Buenas chavales, como veis seguimos con el mismo tema que la semana pasada "Los materiales sintéticos", en ella explicaremos diferentes conceptos entorno al abundante e interesante mundo de los plásticos.
Comenzaremos la entra definiendo y explicando las diferencias principales entre los siguientes conceptos;
macromoléculas,
monómeros y
polímeros.
Un
monómero es una molécula de pequeña masa molecular que está unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, formando
macromoléculas llamadas
polímeros.
A continuación pondré un ejemplo de cada uno de los tres conceptos con el fin de entenderlo mejor;
Un claro ejemplo de macromoléculas podrían ser las proteínas, que están formadas por grandes cadenas de aminoácidos, que serían los monómeros de las proteínas.
¿Qué es un plástico?
Los plásticos son aquellos materiales que, compuestos por resinas, proteínas y otras sustancias, son fáciles de moldear y pueden modificar su forma de manera permanente a partir de una cierta compresión y temperatura.
Por lo general, los plásticos son polímeros que se moldean a partir de la presión y el calor. Una vez que alcanzan el estado que caracteriza a los materiales que solemos denominar como plásticos, resultan bastante resistentes a la degradación y, a la vez, son livianos. De este modo, los plásticos pueden emplearse para fabricar una amplia gama de productos.
Un claro ejemplo de lo comentado en estos dos párrafos podrían ser las botellas de agua.
Los polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se hallan presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y animales como el caucho, la madera y el cuero, sin embargo en el ámbito de la tecnología de los materiales dichos compuestos no suelen situarse en el grupo de los plásticos, que se reduce a preparados sintéticos.
Plásticos y elástómeros
Los elastómeros hacen referencia al conjunto de materiales que formados por polímeros,que se encuentran unidos por medio de enlaces químicos adquiriendo una estructura final ligeramente reticulada.
La principal característica de los elastómeros es su alta elongación o elasticidad y flexibilidad que disponen dichos materiales frente a cargas antes de fracturarse o romperse.
En función de la distribución y grado de unión de los polímeros, los materiales elastómeros pueden disponer de unas características o propiedades semejantes a los materiales termoestables o a los materiales termoplásticos, así pues podemos clasificar los materiales elastómeros en:
-Elastómeros termoestables:son aquellos elastómeros que al calentarlos no se funden o se deforman
-Elastómeros termoplásticos:son aquellos elastómeros que al calentarlos se funden y se deforman.
A continuación pondré una serie de fotos y ejemplos de los elastómeros más comunes.
Poliuretanos: Los poliuretanos son usados en el sector textil para la fabricación de prendas elásticas como la lycra, también se utilizan como espumas, materiales de ruedas, etc...
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| Camiseta de Lycra |
Polibutadieno: material elastómero utilizado en las ruedas o neumáticos de los vehículos dadas la extraordinaria resistencia al desgaste.
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| Neumáticos de coches |
Neopreno: Material usado principalmente en la fabricación de trajes de buceo, asi como aislamiento de cables, correas industriales, etc...
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| Traje de buceo |
Termoplásticos y termoestables
Los t
ermoplásticos hacen referencia al conjunto de materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares, formando estructuras lineales o ramificadas.
En función del grado de las fuerzas intermoleculares que se producen entre las cadenas poliméricas, estas pueden adoptar dos tipos diferentes de estructuras, estructuras amorfas o estructuras cristalinas, siendo posible la existencia de ambas estructuras en un mismo material termoplástico.
Estructura amorfa: Las cadenas poliméricas adquieren una estructura liada, dicha estructura amorfa es la responsable directa de las propiedades elásticas de los materiales termoplásticos.
Estructura cristalina: Las cadenas poliméricas adquieren una estructura ordenada y compacta, se pueden distinguir principalmente estructuras con forma lamelar y con forma micelar.
Dicha estructura cristalina es la responsable directa de las propiedades mecánicas de resistencia frentes a esfuerzos o cargas así como la resistencia a las temperaturas de los materiales termoplásticos.
A continuación pondré una serie de fotos y ejemplos de los termoplásticos más comunes.
PVC o cloruro de polivinilo para la fabricación de materiales aislantes, tubos, envases, etc...
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| Tubos de PVC |
Poliamida usada para la fabricación de cuerdas, correas de transmisión, etc...
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| Correa de transmisión |
Poliestireno aplicado para aislamiento eléctrico, empuñaduras de herramientas...
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| Cortafríos con empuñadura de Poliestireno |
ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno) tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional, resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies.
Se usa mucho en calandras y rejillas, interior del motor, estructuras de salpicaderos, tapacubos, spoilers, cantoneras....
Los
termoestables hacen referencia al conjunto de materiales formados por polímeros unidos mediante enlaces químicos adquiriendo una estructura final altamente reticulada.
La estructura altamente reticulada que poseen los materiales termoestables es la responsable directa de las altas resistencias mecánicas y físicas (esfuerzos o cargas, temperatura...) que presentan dichos materiales comparados con los materiales termoplásticos y elastómeros.
Por contra es dicha estructura altamente reticulada la que aporta una baja elasticidad, proporcionando a dichos materiales su característica fragilidad.
Unos los parámetros característicos de los materiales termoestables es el punto de gelificación o punto de gel, el cual se refiere al momento en el que el material pasa de unestado liquido-viscoso a un estado sólido durante el proceso de reticulado, una vez se ha traspasado dicho punto de gelificación el material deja de fluir y no puede ser moldeado o procesado de nuevo.
