Resumen materiales poliméricos - Apuntes - Arquitectura , Resúmenes de Técnicas de Construcción Civil

¡Descarga Resumen materiales poliméricos - Apuntes - Arquitectura y más Resúmenes en PDF de Técnicas de Construcción Civil solo en Docsity! RESUMEN MATERIALES POLIMERICOS Monómero: compuesto molecular simple que puede unirse de forma covalente con otros para formar cadenas moleculares largas. Polímero: se producen por la unión de miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros formando enormes cadenas de las formas mas diversas. Un material polimérico es un material cuya estructura interna esta formada por polímeros. Polimerización: es un encadenamiento de las moléculas de los monómeros por uno o mas de los enlaces que estos tienen bajo la influencia del calor o de un catalizador. Homopolímero: son polímeros compuestos por monómeros idénticos. Copolímero: compuesto formado por dos monómeros diferentes polimerizados al mismo tiempo. alternantes.• Aleatorios.• De injerto.• Por ejemplo el cloruro de vinilo + acetato de vinilo Estireno + acrilonitrilo. Polimeros isomeros: polímeros con la misma composición en porcentaje pero con diferente colocación de los átomos o grupos de átomos. PLASTICO: material de peso molecular elevado que contiene como componente esencial una sustancia orgánica que en su estado final es un sólido y que en alguna de sus fases de formación pudo moldearse por fluidez. CRITERIOS PARA LA CLASIFICACION DE LOS M. POLIMERICOS: origen: − naturales como la seda, la celulosa, la lana, el algodón..• artificiales como la nitrocelulosa y el acetato de celulosa• sintéticos. plásticos• b) naturaleza: − de procedencia orgánica de procedencia inorgánica.• c) estructura − macromoléculas lineales. macromoléculas ramificadas.• Macromoléculas entrecruzadas o reticuladas.• d) configuración espacial: − isotacticos con la misma ordenación de las uni. Estructurales. 1 − sindiotacticos con ordenación alternada − atacticos sin ordenación e) aplicaciones: − termoplásticos − termoestables − elastómeros FUERZAS ENTRE LAS CADENAS POLIMERICAS Los polímeros tienen una excelente resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen. Esta atracción engloba enlaces interatómicos, fuerzas intermoleculares y fuerzas derivadas del enmarañamiento físico de las cadenas. La magnitud de las interacciones de las cadenas depende de: A − naturaleza de los enlaces intermoleculares: fuerzas de vanderwaals: dipolos transitorios (polietileno)• dipolos permanentes (poliéster)• enlaces de hidrógeno (nylon)• atracciones de tipo iónico (ionomeros)• B − peso molecular: al aumentar el peso molecular aumentan las fuerzas atractivas. C − cristalinidad: − empaquetamiento de las cadenas desordenado polímeros amorfos empaquetamiento regular −> polímeros cristalinos.• D − flexibilidad de las cadenas: se ve limitada por el tamaño y forma de los sustituyentes y por la estructura química del esqueleto. TIPOS DE POLIMEROS SEGÚN SUS APLICACIONES (POLIMEROS INDUSTRIALES) TERMOPLÁSTICOS: se reblandecen con el calor y una vez enfriados, si se someten nuevamente al calor, se les puede moldear nuevamente. En general son polímeros lineales y representan el 80% de los plásticos comerciales. TERMOESTABLES: son los que por efecto del calor, con o sin presión, al endurecer lo hacen de forma irreversible. En general son muy reticulados. ELASTÓMEROS: son resinas que al vulcanizarse con agentes químicos como el azufre, se obtienen materiales similares a la goma. Pueden ser deformados y recuperar su forma primitiva al cesar dicha fuerza. En general son poco reticulados. Vulcanización: reacción química que causa el cruzamiento de las cadenas poliméricas 2 (mejores características mecánicas) y la cerámica a la hora de usarse como envases, recipientes, maquinaria etc. Los grandes enemigos de los plásticos son: Disolventes que producen hinchamiento• Los ácidos y bases fuertes hidrolizan los grupos ester o amida• Los oxidantes fuertes producen oxidación y fisión de las moléculas poliméricas.