PROCESOS EN POLIMEROS.pdf

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¿Como se producen? ...................................................................................................... 4
8.3 CONFORMADO DE POLIMEROS ........................................................................... 13
1) Moldeo por inyección ................................................................................................ 13
2) Moldeo por extrusión ................................................................................................ 14
3) Moldeo por insuflación de aire .............................................................................. 155
4) Moldeo por vacío ....................................................................................................... 15
5) Calandrado ................................................................................................................. 16
INTRODUCCION
Los polímeros son los más nuevos de los tres tipos de materiales y al mismo tiempo, los más antiguamente conocidos por el hombre. Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga. Cada molécula está hecha de unidades repetitivas que se conectan entre sí. Puede haber miles o millones de unidades en una sola molécula de polímero. Él termino se deriva de las palabras griegas poly , que significa muchos, y meros que significa parte. La mayoría de los polímeros se basan en el carbono y, por consiguiente, son consideradas sustancias químicas orgánicas. Sin embargo, el grupo también incluye un número de polímeros inorgánicos.
 
8.1 POLIMEROS Y SUS CARACTERISTICAS
Los polímeros son moléculas de gran tamaño, constituidas por “eslabones” orgánicos denominados monómeros, unidos mediante enlaces covalentes. Los eslabones están formados fundamentalmente por átomos de carbono y pueden poseer grupos laterales o radicales con uno o más átomos. Estas moléculas orgánicas son las que constituyen los materiales plásticos que conocemos y también los tejidos de los seres vivos (piel, músculos, tela de araña, seda, etc.).
¿Como se producen?
Los polímeros sintéticos se producen mediante un proceso denominado polimerización. En este proceso se produce la reacción de miles de monómeros que pasan a formar parte de una larga cadena macromolecular.
Existen varios tipos de polimerización. a. Polimerización en bloque o fase condensada:
El monómero y un iniciador se combinan en un recipiente (reactor) y se calientan o enfrían según se requiera. Se debe controlar estrictamente la temperatura. Ej. PMMA.
b. Polimerización en solución:  El monómero se disuelve en un solvente no reactivo que contiene un catalizador. El calor desprendido por la reacción es absorbido por el solvente y entonces la velocidad de reacción se reduce. Es difícil eliminar todo el solvente. Ej. PP.
c. Polimerización en suspensión: El monómero y el catalizador se suspenden en forma de gotitas en una fase continua como el agua. El calor producido por la reacción es absorbido por el agua; se requiere agitación continua. Este método se emplea de modo generalizado para producir varios polímeros vinílicos.. Ej. PVC, PS, poliacrilonitrilo.
 
a). Según su origen:
Polímeros naturales. Por ejemplo, las proteínas, la celulosa, el hule o caucho natural, la quitina, lignina, etc. -Caucho natural
Polímeros semisintéticos. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado. Polímeros sintéticos. Por ejemplo, el nylon, el poliestireno, el poli cloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.
b). Según su respuesta termo-mecánica:
Los materiales poliméricos se pueden clasificar en cinco grupos:
 
Termorígidos: Los polímeros termorígidos también denominados termoestables, son polímeros reticulados durante la reacción de polimerización o mediante la introducción de entrecruzamientos químicos. Este reticulado no permite que estos polímeros sean reprocesados después de que han sido conformados.
c). Según su aplicación:
• Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia.
 
 

• Fibras.  Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.
• Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo resistencia a la abrasión.
 
Nomenclatura
 
Polímeros funcionales • Copolímeros
Aditivos agregados a los polímeros
 
8.3. PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS
Las propiedades físicas de los polímeros dependen de su estructura molecular.
Densidad. La densidad (simbolizada con la letra griega rho: ρ) es la masa (m) por unidad de volumen (V). La unidad del SI para la densidad es kilogramos por metro cúbico, si bien habitualmente se expresa en gramos por centímetro cúbico.
ρ = m_
V
Gran parte de los polímeros tienen una densidad entre 0,9 y 1,3 los fluoroplásticos tienen en general una densidad alrededor de 2.
Tabla de densidades de varios polímeros
Material Densidad Acetal 1,42
Acrilonitrilo estireno 1,07 Acrilonitrilo butadieno 1,05 Copolímero estireno 1,03 Celulosa acetato 1,25/1,35 Celulosa acetato butirato 1,15/1,25 Celulosa acetato propinato 1,20
 
Equipo para la medición de presión interna en caños
  Los ensayos se realizan llenando las muestras a ensayar según las normas, con agua a presión, durante un tiempo determinado, a la temperatura requerida para simular uso continuo durante determinado cantidad de tiempo.
Viscosidad  La característica que describe la resistencia interna de un líquido para fluir se denomina viscosidad. Cuanto más lento fluye el líquido, mayor es su viscosidad. Las unidades son Pa*s (pascales x segundos) o poises. La viscosidad es un factor importante en el transporte de resinas, la inyección de plásticos en estado líquido y la obtención de dimensiones críticas en la extrusión. La viscosidad de un polímero puede ser determinada con el uso de viscosímetros capilares mediante disolución del mismo en un disolvente, que se basan en el tiempo que tarda un fluido a través de un tubo capilar. Existen varios modelos de viscosímetros capilares, siendo unos de los más utilizados el viscosímetro de Ubbelohde.
Contracción al moldeo  Como se ha expresado en Coeficiente de dilatación lineal, los materiales sufren una dilatación al calentarse y una contracción al enfriarse. Por lo que será útil conocer este índice para la confección de moldes de inyección o boquillas de extrusión debido a que deberán ser de mayor tamaño que el de la pieza que se desea obtener para que la misma se adapte a los requerimiento de dimensiones requeridos al solidificarse y enfriarse. Las unidades utilizadas pueden ser mm / mm o también se pueden expresar en porcentajes.
 
Solubilidad
Material
 
 
Polimetacrilato de X X X X X X X Pollmetacrilato de etilo X X X X X X X
 
8.3 CONFORMADO DE POLIMEROS
Las técnicas para conformar polímeros en formas útiles dependen en gran medida de la naturaleza del polímero, en particular, si es termoplástico o termoestable. Se emplea una gran diversidad de técnicas para conformar polímeros termoplásticos. El polímero se calienta a una temperatura cercana o superior a la de fusión, de modo que adquiera una baja viscosidad. Entonces el polímero se funde o inyecta dentro de un molde, o se lo fuerza a pasar a través de una boquilla para producir la forma requerida. Se emplean pocas técnicas de conformado para los polímeros termoestables debido a que una vez producida la polimerización ya se ha establecido una estructura reticular que no se puede conformar más. Después de la vulcanización los elastómeros tampoco pueden ser conformados adicionalmente. Existen varias técnicas para dar forma a los plásticos. Algunas de las más comunes son: 1. Moldeo por inyección 2. Moldeo por extrusión 3. Moldeo por soplado 4. Moldeo por vacío 5. Calandrado
1) Moldeo por inyección
 
2) Moldeo por extrusión
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 calentamiento, hasta la boca de descarga, en una corriente 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.
 
3) Moldeo por insuflación de aire
Es un proceso usado para hacer formas huecas (botellas, recipientes). Un cilindro plástico de paredes delgadas es extruido y luego cortado en el largo que se desea. Luego el cilindro se coloca en un molde que se cierra sobre el polímero ablandado y le suprime su parte inferior cortándola. Una corriente de aire o vapor es insuflado por el otro extremo y expande el material hasta llenar la cavidad. El molde es enfriado para el fraguado.
4) Moldeo por vacío
 
5) Calandrado