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Tema 12: Materiales poliméricos: Plásticos.
1. Microestructura y propiedades de los materiales
poliméricos.
2. Los plásticos: tipos.
3. Procesos de fabricación y conformación.
4. Productos y compuestos poliméricos.
5. Normativa y aplicaciones..
Curso 2009-2010. Escuela Técnica Superior de Arquitectura.^ MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Profesor Gonzalo Barluenga Badiola
Objetivos Docentes del Tema 12:
- “Conocer la estructura y propiedades
tecnológicas de los materiales poliméricos
artificiales.
- Conocer los plásticos utilizados en construcción,
sus tipos, procesos de fabricación, productos y
compuestos, normativa, designación y
aplicaciones.”
Materiales poliméricos
- Constituidos por polímeros (estructura polimérica).
- Formados por enlaces covalentes y enlaces secundarios.
- Pueden ser naturales (celulosa) o artificiales (sintéticos).
- Los plásticos son materiales poliméricos artificiales que pueden ser conformados por presión o temperatura.
- Propiedades de los plásticos: Baja densidad y resistencia Son combustibles Se degradan por acción del sol y los agentes atmosféricos
- Sus propiedades se pueden modificar añadiendo al polímero otras sustancias (aditivos y adiciones).
Los polímeros
- Son macromoléculas (cadenas poliméricas) formadas por la unión de moléculas de menor tamaño que se conocen como monómeros.
- El proceso de unión se llama polimerización.
- Las cadenas pueden ser de Carbono (orgánicas) o de Silicio (inorgánicas, como la silicona).
n n^123 > 20^ MONOMERODIMEROTRIMERO^ POLIMERO
Copolímeros: Tipos
Copolímero aleatorio: Está formado por una disposición aleatoria de dos ó más monómeros.
Copolímero de injerto: Poseen una cadena principal de un solo tipo de monómero con ramas de otros monómeros.
Copolímero en bloques: Tiene bloques de monómeros del mismo tipo.
Estructura de la cadena: Tipos
Lineal: Se repite siempre el mismo tipo de unión.
Ramificado: Con cadenas laterales unidas a la principal.
Reticulado: Se forman enlaces entre cadenas vecinas.
Tipos de Materiales poliméricos
- Por su composición pueden ser Orgánicos (-C-C-C-) o Inorgánicos (-Si-Si-Si-, siliconas).
- Por su estructura y propiedades, se distinguen:
- Elastómeros: Ante una deformación, vuelven a la forma original cuando cesa la fuerza que la provoca.
- Plásticos: polímeros que, bajo condiciones apropiadas de presión y temperatura, pueden ser modelados. Tienen mayor rigidez que los elastómeros. Actualmente, contienen aditivos y adiciones que modifican sus propiedades (físicas y mecánicas). (Con un polímero pueden hacerse plásticos diferentes)
Materiales poliméricos elastómeros
- Tienen una estructura reticulada débil.
- Este tipo de estructura es la causa de la memoria de forma de los elastómeros (comportamiento elástico):
- Las cadenas pueden separase aplicando una fuerza.
- Una vez que la fuerza cesa, las cadenas vuelven a su posición original y el material recupera su forma.
Estructura de los polímeros termoestables
- Se forman cadenas que se enlazan entre sí, mediante enlaces primarios de tipo covalente.
- Forman estructuras poliméricas reticuladas:
Polimerización de un epóxido (termoestable)
Comportamiento térmico de los polímeros
- Las propiedades de los polímeros dependen de la temperatura.
- Al aumentar la temperatura se descomponen los enlaces secundarios (débiles) que unen las cadenas.
- A una cierta temperatura, dejan de comportarse como sólidos elásticos y se comportan como una goma (Temperatura de Transición Vítrea).
- A una temperatura mayor, los termoplásticos se funden en forma de líquido (Temperatura de Fusión).
- Los termoestables no tienen TF (se descomponen).
- Cuanto mayor es el grado de cristalización, la TTV y la TF están más cercanas.
Estado vítreo
Estado cristalino
Líquido Estado de goma
Temperatura
Volumen específico
TTV TF
En el enfriamiento de un material cristalino hay un cambio brusco en el volumen al pasar por el punto de fusión
Comportamiento térmico de los termoplásticos
En un material amorfo, a la TTV, hay un cambio en la pendiente de la curva del volumen específico frente a la temperatura
Comportamiento térmico de los termoplásticos
Fabricación de materiales plásticos
- El proceso consta de cuatro etapas:
- Materias primas: se fabrican a partir de productos orgánicos naturales (petróleo, carbón algodón, …)
- Síntesis del polímero básico: adición o condensación.
- Inclusión de aditivos y adiciones.
- Conformación del producto: Las técnicas empleadas dependen del tipo de plástico: Termoplásticos: se calientan y deforman por presión Termoestables: se conforman antes de que se produzca el entrecruzamiento de las cadenas.
Técnicas de conformación de plásticos
- Se distinguen dos grupos principales: Conformación continua: se obtienen productos de sección constante que se cortan posteriormente. Técnicas: Extrusión e Hilado. Conformación discontinua: se obtienen piezas de dimensiones fijas. Técnicas: Inyección y Moldeado.
- Espumado: Se incorporan agentes aireantes en el proceso de fabricación que aligeran el producto. (Permite utilizar técnicas continuas y discontinuas)
Conformación
continua
Extrusionado de láminas flexibles
Hilado de fibras
Conformación
discontinua
Moldeado por aire
Termo-moldeado (^) Inyección
Orientación de las fibras en composites
Refuerzos con fibras (composites)
Plásticos
reforzados con
fibras (composites)
Aplicaciones de plásticos en construcción
- Cerramientos y Particiones : Láminas de revestimiento, perfiles, carpinterías, acristalamientos y paneles.
- Revestimientos y pavimentos: Continuos o discontinuos
- Instalaciones: Tubos, canalizaciones, arquetas y registros, canalizaciones, encofrados, coquillas de aislamiento y cubiertas de conductores.
- Impermeabilización y barreras de vapor: Láminas flexibles incluidas en sótanos, cerramientos y cubiertas.
- Aislamiento térmico: Polímeros espumados en forma de placas (poliestireno) o proyectados en forma líquida (poliuretano y espumas fenólicas).
Aplicaciones de
plásticos en
construcción
Aplicaciones de plásticos
en construcción
Normativa de productos plásticos
- En aplicaciones vistas, deben cumplir con la normativa contra-incendios DB-SI (son combustibles).
- Los aislantes deben cumplir las Condiciones térmicas (DB-HE) y acústicas (DB-R)
- Los productos para instalaciones deben cumplir los Reglamentos de Instalaciones (REBT, RITE, …)
- Distintivos de calidad: Sello INCE, Marca AENOR
- Algunos productos requieren de marcado CE para su comercialización en la UE: Productos para Aislamiento térmico ( EPS, PU, FF) Productos para instalaciones hidráulicas y eléctricas
Tema 12: Materiales poliméricos: Plásticos.
1. Microestructura y propiedades de los materiales
poliméricos.
2. Los plásticos: tipos.
3. Procesos de fabricación y conformación.
4. Productos y compuestos poliméricos.
5. Normativa y aplicaciones..