• Ozono y rayos UV.• TERMOPLASTICOS POLIETILENO (PE) Se obtiene mediante polimerización por adición del etileno. Se considera el plástico mas ligero. − Tiene buenas propiedades mecánicas y eléctricas y poca absorción de agua. − Es casi impermeable, incoloro, insípido, inodoro, no toxico y poco traslucido. − También conserva sus propiedades a temperaturas muy bajas. − elevada resistencia a agentes químicos − fácilmente combustibles. POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD): fabricado a alta presión usando como catalizadores de la reacción iniciadores de radicales libres. Es mas flexible que el de alta densidad. Su estructura presenta muchas ramificaciones. • POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD LINEAL (PEBDL): fabricado a baja presión usando como catalizadores de la reacción los de tipo ziegler natta y con el buteno−1 de comonomero • c) POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD): fabricado a baja presión y en presencia de catalizadores tipo ziegler natta. Su estructura esta bastante empacada y apenas presenta ramificaciones por lo que es el mas rígido APLICACIONES DEL POLIETILENO EN CONSTRUCCIÓN: Como elemento auxiliar del hormigón colocándolo para facilitar desencofrados y tapándolo en presencia de altas temperaturas evitando que se arrebate. • Protección contra la intemperie bien para los trabajadores, bien protegiendo los trabajos.• En tuberías de conducción de agua de instalaciones sanitarias, red general de abastecimiento...• Geomembranas y geotextiles para protección de laminas de impermeabilización, bajo tarimas flotantes . • Espumas para recibir puertas, ventanas, realizar juntas de dilatación..• OTRAS APLICACIONES Envases• Plásticos para invernaderos• Fabricación de tetrabrick• Cuerdas, redes• Tuberías, mangueras.• Recubrimiento de cables eléctricos• 5 Poliuretanos (pur) Se obtiene por copolimerizacion del isocianato junto con el poliol Se pueden obtener diferentes productos con diferentes estructura: De estructura lineal dando lugar a un termoplástico.• De estructura reticulada dando lugar a un termoestable• Poco reticulado dando lugar a un elastómero• Sus principales propiedades son: excelente aislamiento térmico.• Resistentes al agua y a la intemperie• Buena resistencia química excepto con ácidos y bases concentrados y disolventes orgánicos• Con aditivos son difícilmente inflamables• PRINCIPALES USOS: Como pinturas en suspensión, dando plasticidad e impermeabilidad.• Como adhesivos.• Fibras textiles (lycra)• Como espumas aislantes.• TIPOS DE ESPUMAS: Las espumas (polimeros expandidos) son productos porosos, de baja densidad, obtenidos por dispersión de un gas en el interior de un polímero, bien sea termoplástico o termoestable antes de someterlo al proceso de endurecimiento Las propiedades de las espumas en general de la cantidad de poros que posea y del grado de reticulacion de las cadenas poliméricas. A mayor densidad hay menos poros y se consigue mayor resistencia mecánica RIGIDA: comportamiento mecánico entre frágil y tenaz y para usos con temperaturas entre − − 200 y +300 grados centígrados. • Se usa como aislante en construcción y en cámaras frigoríficas. FLEXIBLE: es un buen aislante acústico, permeable al aire y para uso en condiciones térmicas menos agresivas • Se usa en la industria del mueble, del automóvil como revestimiento de pavimentos. SEMIRRIGIDA: es un excelente amortiguador de impacto y muy buen aislante acústico.