A continuación pondré una serie de fotos y ejemplos de los termoestables más comunes.
Resinas epoxi: usados como materiales de pintura y recubrimientos, masillas, fabricación de materiales aislantes, etc...
Resinas fenólicas: empuñaduras de herramientas, bolas de billar, ruedas dentadas, materiales aislantes, etc...
Métodos de identificación de elementos plásticos en el automóvil
Los métodos más utilizados para realizar su identificación son:
- Por combustión
- Por el test de soldadura
- Por la documentación del vehículo desarrollada en microfichas
- Por el código de identificación incorporado a los materiales plásticos
La primera identificación consistirá en distinguir un material termoplástico de un termoestable o de un elastómero.
Los elastómeros se identifican fácilmente debido a sus peculiares características, ya que estos materiales se deforman con facilidad en cualquier dirección y cuando cesa el esfuerzo que provoca esta deformación recuperan rápidamente su dimensión o forma inicial.
Otros métodos de identificación:
Rotura/Flexión:
Si cortamos un fina tira del plástico con un cúter también podemos identificarles, si la tira después de cortarla se riza, es porque es de un termoplástico. y si la tira permanece recta, es porque es termoestable
Si la cuando rompemos un trozo de plástico, miramos en la brecha que se produce, podemos ver como es el plástico, en el caso de que sea duro y fibroso, es un plástico termoestable, si por el contrario, es blando y liso, es porque es un termoplástico.
Pirólisis:
Podemos hacerlo de dos formas, la primera para identificar si se trata de un termoplástico o un termoestable, y la segunda para saber dentro de los grupos, que tipo de plástico pertenezca.
Para hacer una identificación entre ambos debemos aplicarle calor al plástico (mejor a una muestra), si este se reblandece, es un termoplástico, si por el contrario, no se reblandece, sino que al aplicarle calor, se empieza a descomponer, es porque es un termoestable.
Con la identificación por pirolisis podemos diferenciar los distintos tipos de plástico, para ello solo debemos de coger una muestra del plástico y debemos de basarnos en su combustión para saber que material es, en el momento de la combustión debemos distinguir el olor, el color de la llama, el humo, si arde bien o no, etc...
A continuación os dejo una tabla para identificar los distintos tipos de plásticos mediante el proceso de la pirólisis.
Sensibilidad a distintos disolventes orgánicos:
Dependiendo de la sensibilidad a distintos tipos de disolventes, también podemos identificar los plásticos, ya que algunos se disuelven en ciertas sustancias, y otros no, por ejemplo, el ABS es sensible a la acetona, disolviéndose en ella, así por ejemplo es posible soldar con acetona piezas de ABS.
Podemos identificar además mediante otro método, como puede ser la disolución en gasolina, ya que por ejemplo, el policarbonato es sensible a esta sustancia.
Reparación de elementos termoplásticos
Grapado:
Esta técnica consiste en unir dos piezas de plástico mediante unas grapas, las cuales se insertan en el plástico a base de calor. Para ello se funden estas grapas metálicas en la zona en la que se va a unir el plástico y estas se calientan gracias a una resistencia térmica.
S inserta una grapa metalica en la termograpadora, la cual calienta la grapa por la resistencia que esta opone al paso de la corriente, y se poda encima de la grieta de forma perpendicular, de ese modo y mediante una suve presión (la grapa a de quedar en el centro del espesor del plástico), la grapa funde el plástico y se introduce en la zona dañada del plástico, haciendo asi que al enfriarse la zona quede reforzada. Dependiendo del tamaño de la grieta, se deben de colocar mas o menos grapas, y de unos tamaños u otros.
Soldadura:
La reparación de elementos plásticos por soldadura consiste en aplicar una fuente de calor hasta que los elementos a unir se encuentren en un estado pastoso, momento en el que el material de cada elemento se entrelaza para formar la unión. la unión se refuerza añadiendo material de aportación de la misma composición o de uno compatible.
Este método es muy similar al utilizado para los metales, ya que ambos se basan en el empleo de una fuente de calor, utilizan material de aportación y hasta las uniones se preparan de forma similar.
En algunas ocasiones, los golpes que reciben los plásticos no son causa de rotura de estos elementos, pero sí producen una deformación en la pieza que es posible recuperar aplicando calor de manera uniforme sobre la parte interna y externa del elemento y presionando. Esto es posible gracias a la cualidad que poseen los termoplásticos para variar su forma con el calor si se ha deformado o abollado ligeramente.
Adhesivos y rellenos:
En la reparación de los elementos plásticos de la carrocería se utilizan generalmente adhesivos de poliuretanos, o resinas epoxi.
Estos adhesivos, en combinación con imprimaciones específicas para plásticos, permiten ser utilizados para la reparación de todos los tipos de plásticos, tanto termoplásticos como termoestables.
También es preciso utilizar otra serie de herramientas y útiles de uso común, tales como elementos de fijación, útiles de conformado, máquinas auxiliares y lijas.
A través de este procedimiento, que es fácil de ejecutar, se pueden reparar tanto elementos defectuosos que han perdido pequeñas cantidades de material, como elementos con grietas o la restauración de pequeños elementos.
Bueno chavales, esto es todo por hoy espero que os haya quedado mas o menos claro.
Si teneis alguna duda no dudeis valga la rebundancia en hacermelo saber e intentare mejorar la explicación.
