Polimeros-y-plasticos.pptx

Diapositiva 1

1.-INTRODUCCION A LOS POLIMEROS1PLASTICOS Y POLIMEROS EN INGENIERIA CIVIL 1.1 INTRODUCCION2.1 DE ACUERDO A SU ESTRUCTURAA.- LOS PLASTICOS2.-CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS4.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS5 APLICACION Y USOS DE LOS POLIMEROS1.2 CONCEPTO3 SINTESIS DE LOS POLIMEROSB.- LOS MATERIALES GEOSINTETICOSC.- LA PINTURAA.- LOS PLASTICOSB.- LOS MATERIALES GEOSINTETICOSC.- LA PINTURAD.- LOS ADHESIVOS2.2 POR SU COMPORTAMIENTO TERMICO Y MECANICO D.- LOS ADHESIVOS3 PROPIEDADES DE LOS POLIMEROSA.POLIMERIZACION POR ADICIONB. POLIMERIZACION POR CONDENSACION O ESCALONADAC. COPOLIMERIZACIOND. SINTESIS DEL CAUCHO1COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 1 .00 INTRODUCCION A LOS AGLOMERANTES: 1.1 RESEA HISTORICA: Alrededor de 1830 Charles Goodyear desarroll el proceso devulcanizacin, que consista en mezclar caucho natural conazufre a cierta temperatura. El caucho vulcanizado presentabamejores caractersticas que el caucho natural. Su uso mscomn en la actualidad son las llantas A finales del siglo XIX se vio la necesidad de reemplazar lasbolas de billar hechas de marfil animal, para lo cual JohnWesley Hyatt desarroll el as llamado celluloid, producto considerado como el primer termoplstico. Fue a principios delsiglo XX cuando se desarroll el primer polmerocompletamente sinttico llamado Bakelita, inventado por LeoBaekeland, considerado como el primer polmero termoestable. Es de gran importanciadebido a sus caractersticas como aislante elctrico En 1920 Hermann Staudinger se opuso a las apreciaciones de losinvestigadores de la poca y propuso que el comportamiento viscosoparticular de las soluciones polimricas no se deba a la formacin demicelas sino a la longitud de las molculas que constituan la solucin.Postul as, por primera vez, la existencia de las macromolculas.En 1927 se desarrollaron el acetato de celulosa y el cloruro de polivinilo,lo que permiti producir el PVC (Cloruro de polivinilo), uno de losmateriales actualmente mas utilizados. A partir del ao 1930 seinventaron la gran mayora de los polmeros de ms comn aplicacin como lo son: Nylon(Poliamidas), PVA (Acetato de polivinilo), polmeros acrlicos, PS (Poliestireno), PU Poliuretano), y Melamina. A partir de la II Guerra Mundial se desarrollaron tambin otros de gran importancia como PE (Polietileno), PTFE (Politetrafluoroetileno), ABS (Acrilonitrilo-butadieno-estireno), LPE (Polietileno lineal), PP (Polipropileno), POM( Poliacetal ), PET (Polietilen-tereftalato), PC (Policarbonato), entre otros 2Plasticos y polimeros en ingenieria civil2COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 1.2 CONCEPTO : Los Polmeros, provienen de las palabras griegas Poly y Mers, que significa muchas partes, son grandes molculas o macromolculas formadas por la unin de muchas pequeas molculas: sustancias de mayor masa molecular entre dos de la misma composicin qumica, resultante del proceso de la polimerizacin. Cuando se unen entre s ms de un tipo de molculas (monmeros), la macromolcula resultante se denomina copolmero. Como los polmeros se forman usualmente por la unin de un gran nmero de molculas menores, tienen altos pesos moleculares. No es infrecuente que los polmeros tengan pesos moleculares de 100.000 o mayores. 3Plasticos y polimeros en ingenieria civil

CADENA ESTRUCTURAL DE LOS POLIMEROS3COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 2.-CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS A) De Acuerdo a su Estructura : Polmeros lineales.- Formados por largas cadenas de macromolculas no ramificadas. Polmeros ramificados.- Su cadena principal est conectada lateralmente con otras cadenas. Polmeros entrecruzados.- Las cadenas lineales adyacentes se unen transversalmente en varias posiciones mediante enlaces covalentes. Polmeros reticulados.- Estn formados por macromolculas con cadenas y ramificaciones entrelazadas en las tres direcciones del espacio4Plasticos y polimeros en ingenieria civil

4COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 2.-CLASIFICACION DE LOS POLIMEROS B) Por Su Comportamiento Mecanico y Termico : Elastmeros.- Sufren deformaciones elsticas. Plsticos.- Pueden deformarse plsticamente (flexibles rgidos). Fibras.- Se pueden estirar longitudinalmente. Termoplsticos.- Se deforman con el aumento de temperatura. Termorgidos.- Se tornan ms rgidos con el aumento de la temperatura.5Plasticos y polimeros en ingenieria civil

ELASTOMERO5COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: La reaccin qumica por la cual se obtienen los polmeros se denomina polimerizacin. Existen muchas de estas reacciones y son de distintas clases. Pero todas las polimerizaciones tienen un detalle en comn: comienzan con molculas pequeas, que luego se van uniendo entre s para formar molculas gigantes. Llamamos monmeros a esas molculas pequea: Las reacciones de polimerizacin se pueden clasificar del modo siguiente: A.- Polimerizacion por Adicion B- Polimerizacion Por Condensacion O Escalonada C.- Copolimerizacion D.-Sintesis del Caucho

6Plasticos y polimeros en ingenieria civil

6COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.- Polimerizacion por Adicion: En este tipo de polimerizacin se genera una especie reactiva a partir del monmero, la cual participa en una reaccin que la consume y que a su vez genera otra especie similar, de modo que cada reaccin depende de la formacin de una especie reactiva en la reaccin anterior, por lo cual esta reaccin tambin se denomina reaccin en cadena. Las especies reactivas pueden ser radicales, cationes o aniones. Los polmeros de adicin as formados tienen pesos moleculares superiores a 100000.


7COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.- Polimerizacion por Adicion: Dentro de este tipo de polimerizacion se puede mencionar las siguientes subclasificaciones de polimerizacion: A.1 Polimerizacion por Radicales Libres: Una de las reacciones ms comunes y tiles para la obtencin de polmeros, es la polimerizacin por radicales libres. Puesto que la mayora de los plsticos, los elastmeros y algunas fibras se fabrican por polimerizacin de radicales libres, este mtodo es el de mayor importancia desde el punto de vista comercial. Se emplea para sintetizar polmeros a partir de monmeros vinlicos, es decir, pequeas molculas conteniendo dobles enlaces carbono-carbono (C = C) . Entre los polmeros obtenidos por polimerizacin por radicales libres tenemos el poliestireno, el poli(metacrilato de metilo, el poli(acetato de vinilo) y el polietileno ramificado.


POR RADICALES LIBRES8COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.2.- Polimerizacion Ionica: La reaccin de polimerizacin en cadena puede proceder con iones en lugar de radicales libres como partculas propagadoras de la cadena polimrica. Estas pueden ser cationes o aniones, dependiendo del iniciador que se emplee. Las polimerizaciones inicas son muy sensibles a la presencia de agua y sustancias extraas en el medio de reaccin. Requieren reactivos muy puros y se llevan a cabo en masa o en presencia de un disolvente. se pueden distinguir dos tipos de polimerizacion de este tipo: A.2.1 Polimerizacin catinica. A.2.2 Polimerizacin aninica.9Plasticos y polimeros en ingenieria civil

POLIMERIZACION9COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.2 Polimerizacion Ionica: se pueden distinguir dos tipos de polimerizacion de este tipo: A.2.1 Polimerizacin catinica.-La polimerizacin vinlica catinica es una forma de obtener polmeros a partir de molculas pequeas, o monmeros, que contengan dobles enlaces carbono-carbono. Su empleo comercial principal es para sintetizar poliisobutileno. A.2.2 Polimerizacin aninica: La polimerizacin vinlica aninica es un mtodo por el cual se obtienen polmeros a partir de pequeas molculas que contengan dobles enlaces carbono-carbono. Es un tipo de polimerizacin vinlica. La polimerizacin aninica se inicia por adicin de un anin al doble enlace del monmero. Como aniones iniciadores se utilizan OH , 2 NH y carbaniones de compuestos organometlicos como butil-litio (BuLi):nica.10Plasticos y polimeros en ingenieria civil