• Se usa mucho en la industria del automóvil para la construcción de parachoques y otras piezas, como suelas del calzado INTEGRAL: la piel externa es homogénea y la interior es espumada. Tiende a amarillear por lo que se suele pintar. Se suele reforzar con fibra de vidrio o refuerzos metálicos. • 6 Se usa en la industria de la electrónica, imitaciones de vigas de madera... POLICARBONATO (PC) Polímero obtenido mediante un proceso de condensación y adición de HCL Sus principales propiedades son: Propiedades físicas y mecánicas: magnifica trasparencia, resistente a altas y bajas temperaturas, gran dureza superficial y resistencia al impacto al ser muy tenaz • Propiedades químicas: poco higroscópico, resistente a grasas aceites y carburante, resistente al ozono y de resistencia limitada frente a la luz UV. Es atacado por amoniaco, h+ y OH− produciendo hidrólisis • APLICACIONES Vidrios de seguridad• Cristal para protección de luminarias• Parachoques de automóviles, faros..• Gafas de seguridad• Piezas de ordenador compact−disc• Se usa con aleaciones de diferentes resinas para fabricar lentes de contacto• POLICARBONATO CELULAR. Gran transparencia• Alta resistencia a productos químicos• Resistencia a la intemperie• Resistente a tracción y golpes• Arde con dificultad y se apaga solo• Muy ligero• Se usa para cubiertas trasparentes, claraboyas cabinas telefónicas de ducha, mamparas, tabiques.. Polimetilmetacrilato de metilo (pmma) Su nombre comercial mas conocido es el de PLEXIGLAS. Se obtiene por polimerización del metacrilato por la acción de la luz, calor u oxigeno. Es transparente, claridad excepcional y buenas propiedades ópticas. No sufre cambios con la temperatura. Se puede coser, taladrar, pulir. Buena resistencia a agentes químicos y agentes atmosféricos, siendo atacado por esteres, acetonas, ácidos orgánicos y álcalis Sus propiedades lo hacen apto para sustituir en numerosos casos al vidrio par la fabricación de lentes, lentillas, parabrisas, mirillas.... APLICACIONES EN CONSTRUCCIÓN adhesivos• revestimiento de paredes exteriores• 7 Señalización de carreteras.• Protección antichoque para iluminación de emergencia• PC reflectante para cubiertas que impide el paso del calor• Sistemas antiportantes para formación de estructuras para cubiertas y paredes• POLIÉSTER. Poliéster insaturado lacado para decoraciones.• Membranas monocapa armadas con fibra de vidrio para impermeabilizaciones.• poliéster +PUR para mangueras de aireación y transporte neumático• Poliéster insaturado reforzado con fibra de vidrio para decoraciones• Fibras de poliéster que sirven como armado de diferentes laminas de materiales poliméricos empleadas para impermeabilizaciones • Armaduras de poliéster con betún elastómero para impermeabilizaciones de cubiertas planas transitables, invertidas o rellenas de grava. • PE (POLIETILENO) Tela de PE con protección de aluminio como aislante térmico• Bolsa de embalaje con triangulito de distintivo• PS (POLIESTIRENO) extruido y expandido como aislante térmico.• Encofrados de PS expandido para cornisas de hormigón.• Laminas de espuma integral de PS para decoración, mobiliario...• EPDM ( ETILENO−PROPILENO) hueveras para drenaje.• PP ( POLIPROPILENO) césped artificial.• Tuberías para instalaciones de fontanería.• PUR ( POLIURETANO) Elastómeros, consiguiendo plásticos fuertes para ruedas, rodillos amortiguadores.• PUR + poliéster para mangueras de aireación y transporte neumático.• Resinas de PUR para la realización de objetos transparentes.• Espumas aislantes• Revestimientos laminares de elastómero de PUR.• Aislamiento acústico a base de espumas flexibles de PUR pegadas con cola sobre la fabrica (incluso espumas a base de PUR reciclado) • PET (POLIETILEN−TEREFTALATO) botellas trasparentes y coloreadas.