistente, es un material que puede curvarse fácilmente en frío, permitiendo la creación de interesantes soluciones de acristalamiento para ambientes interiores con luz natural.

Aplicaciones:

Acanalado. La lámina corrugada o acanalada está hecha con policarbonato de alto rendimiento y cuenta con tecnología especializada que ofrece una excelente transmisión de la luz, una alta resistencia al impacto, protección UV e IR contra el calor y difusor de la luz.

Aplicaciones:

Toda actividad humana provoca un gran deterioro del entorno e incluso de la salud. La construcción de obras de ingeniería no es ajena a esta situación, siendo una de las actividades que no solo altera y deteriora el ambiente sino, es responsable de gran parte de la contaminación ambiental y del consumo de recursos naturales y energéticos del planeta.

21

Page 22: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

8.3 PVC.

El PVC (Policloruro de Vinilo) es un moderno, importante y conocido miembro de la familia de los polímeros. Está entre los más utilizados y tiene una amplia variedad de aplicaciones en la vida moderna; principalmente en el ámbito de la construcción. Participa de manera gravitante en la calidad, seguridad y rentabilidad de una construcción, garantizando una larga vida útil. Más del 50% de la producción anual del PVC se emplea en este sector. Además de utilizarse en nuevos proyectos, el PVC tiene amplias aplicaciones en el reacondicionamiento o reciclaje, sustituyendo materiales tradicionales como cemento, metales y madera. Por ejemplo, las ventanas de PVC ofrecen una opción interesante en este sentido, al integrarse agradablemente a la estructura original, más allá de su estilo o antigüedad.

Es un material seguro y un recurso social valioso, para e l cual no existen fundamentos técnicos o medioambientales que lo descalifiquen. Ha sido utilizado por más de medio siglo, y es el plástico más estudiado y testeado mundialmente. Cumple con las normas internacionales de seguridad y salud para los productos y aplicaciones en los que se emplea.

22

Page 23: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Resistente y liviano:Su fortaleza ante la abrasión, bajo peso, resistencia mecánica y al impacto, son las ventajas técnicas clave para su uso en la edificación y construcción.

Resistente al fuego:Es no inflamable y cesa de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado.

Duradero:Es resistente a la intemperie, agentes químicos, corrosión, impacto y abrasión. No es necesario pintarlo ni aún para mantenimiento.

Rentable:Bajo costo de instalación y prácticamente costo nulo de mantenimiento en su vida útil.

Ambientalmente seguro:En los análisis de ciclo de vida el impacto ambiental ha mostrado ser favorable comparado con otros materiales utilizados en la construcción.

Aislante térmico y acústicoPropiedades que aumentan el confort de viviendas y lugares de trabajo. Como aislante térmico proporciona un importante aporte al ahorro de energía.

Aislante eléctrico:No conduce la electricidad; excelente material como aislante para cables.

Versátil:Las propiedades físicas del PVC dan a los diseñadores un alto grado de libertad cuando piensan en nuevos productos, ya que se pueden obtener variaciones en dureza, flexibilidad, forma, color, brillo, etc.

Reciclable:Existen procesos para que materiales de construcción de PVC puedan ser reciclados.

USOS DEL PVC EN LA CONSTRUCCION. Aislación de cables eléctricos.. Perfiles para puertas y ventanas.. Cañerías y ductos para agua, gases, o conductores eléctricos o de comunicación.. Recubrimientos y membranas aislantes de suelos y techos.. Pisos (Tipo "baldosa" y mantas flexibles).. Revestimiento para paredes (perfiles rígidos, papeles decorativos vinílicos, mantas flexibles, etc.).. Cielorasos.. Perfilería en general (zócalos, burletes, cubre cables, molduras, etc.).. Paneles divisorios, techos o ventanales rígidos y mamparas transparentes u

23

Page 24: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

opacas.. Toldos y parasoles.. Piletas de natación fijas y/o móviles.. Válvulas y grifería.. Depósitos o cámaras sanitarias.. Aislaciones sonoras y térmicas.Nota:Esta lista de usos del PVC en la construcción abarca las demandas actuales del mercado. Sin embargo, la versatilidad de este polímero para recibir una variedad de aditivos que mejoran su performance en la etapa de transformación y posteriormente de uso, dejan abierto un inimaginable espectro de aplicaciones

CABLES AISLADOS CON PVCLos compuestos de PVC se emplean como recubrimiento primario del conductor eléctrico y/o recubrimiento integral de un conjunto de ellos. Sus amplias posibilidades de uso se apoyan en:* Facilidad de instalación y excelente aislante.* Resistencia a la propagación de la llama.* Resistencia a agentes atmosféricos.* Buenas propiedades mecánicas.