Sintesis polimerizacion cationicaSintesis polimerizacion anionica10COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.3.- Polimerizacin con estereoqumica controlada.:Se Puede mencionar los siguientes tipos: A.3.1 Polimerizacin de Ziegler-Natta. Especial inters tienen los catalizadores estereoespecficos de Ziegler-Natta usados en algunas polimerizaciones industriales, como la del propileno. La polimerizacin de Ziegler-Natta es un mtodo utilizado en la polimerizacin vinlica. Es importante porque permite obtener polmeros con una tacticidad especfica. Es sobre todo til, porque permite hacer polmeros que no pueden ser hechos por ningn otro camino, como el polietileno lineal no ramificado y el polipropileno isotctico. La polimerizacin vinlica de radicales libres slo puede dar polietileno ramificado y el propileno no polimeriza del todo por polimerizacin de radicales libres. 11Plasticos y polimeros en ingenieria civil

Sintesis polimerizacion de Ziegler-Natta11COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: A.3.- Polimerizacin con estereoqumica controlada.:Se Puede mencionar los siguientes tipos: A.3.1 Polimerizacin catalizada con metalocenos.:La polimerizacin catalizada por metalocenos resulta ser la ms indicada para competir con los polmeros vinlicos desde que se invent la polimerizacin Ziegler-Natta. La razn es que la polimerizacin catalizada por metalocenos permite producir polietileno capaz de detener las balas. Este nuevo polietileno es mejor que el Kevlar para la fabricacin de chalecos a prueba de balas. Y puede lograrlo porque tiene un peso molecular mucho ms alto (Hasta seis o siete millones) que el polietileno sintetizado por medio del procedimiento de Ziegler-Natta.. 12Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis polimerizacion catalizada con metalocenos

12COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: B.- Polimerizacin por condensacin o escalonadas Mientras que los polmeros de condensacin slo constituyen un pequeo porcentaje de los polmeros sintticos, la mayora de los polmeros naturales son de este tipo. La baquelita, que fue el primer polmero completamente sinttico, se obtuvo por condensacin escalonada de fenol y de formaldehdo. La reaccin tiene lugar simultneamente entre molculas de monmero entre s, que producen dmeros, trmeros, tetrmeros, etc. y de stas con otras, dando origen a macromolculas de mayor tamao, sin que se encuentren diferencias en cinticas, ni de mecanismos, cualquiera que sea el tamao de las molculas reaccionantes .o escalonadas.13Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis polimerizacion por condensacion o escalonadas

13COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: B..1 - Caracteristicas de laPolimerizacin por condensacin o escalonadas: En general las reacciones de este tipo no son excesivamente exotrmicas y sus energas de activacin son moderadas. Las velocidades de reaccin son reducidas a temperatura ambiente, requirindose mucho tiempo para alcanzar un grado de polimerizacin elevado (y en consecuencia un grado de conversin prximo al 100 %). Siempre que se condensen molculas sencillas de bajo punto de ebullicin, hay que retirarlas del reactor, mediante un condensador de reflujo. A medida que aumenta el grado de conversin la viscosidad de la masa reaccionante aumenta y es necesario mantener un alto nivel de agitacin para que no disminuya la velocidad de reaccin. Aumentando la temperatura, adems de aumentar la velocidad de reaccin, la viscosidad de la masa reaccionante disminuye y se mejoran las condiciones de transferencia de calor. Generalmente se trabaja entre 150 y 250 C. El grado de polimerizacin depende fundamentalmente del grado de conversin obtenido y de la relacin de los reactivos, segn indican las ecuaciones de Carothers. La temperatura tiene muy poco efecto en la longitud media de las cadenas moleculares del producto final.14Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis polimerizacion por condensacion o escalonadas

14COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: C.- COPOLIMERIZACION.- los copolmeros son macromolculas con ms de una unidad de repeticin en la misma macromolcula. Estas unidades de repeticin pueden distribuirse de manera aleatoria o alternada en la cadena. Los copolmeros de bloque son polmeros lineales que constan de secuencias largas de unidades de repeticin en la cadena. Los copolmeros injertados son polmeros ramificados en los que las ramificaciones constan de secuencias de unidades de repeticin que no son iguales a las de la cadena principal. Aunque el mecanismo de copolimerizacin se parece al de la polimerizacin con un nico reactivo (homopolimerizacin), las reactividades de los monmeros pueden diferir cuando se usa ms de uno. Loscopolmeros se pueden obtener por reacciones escalonadas o por polimerizacin en cadena de radicales..15Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis copolimerizacion

15COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: D.- SINTEISIS DEL CAUCHO.- Se trata de hacer caucho SBS. Es algo as: Comenzamos empleando una tcnica llamada polimerizacin aninica viviente. Una polimerizacin viviente es una que tiene lugar sin reacciones de terminacin. Esto quiere decir que una vez que el monmero en su recipiente (Vaso de precipitados) ha sido agotado y se ha transformado en polmero, las cadenas polimricas an se encuentran activas. Si se colocara ms monmero dentro del recipiente, se adicionara al polmero, hacindolo ms grande.16Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis Del Caucho

16COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 3.-SINTESIS DE POLIMEROS: D.- SINTEISIS DEL CAUCHO.- Se trata de hacer caucho SBS. Es algo as: Comenzamos empleando una tcnica llamada polimerizacin aninica viviente. Una polimerizacin viviente es una que tiene lugar sin reacciones de terminacin. Esto quiere decir que una vez que el monmero en su recipiente (Vaso de precipitados) ha sido agotado y se ha transformado en polmero, las cadenas polimricas an se encuentran activas. Si se colocara ms monmero dentro del recipiente, se adicionara al polmero, hacindolo ms grande.17Plasticos y polimeros en ingenieria civilSintesis Del Caucho

17COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 4.-PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS 4.1 PROPIEDAD REOLOGICA: Distribucin de Pesos Moleculares (DPM) :La distribucin de pesos moleculares (DPM), es una medida de la proporcin en nmero (o en peso) de molculas de diferentes pesos moleculares que componen una muestra de resina polimrica. En otras palabras, la DPM indica la variacin en el tamao de las cadenas moleculares. Si las molculas presentan longitudes de cadena diferentes, la distribucin es amplia Indice de Fluidez (IF);El ndice de fluidez (IF) es una medida de la capacidad de flujo de la resina bajo condiciones controladas y se puede medir fcilmente con un equipo denominado plastmetro, utilizando velocidades de deformacin muy bajas, una temperatura de 230 C y un peso de 2.16 Kg, de acuerdo a la Norma ASTM D 1238.

18Plasticos y polimeros en ingenieria civilMEDIIDOR DEL INDICE DE FLUIDEZ

18COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 4.-PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS 4.2 PROPIEDADES FISICAS: Densidad (): La densidad es la medida de peso por unidad de volumen de un material a 23 C. 4.3Propiedades Mecnicas :Por otro lado estn las propiedades mecnicas, dentro de las cuales se tienen: la tensin que indica la resistencia del material y al realizar dicho ensayo se obtienen los siguientes parmetros: mdulo elstico, elongacin, resistencia a la fluencia y la resistencia a la ruptura; la flexin que tambin involucra la resistencia del material para determinar el mdulo de flexin y la resistencia a la flexin; la dureza que es la resistencia que opone un material a ser penetrado o rayado. Los materiales polimricos presentan 3 tipos distintos de comportamiento esfuerzo-deformacin: frgil, dctil y totalmente elstico. En los polmeros, el mdulo de elsticidad, resistencia a la traccin y ductilidad se determina de la misma forma que en las aleaciones metlicas.19Plasticos y polimeros en ingenieria civilPROPIEDADES MECANICAS

19COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 4.-PROPIEDADES DE LOS POLIMEROS 4.4 Propiedades Trmicas En el rea de las propiedades trmicas se pueden mencionar: la cristanilidad que se refiere al ordenamiento de las cadenas del polmero que contrario a lo que se piensa le imparte a la resina opacidad debido a que las molculas presentan mayor empaquetamiento y por lo tanto impiden el paso de la luz por medio de ellas, es decir, que entre ms cristalino sea un polmero menos transparencia. La cristanilidad le imparte al material alta rigidez y temperaturas de fusin elevadas, entre otras propiedades. 4.5 Propiedades Qumicas: Finalmente se encuentran las propiedades qumicas, dentro de las cuales cabe destacar la resistencia qumica de los polmeros, ya que la misma determina si es compatible o no con otros elementos. 20Plasticos y polimeros en ingenieria civilPropiedades temicas

20COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.1 LOS PLASTICOS: los plsticos se llaman as porque en alguna etapa de su fabricacin o utilizacin tienen propiedades plsticas: pueden modelarse en la forma deseada, a veces por simple colada pero generalmente por la accin de presin y temperatura. Pueden ser plsticos slo una vez, o bien tantas veces como lo deseemos. los plsticos son materiales orgnicos, esto es, estn basados en la qumica del carbono (a excepcin de las siliconas, basadas en el silicio). los plsticos son materiales sintticos, productos de la industria qumica, que convierte materias primas en formas nuevas y radicalmente diferentes. los plsticos son polmeros de elevado peso molecular, esto es, son molculas gigantes formadas por numerosas, pequeas y sencillas unidades repetidas combinadas en agregados muy grandes.21Plasticos y polimeros en ingenieria civilPlastico en la Construccion

21COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 22Plasticos y polimeros en ingenieria civil

22COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES PLASTICOS A .- POR SU NATURALEZA: -NATURALES: Los plsticos naturales se obtienen directamente de materia primas (ltex, la casena de la leche y la celulosa) -SINTETICOS: Los plsticos sintticos se elaboran a partir de compuestos derivados del petrleo, el gas natural o el carbn. La mayora de plsticos pertenecen a este grupo.23Plasticos y polimeros en ingenieria civilPlasticos artificiales

23COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES PLASTICOS B.- POR SU ESTRUCTURA INTERNA: - Termoplsticos: Son aquellos que por su estructura interna, formada por cadenas lineales, se desarman fcilmente con el calor y se reconstruyen al enfriarse, pueden fundirse y volver a fabricarse muchas veces. Tienen buena capacidad para el reciclado. Pertenecen a este grupo:

- Polietileno (PE)- Polipropileno (PP)- Poliestireno (PS)- Cloruro de polivinilo (PVC)- Metacrilato- Tefln- Califon- Nailon o poliamida (PA) 24Plasticos y polimeros en ingenieria civil

24COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES PLASTICOS B.- POR SU ESTRUCTURA INTERNA: Termoestables: Son aquellos que por su estructura interna, formada por cadenas entrecruzadas, se degradan con el calor antes de que el plstico se funda, solo pueden fundirse y fabricarse una vez. Poca capacidad de reciclado. 1. Poliuretano2. Resinas fenlicas3. Melamina 25Plasticos y polimeros en ingenieria civil

25COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES PLASTICOS B.- POR SU ESTRUCTURA INTERNA: Elastmeros: Son un tipo de termoestables, con lo cual solo pueden fundirse una vez, pero debido a su estructura interna con cadenas ramificadas, presentan un elevado grado de elasticidad.. 1. Caucho natural 2. Caucho sinttico 3. Neopreno26Plasticos y polimeros en ingenieria civil

26COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS 5.3 TECNICAS DE CONFORMACION DE LOS PLASTICOS: Las tcnicas de conformado de plsticos se refieren a los sistemas que se usarn para dar forma o crear objetos tecnolgicos con el plstico previamente fabricado. Las tcnicas de conformado ms comunes son: I) Extrusin II) Moldeo a. Por compresin (exclusivo para termoestables) b. Por soplado c. Por inyeccin d. Centrfugo o rotomoldeoIII) CalandradoIV) Conformado al vaco27Plasticos y polimeros en ingenieria civil

27COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS I) Extrusin: En el moldeo por extrusin se utiliza un transportador de tornillo helicoidal. El polmero es transportado desde la tolva, a travs de la cmara de calentamiento, hasta la boca de descarga, en una corriente continua. A partir de grnulos slidos, el polmero emerge de la matriz de extrusin 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. Se usa normalmente con termoplsticos28Plasticos y polimeros en ingenieria civil

28COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS II.1 Moldeo Por compresin: Se emplean polmeros termoestables. En el moldeado por compresin, el material se coloca en el molde abierto. Un taco calentado aplica suficiente calor y presin para ablandar el polmero termoestable y llenar la cavidad del molde. Las cadenas del polmero se entrecruzan rpidamente y el plstico se endurece tomando su forma permanente, pudiendo ser retirado del molde.29Plasticos y polimeros en ingenieria civil

29COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS II.2 El moldeo por soplado: se introduce en el molde una preforma en forma de tubo reblandecido a travs de un dosificador y, a continuacin, se inyecta aire comprimido y esta se adapta a la forma interior del molde. Una vez enfriado se abre el molde y se extrae el objeto final. 30Plasticos y polimeros en ingenieria civil

30COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS II.3 El moldeo a alta presin, o moldeo por inyeccin, es el mtodo ms utilizado en la produccin de termoplsticos. Se utiliza una mquina parecida a la extrusora, que proporciona alta presin y temperatura elevada al material. Una vez fundido se introduce el plstico a alta presin en el interior del molde. Gracias a la presin, el plstico rellena el molde sin dejar huecos. El proceso es muy rpido, y permite fabricar piezas complejas, por lo que se emplea para elaborar todo tipo de objetos. Un caso particular de aplicacin del moldeo por inyeccin es la fabricacin de pelculas de plstico.31Plasticos y polimeros en ingenieria civil

31COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS II.4 El moldeo rotacional, centrfugo o rotomoldeo, es una tcnica de transformacin de plstico con un proceso de 4 etapas que comprende carga (A), calentamiento (B), enfriamiento (C) y descarga del molde (D). Consiste en aportar calor a un molde con material plstico en su interior mientras se le mantiene girando dentro de un horno. El material plstico, en contacto con las paredes del molde, va aumentando su temperatura hasta que se funde y se pega a las paredes del mismo, momento en el cual se procede a su enfriado y posterior des-moldeo de la pieza.32Plasticos y polimeros en ingenieria civil

32COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS III) Calandrado : El calandrado es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material slido a presin entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos. La finalidad puede ser obtener lminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lmina.33Plasticos y polimeros en ingenieria civil

33COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS IV Conformado al vaco: Se coloca la plancha termoplstica bien sujeta mediante una brida a la caja del molde. Sobre el conjunto se dirige el calor radiante de unos elementos de calefaccin (rayos infrarrojos, resistencias o aire caliente) hasta que la plancha se hace blanda y deformable. Se hace el vaco en la cavidad cerrada del molde y la plancha es comprimida por la presin atmosfrica contra los contornos del molde en el espacio en el cual se ha hecho el vaco. Se deja enfriar hasta que se solidifica con la forma del molde y se retira de ste. El conformado por vaco es una tcnica muy econmica . Puede darse la combinacin de termoconformado aplicando vaco y presin a la vez.34Plasticos y polimeros en ingenieria civil

34COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B. LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: Los Geosintticos son un grupo de materiales fabricados mediante la transformacin industrial de sustancias qumicas denominadas polmeros, que de su forma elemental, de polvos o grnulos, son convertidos en lminas, fibras,perfiles,pelculas,tejidosomallas.

Otra caracterstica particular de los geosintticos es que su aplicacin se relaciona con la actividad de la construccin, por lo que participan como parte integral de estructuras que utilizan materiales de construccin tradicionales, como suelos, roca, asfaltos, concreto, etc. Dentro de tales estructuras los geosintticos complementan, conservan o mejoran el funcionamiento de los sistemas constructivos y, en algunos casos, sustituyen por completo algunos materiales y procesos de la construccin tradicional.


35COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B. 2 CLASIFICACION DE LOSLOS MATERIALES GEOSINTETICOS: -GEOTEXTILES:Son telas con diversas estructuras, cuyos elementos individuales son fibras, filamentos, o cintas de plstico. Son materiales permeables que pueden ser tejidos o no tejidos y se utilizan generalmente para filtrar y conducir fluidos, separar suelos de diferentes caractersticas, reforzar suelos dbiles y proteger a las geomembranas de los posibles daos de piedras angulares u otros objetos. Pueden ser de Polister o de Polipropileno.


geotextiles36COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: -GEOMEMBRANAS: Son lminas de muy baja permeabilidad que se emplean como barreras hidrulicas; se fabrican en diversos espesores y se empacan como rollos que se unen entre s mediante tcnicas de termofusin, extrusin de soldadura, mediante aplicacin de adhesivos, solventes o mediante vulcanizado, segn su naturaleza qumica. Pueden fabricarse a partir de diversos polmeros: PVC Plastificado, Polietileno de Alta Densidad, Polipropileno.

Las Geomembranas de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) se fabrican en rollos anchos, de 7.0m o ms, y en esta presentacin se embarcan al sitio de la obra, donde se unen unos con otros mediante equipo de termofusin y extrusin de soldadura del mismo polmero.


geomembranas37COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B.2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: GEOMALLAS O GEOREDES: Son elementos estructurales que se utilizan para distribuir la carga que transmiten terraplenes, cimentaciones y pavimentos, sobre terrenos de baja capacidad portante, o bien como elementos de refuerzo a la tensin unidireccional, en muros de contencin y taludes. Existen georedes uniaxiales y biaxiales segn la naturaleza del refuerzo que proporcionan a las estructuras.


geomallas38COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B. 2 CLASIFICACION DE LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: GEODRENES:Son drenes prefabricados, elaborados mediante la combinacin de ncleos de plstico con alta resistencia a la compresin y muy alta conductividad hidrulica, y cubiertas de un geotextil filtrante que impide la intrusin de suelo dentro de los vacos disponibles para el flujo; su funcin es captar y conducir lquidos a travs de su plano. Contienen una multitud de conos espaciadores que forman canales por los cuales se transporta el fluido captado..


geodrenes39COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS B. 2 CLASIFICACION DE LOSLOS MATERIALES GEOSINTETICOS: GEOMANTAS:Son lminas relativamente gruesas formadas con filamentos cortos o largos de plstico, generalmente polipropileno, polietileno o nylon, de seccin rectangular o cnica, simplemente agrupados con ayuda de redecillas, aglutinantes o costuras muy sencillas, o bien fuertemente entrelazados entre s, que pueden o no incluir capas de fibras de origen vegetal.


geomantas40COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS C .- LA PINTURA: Las pinturas se elaboran con ciertos principios bsicos que involucran el uso de un medio llamado vehculo en el cual van dispersas diversas partculas que tienen el propsito de proporcionar la proteccin y/o el color, stas partculas se pueden llamar slidos. Los slidos pueden ser de muy diversos tipos, ya sea naturales y/o artificiales.

TIPOS DE PINTURASPinturas Luminosas.Pinturas MetlicasPinturas PlsticasPinturas Alquidlicas.Pinturas de Aceite.Pinturas Asflticas.Pintura de Cal.Tipos de Pinturas.


41COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS D .- LOS ADHESIVOS: Los adhesivos se conocen desde tiempos inmemoriales y han sido empleados extensamente a lo largo de la historia hasta la actualidad. Existen ejemplos naturales de adhesin, como es el caso de las telas de araa, de los panales de abejas o de los nidos de pjaros. Se han hallado vestigios del uso de la sangre animal como adhesivo durante la Prehistoria. Los babilonios empleaban cementos bituminosos hacia el 4000 A.C, mientras que los egipcios preparaban adhesivos mediante la coccin de hueso Se puede definir adhesivo como aquella sustancia que aplicada entre las superficies de dos materiales permite una unin resistente a la separacin. Denominamos sustratos o adherentes a los materiales que pretendemos unir por mediacin del adhesivo. El conjunto de interacciones fsicas y qumicas que tienen lugar en la interfase adhesivo/adherente recibe el nombre de adhesin.


adhesivos42COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS D .- LOS ADHESIVOS: Los adhesivos se conocen desde tiempos inmemoriales y han sido empleados extensamente a lo largo de la historia hasta la actualidad. Existen ejemplos naturales de adhesin, como es el caso de las telas de araa, de los panales de abejas o de los nidos de pjaros. Se han hallado vestigios del uso de la sangre animal como adhesivo durante la Prehistoria. Los babilonios empleaban cementos bituminosos hacia el 4000 A.C, mientras que los egipcios preparaban adhesivos mediante la coccin de hueso Se puede definir adhesivo como aquella sustancia que aplicada entre las superficies de dos materiales permite una unin resistente a la separacin. Denominamos sustratos o adherentes a los materiales que pretendemos unir por mediacin del adhesivo. El conjunto de interacciones fsicas y qumicas que tienen lugar en la interfase adhesivo/adherente recibe el nombre de adhesin.


43COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 5.-PRINCIPALES MATERIALES POLIMEROS D. 1.- CLASES DE ADHESIVOS


44COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: A .- LOS PLASTICOS:: Aplicaciones en el sector industrial: piezas de motores, aparatos elctricos y electrnicos, carroceras, aislantes elctricos, etc. En construccin: tuberas, impermeabilizantes, espumas aislantes de poliestireno, etc. Industrias de consumo y otras: envoltorios, juguetes,envoltorios de juguetes, maletas, artculos deportivos, fibras textiles, muebles, bolsas de basura


45COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: B - LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: - GEOTEXTILES Pueden utilizarse para aplicaciones de Separacin de Materiales, Filtracin, Drenaje, Control de la Erosin y Prevencin de la Reflexin de Grietas. - GEOMEMBRANAS: Es un producto ideal para impermeabilizar embalses y ollas de agua, canales de riego, tanques y cisternas. Se utilizan para el revestimiento de depsitos de agua (lagos, presas, estanques), plantas de tratamiento, rellenos sanitarios, sellado de grietas en presas y tubos, etc.46Plasticos y polimeros en ingenieria civil

geotextiles

geomembranas46COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: B - LOS MATERIALES GEOSINTETICOS: - GEOMALLAS O GEOREDES: APLICACIONES :Muros de contencin estabilizados mecnicamente, refuerzo de taludes inestables, estabilizacin de suelos blandos, incremento de capacidad de carga en el suelo, redistribucin de esfuerzos en el suelo, refuerzo de pavimentos. - GEODRENES APLICACIONES: Muros de contencin, muros mecnicamente estabilizados, drenaje de acotamientos de carreteras, pistas de aeropuertos, bajo campos deportivos, conos de derrame en puentes, tneles y alcantarillas, rellenos sanitarios, azoteas jardinadas, y en general cualquier superficie donde el agua requiera drenaje de la superficie o del subsuelo.


geomallas

geodrenes47COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: B - LOS MATERIALES GEOSINTETICOS:: GEOMANTAS: APLICACIONES: Se instalan sobre taludes para evitar su erosin, como elementos de proteccin permanente o temporal, y combinadas o no, con siembra de semilla. Sus funciones son las de reducir la capacidad erosiva de los escurrimientos, proteger al suelo, acelerar la germinacin de especies vegetales implantadas y reforzar las races.48Plasticos y polimeros en ingenieria civil

geomantas48COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: C .- LA PINTURA:


49COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION 6.-APLICACIN Y USOS DE LOS POLIMEROS: D .- LOS ADHESIVOS: Debido a las diversas ventajas que proporciona el uso de materiales adhesivos como sistema de unin, proteccin y sellado, este tipo de material o tecnologa est experimentando una crecimiento enorme en su uso en las reas de construccin, fabricacin y mantenimiento.Actualmente un amplio abanico de sectores e industrias utilizan los adhesivos como parte de sus procesos, desde el uso de adhesivos como sistema de cierre en el sector de packaging, hasta el uso de adhesivos como sistema de construccin de estructuras complejas como por ejemplo rascacielos, aviones, locomotoras o autobusesAdhesivado de elementos que conforman estructuras o bastidores. Adhesivado de cristales o ventanas frontales, laterales y traseras.Adhesivado de los techos al cuerpo de la estructuraAdhesivado de paneles laterales al cuerpo de la estructuraAdhesivado de suelosAdhesivado de cabinas a la estructuraAdhesivado de diversos elementos que conforman el equipamiento.


50COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION

51Plasticos y polimeros en ingenieria civilGRACIAS POR SU ATENCION51COMPORTAMIENTO MECANICO DE MATERIALES DE LA CONSTRUCCION

Documents

Polimeros-y-plasticos.pptx