• PVC (POLICLORURO DE VINILO) 10 Mangueras de aireación y trasporte neumático a base de PVC, PVC + FV.• Revestimientos laminares.• Espumas rígidas para maquetas, mobiliario, recubrimiento de paredes húmedas• PMMA (POLIMETIL−METACRILATO o también METACRILATO DE METILO) Laminas trasparentes, opacas o coloreadas para cubiertas, mamparas, plafones claraboyas, vitrinas, maquetas. • FV (FIBRA DE VIDRIO) vendas de velo fino para sellado de juntas y grietas y posterior pintado, para refuerzo de impermeabilizaciones a base de pinturas de caucho, poliuretano, betún asfáltico, mastico elastómero (SBS). • BETUN ASFALTICO. betún asfáltico oxidado + yute + tela de aluminio para impermeabilizaciones.• Con refuerzo de FV.• SBS (BETUN ELASTÓMERO). laminas para impermeabilizaciones con armaduras de poliéster, de FV.• NEOPRENO. juntas de dilatación.• ELASTÓMEROS − para mangueras de presión. MATERIALES COMPUESTOS Los materiales compuestos están formados básicamente por dos partes bien diferenciadas: la matriz, que sirve como base de los otros materiales, y los materiales reforzadores que serán de otra clase de material distinto de la matriz PLASTICO REFORZADO: es el nombre genérico dado a un material compuesto formado básicamente por una matriz de resina reforzada con la incorporación de fibras. Clases de materiales compuestos en construcción (composites) materiales reforzados con partículas: morteros, hormigones.• Materiales reforzados con fibras: de acero, de vidrio, plásticas.• Materiales laminados: laminas de distintos materiales unidos entre si a presión o con adhesivos a papel, tela, madera, FV • CLASES DE MATRICES. Termoplásticos: son solubles en solventes apropiados y fusibles bajo determinadas condiciones de temperatura: nylon, polipropileno, policarbonato, polietileno y abs (acronitrilo−butadieno−estireno) • 11 Termoestables: se caracterizan por su insolubilidad, inflexibilidad y alta rigidez: poliésteres, resina epoxi, y ester vinílicas... • La matriz tendrá que tener propiedades elásticas y plásticas, con una baja densidad. fibras: Se les exige: buenas características mecánicas: alta rigidez y alta tracción.• Estabilidad frente a agentes químicos.• Estabilidad al desgaste.• Compatibilidad química y de adherencia con la matriz polimérica.• Las fibras, antes de introducirse en la resina sufren un tratamiento que incluye un agente adhesivo y una resina en forma de película, que asegura la protección contra el agua y los daños producidos por los procesos de inyección. Clases de fibras. Fibras de vidrio: El vidrio es un material cerámico obtenido mezclando, por medio del calor, dos silicatos, siendo uno de ellos alcalino. En el proceso de obtención del vidrio, al producirse la fusión de la materia prima, se hace pasar el material por unas hileras par obtener finalmente las fibras de vidrio. Se comercializa en varios tipos: tejido, mat (fieltro de hilos) y roving (filtros formando una hebra). Aplicaciones: fachadas: paneles y placas.• Ingeniería civil: encofrados, trasporte de aguas y canales, muros anti ruido• Moldeados arquitectónicos• En sustitución del amianto como aislante.• Fibras de carbono: Las fibras de carbono se fabrica a partir de otro polímero, llamado poliacronitrilo (PAN), a través de un complicado proceso de calentamiento. Son a menudo mucho mas fuertes que el acero y por eso muchas veces se usan para sustituirlo. Etapas: carbonatacion.• Grafitizacion.• Tratamiento de la superficie: mejorando la adhesión de la fibra.• Tipos en función del tratamiento de calentamiento: Tipo 1: alta temperatura. La mas rígida.• Tipo 2: t. Media. La mas fuerte.• Tipo 3: T. Baja. Es la mas barata. Tiene menor rigidez pero buena resistencia.• 12