RECUBRIMIENTOSTECHOS: Membranas aislantes especialmente resistentes a la intemperie.CIELORASOS: Realizados con perfilería de características similares a los de ventanas.PAREDES: Se puede usar de acuerdo a gustos decorativos o técnicos perfiles rígidos, mantas flexibles soldables en sus uniones lo que facilita la higiene y salubridad y papeles decorativos vinílicos.PISOS: "Baldosas" de varias formas y tamaño.Mantas flexibles soldables en sus uniones lo que facilita la higiene y salubridad; de buena aplicación en laboratorios medicinales, salas de primeros auxilios, hospitales.

PLACAS Y PERFILES ESPUMADOSConservan en general todos "Los Beneficios Claves del PVC", realzando sus condiciones de aislante térmico y acústico. En función de ello tiene un amplio futuro en la fabricación techos yparedes prefabricados, juntas de dilatación de edificios y autopistas.Aislamiento flexible anti vibratorio.Pantallas acústicas.

CAÑOS Y DUCTOS DE PVCPropiedades y Características Fundamentales* Son inodoras, insípidas y atóxicas.* Excelente resistencia química.* Alta resistencia eléctrica.* Superficie interior lisa (bajas posibilidades de taponamiento y mejor

24

Page 25: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

escurrimiento).* Liviano, comparativamente a materiales tradicionales para usos similares.* Ausencia de incrustaciones.* Buena resistencia mecánica a golpes y aplastamiento.* Buena o excelente elasticidad y flexibilidad, lo que mejora la resistencia a los golpes de ariete.* Inalterables a la acción de terrenos agresivos* Baja conductividad térmica, lo que disminuye el peligro de congelamiento por heladas.* Buena resistencia al ataque de microorganismos y roedores.* Sencillez en las técnicas de instalación.* Muy bajos o nulos gastos de mantenimiento.

PERFILERIA PARA ABERTURASLas ventajas en la utilización de puertas y ventanas con perfiles de PVC son:* Resistencia mecánica y estabilidad.* Buena resistencia a la intemperie.* Seguridad en caso de incendio.* Muy bajo mantenimiento; no requiere pintura.* Excelente protección contra el ruido exterior.* Aislación térmica; ahorro en el consumo de energía.* Fácil instalación, facilita el recambio.* Integración armoniosa a la estructura original, independientemente de su estilo.* Buena performance ambiental en su ciclo de vida. Beneficios Claves

PVC

8.4 POLIPROPILENO.

El Geotextil es un material textil sintético plano formado por fibras poliméricas (polipropileno, poliéster o poliamidas), similar a una tela, de gran deformabilidad, empleada para obras de ingeniería en aplicaciones geotécnicas (en contacto con tierras y rocas), cuya misión es hacer las funciones de separación ó filtración, drenaje, refuerzo o impermeabilización.

25

Page 26: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

El GEOTEXTIL es un no tejido compuesto por fibras sintéticas, poliéster o polipropileno, unidos mecánicamente mediante un proceso de agujeteado. Los geotextiles gracias a sus características son perfectos para aplicaciones en: carreteras, embalses, vertederos, drenaje, filtración, trabajos hidraúlicos.

En diferentes obras de ingeniería, tales como la construcción, los geotextiles son muy utilizados. Se puede definir a los geotextiles como un material que se fabrica a base de fibras sintéticas, generalmente de poliéster o polipropileno, entrelazadas. Tienen las mismas propiedades que los textiles normales, es decir, se pueden doblar, cortar y enrollar.

Función de los geotextilesPor lo regular se considera que los geotextiles tienen la única función de contener piedras y escombros, sin embargo, hay dos funciones principales que cumplen:

1. Evitan la mezcla de suelos diferentes, reduciendo considerablemente la alteración de las características de los suelos.

2. Separan diferentes niveles o estratos de tierra.

Lo que permite que los geotextiles lleven a cabo sus funciones es su estructura plana y permeable.

En general, los geotextiles se pueden clasificaren tres tipos diferentes: geotextiles agujados de fibra cortada, geotextiles termosoldados y geotextiles agujados y termosoldados.

26

Page 27: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Geotextiles agujados de fibra cortada

Este tipo de geotextiles no es sometido al proceso conocido como termofusión y se fabrican con materiales de resistencia mecánica mínima. Los geotextiles agujados de fibra corta pueden ser fácilmente cortados y perforados ya que sus elementos no están ligados entre sí.

Geotextiles termosoldados

Los geotextiles termosoldados poseen una menor elongación que los anteriores y no tienen espesor.

Geotextiles agujados y termosoldados

A estos también se les conoce como geotextiles de filamento continuo. Tienen una alta resistencia mecánica, lo que reduce el riesgo de rotura. Se considera como una combinación de los dos tipos anteriores, con la ventaja de que cuentan con el espesor necesario para llevar a cabo las funciones de separación necesarias en la aplicación de geotextiles.

