Materiales y Ecodiseño
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Luis Fernando Patio S.Clara Ins Barreto G.Maestra en materiales. UPB.
Caractersticas- Esenciales para la transformacin de otros aceros
y materiales de ingeniera.- Se clasifican como aceros de alta aleacin.- Deben tener dureza, resistencia, dureza en caliente,
resistencia al desgaste y tenacidad.- Todos requieren T.T. como endurecimientos y revenidopara prepararlos para su uso.
- Los altos niveles de elementos de aleacin son para:1. Mejorar la templabilidad.2. Reduccin de la distorsion durante el TT.3. