Materiales de uso técnico

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I

IES Navarro VillosladaLOS PLÁSTICOS

Materiales naturalesSon aquellos que se encuentran en la naturaleza y se aprovechan directamente.

Materiales artificialesSe obtienen a partir de productos naturales.

Materiales sintéticosFabricados a partir de materiales artificiales

MADERA

ACERO

PLÁSTICOS

materiales

DEFINICIÓN:

Los plásticos son productos sintéticos, obtenidos por el hombre a través de diversas reacciones químicas. Los plásticos son materiales orgánicos formados por polímeros, que son grandes moléculas que contienen carbono, junto a otros elementos como hidrógeno, oxigeno, nitrógeno o azufre.

Ligereza, flexibilidad, ductilidad, maleabilidad

Capacidad aislante

Resistencia química

Resistencia mecánica

Versatilidad

Facilidad de fabricación

Económicos

Durabilidad ¿Ventaja o inconveniente?

Principales propiedades

Durabilidad: Este es su principal problema.

SOLUCIONES

-Plásticos biodegradables (muy pocos)

-Plásticos no biodegradables

-Reciclaje química

-Reciclaje mecánica (reutilización)

-Incineración (alto poder calorífico)

A partir de materias primas, que pueden ser:

•De origen natural

•Materias primas vegetales: celulosa, látex

•Materias primas animales: caseína

•De origen artificial

•Derivados del carbón

•Derivados del gas natural

•Derivados del petróleo

Más empleados en la actualidad

¿Cómo se obtienen los plásticos?

A partir de las naftas (4%) se obtienen las sustancias intermedias, como etileno, propileno,

butileno, … que son la base de los plásticos.

A partir de las sustancias intermedias (monomeros) y a través de una reacción química, en condiciones de elevada presión y temperatura, se forman enormes cadenas de monómeros hasta construir macromoléculas llamadas polímeros.

Esta reacción química se denomina

POLIMERIZACIÓN

ó

SÍNTESIS

PROCESO DE POLIMERIZACIÓN DEL POLIETILENO

POLIMEROS

• Definición• Propiedades• Tipos• Conformado

A estos polímeros se les añaden:

-Cargas: materiales como fibra de vidrio, papel, fibras téxtiles, que abaratan los costes de producción y potencian algunas propiedades.

-Aditivos: Sustancias químicas, que mejoran las propiedades (plastificantes, colorantes, resistencia, flexibilidad).

-Catalizadores: Aceleran e inician las reacciones de polimerización.

Se forma así el plástico deseado.Lo que se obtiene son unas de pequeñas bolitas denominadas granza.

PLASTICOS

Tipos de polímeros

• Según su composición:– Homopolímeros

Un sólo monómero– Copolímeros

Dos o más monómeros

• Según su estructura:– Lineales– Ramificados

Si algún monómero se puede unir por tres o más sitios.

• Por su comportamiento ante el calor:– Termoplásticos

Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar.

– TermoestablesSe endurecen al ser enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces.

Polímeros según su naturaleza

POLÍMEROS

NATURALES

(Celulosa, almidón)SINTÉTICOS

PLÁSTICOSFIBRAS

(Naylon, tergal)

ELASTÓMEROS

(Neopreno)

TERMOPLÁSTICOS

(Polietileno)

TERMOESTABLES

(Baquelita)

Tipos de polimerización.

• Adición.– La masa molecular del polímero es un múltiplo

exacto de la masa molecular del monómero.

• Condensación.– Se pierde en cada unión de dos monómeros

una molécula pequeña, por ejemplo agua.– Por tanto, la masa molecular del polímero no es

un múltiplo exacto de la masa molecular del monómero.

Reacción de adición

• Iniciación:CH2=CHCl + catalizador ·CH2–CHCl·

• Propagación o crecimiento:2 ·CH2–CHCl· ·CH2–CHCl–CH2–CHCl·

• Terminación:– Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o

bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

Polímeros de adición• MONÓMEROS

– Eteno– Propeno– cloroeteno– tetraflúoreteno– propenonitrilo– butadieno– fenileteno– 2-clorobutadieno

• POLÍMEROS– Polietileno– Polipropileno– policloruro de vinilo– teflón– poliacrilonitrilo– polibutadieno– poliestireno– neopreno

Estructura y usos de algunos polímeros de adición

MONÓMERO POLÍMERO USOS PRINCIPALES

CH2=CH2 –CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes...etileno polietileno

CH2=CHCl –CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, aislantes

cloruro de vinilo policloruro de vinilo

CF2=CF2 –CF2–CF2–CF2–CF2– Antiadherente, aislante.

tetraflúoretileno PTFE (teflón)

Principales polímeros de condensación

• Homopolímeros:– Polietilenglicol– Siliconas

• Copolímeros:– Poliésteres– Poliamidas

Polímeros de condensación: Polietilenglicol

• Suele producirse por la pérdida de una molécula de agua entre 2 grupos (OH) formándose puentes de oxígeno.

• CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)

• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O

• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O... (polietilenglicol)

Polímeros de condensación: Siliconas

• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2

• Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter hidrofóbico.

Copolímeros de condensación: Poliésteres

• Se producen por sucesivas reacciones de esterificación (alcohol y ácido)

• Forman tejidos.• El más conocido es el “tergal” formado por ácido

tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol).

Copolímeros de condensación: Poliamidas

• Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo ácido y el amino con formación de amidas.

• Forman fibras muy resistentes.• La poliamida más conocida es el nailon 6,6

formado por la copolimerización del ácido adípico (ácido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina

HIDROCARBUROSGRANZA

RESUMEN

Principales familias de plásticos

TERMOPLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS (AP)

TERMOESTABLES

elasticidad, adherencia y baja dureza

ELASTÓMEROS

PEBD

PVC

PP

PEAD

PS

Otros

Termoestables

Principales plásticos

% 22 17 15 13 6 15 12

PEBD PVC PP PEAD PS Otros Termoestables

TERMOPLASTICOS 76% TERMOESTABLES 12% RESTO 12%

PLÁSTICOS MÁS ABUNDANTES

• Definición• Propiedades• Tipos• Conformado

Tecnologias II

Una vez obtenida la granza, ya podemos conformar los diferentes objetos: laminas, tubos, hilos, botellas,…

La mayoría de los procedimientos de conformado aprovechan la facilidad con que estos se funden o reblandecen.

EXTRUSIÓNINYECCIÓNCOMPRESIÓNSOPLADOCALANDRADOTERMOCONFORMADOCONF AL VACÍOESPUMADOIMPREGNACIÓN RESINAVamos a verlos…

PLÁSTICOS

TUBERIAS, CANALONES, PERFILES

EXTRUSIÓN

MOLDEO INYECCIÓN

TERMOESTABLES

MOLDEO COMPRESIÓN

MOLDEO SOPLADO

LAMINAS

CALANDRADO

CONFORMADO AL VACÍO

IMPREGNACIÓN CON RESINAS