Aplicaciones de los geotextilesLas principales aplicaciones de los geotextiles son:

- Sistemas de filtración.

- Separación de suelos en construcción.

- Contención de piedras y escombros.

- Colocación de carpetas de asfalto.

- Protección en puentes.

Ventajas de los geotextiles

27

Page 28: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Dentro de las ventajas que ofrece el uso de los getextiles se encuentran:

- Flexibilidad y adaptación a las condiciones del suelo.

- Fácil manejo y aplicación.

- Aplicaciones en construcción y encarpetado de asfalto.

- Son más económicos que otros sistemas de construcción.

- Mayor resistencia.

8.5 GOMAS (para juntas de dilatación).

Este tipo de accesorios son usados para hacer que las grandes construcciones en su dilatación, no sufran de daños tanto en su estructura como en grandes superficies.

Una articulación o movimiento de la junta de expansión es un conjunto diseñado para absorber con seguridad la expansión inducida por el calor y la contracción de los diversos materiales de construcción, para absorber las vibraciones, para mantener ciertas partes juntas, o para permitir el movimiento debido al asentamiento del terreno o terremotos. Generalmente, se encuentran entre los sectores de edificios, puentes, aceras, vías férreas, sistemas de tuberías y otras estructuras.

28

Page 29: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Las superficies hechas de concreto (losas, pisos, muros o plafones), al estar en constante contacto con aspectos ambientales como el calor o el frío pueden sufrir alteraciones. A este tipo de movimientos se les conoce como dilataciones, las cuales al estar inmiscuidas en materiales rígidos como el concreto pueden dañar gravemente su estructura si no se planean de una forma adecuada dentro de una construcción. Para ello, se han creado las juntas de expansión (también llamados juntas de dilatación o compensadores), los cuales son elementos que acceden a cambios repentinos del concreto, con el objetivo de que dichas superficies puedan expandirse libremente, evitando así que se dañen, levanten o agrieten.

Este tipo de accesorios también disminuyen las tensiones de compresión en puentes o superficies donde el transito es constante y de un peso elevado, logrando que estos mismas tengan flexibilidad y puedan apoyarse en estas juntas de expansión.

Las juntas de expansión están compuestos por fuelles los cuales pueden estar hechos de metal o goma, estos fuelles ejercen la función de evitar las deformaciones laterales y sobre todo la de soportar la presión interna. Este tipo de accesorios pueden encontrase mas comúnmente en obras civiles, donde grandes edificaciones tiene la función de soportar pesos de gran densidad, como maquinaria, inmobiliario, autos, materiales o helicópteros. Este tipo de juntas también tienen aplicación en tuberías, pero de eso hablaremos en otro momento.

9. IMPACTO AMBIENTAL.

Impacto Social y Ambiental generado por el uso de los PolímerosAspectos positivosUn gran número de materiales están construidos por polímeros y muchos de ellos son irremplazables en el actual mundo tecnológico.Aspectos negativosLa inadecuada eliminación de los polímeros contribuye en buena parte a la degradación ambiental por acumulación de basura.

Muchos artículos de plástico son peligrosas armas destructivas. Por ejemplo, las bolsas plásticas pueden ser causantes de asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se logra retirarlas a tiempo.

Especies como la tortura gigante, mueren al ingerir bolsas plásticas que flotan en el mar, confundiéndolas con esperma de peces, su alimento habitual.

La no biodegradación impide su eliminación en relleno sanitario y además disminuye notablemente la presencia de colonias bacterianas en torno a los plásticos.

La incineración puede generar compuestos venenosos. Por ejemplo, HCl (g) y HCN (g)

A pesar de su indiscutible utilidad en la vida cotidiana, una vez que los plásticos se han utilizado se convierten en residuos que forman parte de los residuos sólidos urbanos (RSU) generados en grandes cantidades. Los RSU originan problemas de contaminación del agua, aire y suelo, que impactan directamente al ambiente y a la salud.

29

Page 30: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Los envases plásticos empleados para alimentos no pueden volver a usarse ya que no existen métodos efectivos de esterilización.

Peligros ambientales del uso masivo de los plásticos

Los polímeros se han convertido en uno de los acompañantes habituales en nuestra vida. La mayoría de los objetos que están a nuestro alrededor están constituidos total o parcialmente por alguno de ellos. Esto ha dado lugar a un gran desarrollo de la industria, lo que ha generado problemas ambientales.

Dado que los plásticos son relativamente inertes, los productos terminados no representan ningún peligro para el fabricante o el usuario. Sin embargo, se ha demostrado que algunos de los monómeros usados en la fabricación de plásticos producen efectos cancerígenos en la salud. Así, el benceno, una materia prima usada en la fabricación del nylon es un carcinógeno.

La industria del plástico, presenta unos problemas ambientales y para la salud, similares a los de la industria química.

La mayoría de los plásticos sintéticos no pueden ser degradados por el entorno; al contrario que la madera, el papel, las fibras naturales, o incluso el metal o el vidrio, no se oxidan ni se descomponen con el tiempo.

Se han desarrollado algunos plásticos degradables, pero a pesar de ellos siguen sincumplir las condiciones óptimas para los vertederos de basura. El que sea degradable, no significa que los materiales desaparezcan, sino que se hacen física y químicamente más pequeños, dando lugar a sustancias que pueden ser más peligrosas aún que las iniciales.

La eliminación de los plásticos supone un problema ambiental. El método más eficiente para solucionar este problema es el reciclaje y la no generación de residuos.A pesar de que el reciclaje se considera una buena opción, siempre supone un gasto energético que se puede minimizar si el residuo no ha sido generado, lo que se puede conseguir adquiriendo productos con el mínimo embalaje.

Muchos de los plásticos resisten poco la temperatura y pierden su forma o se destruyen totalmente. Muchos de ellos son inflamables y desprenden en algunos casos, a causa de la combustión, productos muy tóxicos que reciben el nombre de dioxinas (átomos de Cl, estables, resistentes al medio ambiente y al ser humano). La degradación excesivamente lenta que sufren hace que ocupen mucho espacio en los vertederos.

Reciclaje

Hay cuatro tipos de reciclaje de plásticos:

Primario

30

Page 31: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Conversión del desecho plástico en artículos con propiedades físicas y químicas idénticas a las del material original. Se realiza con termoplásticos tipo PET, HPDE, LPDE, PP, PS y PVC. Es necesario un proceso de separación y limpieza.

SecundarioSe convierte el plástico en artículos con propiedades inferiores a las del polímero original. Se usa en termoestables que están contaminados. En este caso no es necesario limpiar, se mezclan con tapas de aluminio, papel, polvo,… y se muelen y funden juntos en un extrusor. Se usan como áridos en la construcción de carreteras

TerciarioEl polímero se degrada en compuestos químicos básicos y combustible. Se diferencia de los anteriores en que además de un cambio físico hay un cambio químico. Los métodos más usados son pirólisis y gasificación. En el primero se recuperan las materias primas de los plásticos, de manera que se pueden rehacer polímeros puros con otras propiedades y menos contaminación y, en el segundo se obtiene gas que puede ser usado para producir electricidad, metanol o amoniaco.

CuaternarioCalentamiento del plástico para usar la energía térmica liberada de este proceso para llevar a cabo otros procesos, es decir, se usa como combustible para obtener energía.

Problema: generación de contaminantes gaseoso y de cenizas altamente contaminantes.

10. CONCLUSIONES.

Como conclusión podemos decir que el desarrollo de los polímeros ha sido uno de los mayores avances tecnológicos llevados a cabo por el hombre puesto que se han convertido en el material base sin el cual no seríamos capaces de fabricar un gran número de objetos: los plásticos.

Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones. Algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales.

Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hacer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes. Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas.

La participación de los plásticos en el sector de la construcción y equipamiento conlleva numerosas ventajas para la aplicación en sí misma, desde resultar costo efectivos, hasta utilizar mínimos recursos naturales, generar una baja proporción de residuos y la posibilidad concreta de reutilizar, reciclar o incinerar con recuperación energética gran parte de los residuos producidos.

31

Page 32: Informe - Materiales Plásticos (Polímeros)

Como pudimos observar los polímeros constituyen la mayor parte de las cosas que nos rodean, estamos en contacto con ellos todos los días e incluso nosotros mismos estamos compuestos casi en nuestra totalidad de estas, tan variadas macromoléculas, como por ejemplo: las proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, etc.

Los polímeros han originado en la actualidad un impacto social y ambiental que ha generado aspectos positivos y en su gran mayoría negativos, ya que la eliminación de polímeros contribuye a la acumulación de basuras, las bolsas plásticas pueden causar asfixia si se recubre la cabeza con ellas y no se retira la cabeza a tiempo, entre otros.

11. BIBLIOGRAFIA.

http://polimerosquimicos.blogspot.com/2008/03/clasificacin-de-los-polmeros.html

http://polimeros456.blogspot.com/2010/11/introduccion-y-breve-historia-sobre-los.html

http://www.textoscientificos.com/polimeros/clasificacion

http://www.losadhesivos.com/definicion-de-polimero.html

http://www.losadhesivos.com/termoplastico.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_degradaci%C3%B3n

http--www.anape.es-EPS%20en%20los%20medios-El_uso_de_EPS_en_obras_de_ingenieria_civil-Arte_y_Cemento_(Julio_2011).pdf

http--www.aapvc.org.ar-admin-archivosNoticias-61triptico-2.pdf

http://www.quiminet.com/articulos/conozca-las-caracteristicas-y-aplicaciones-de-

32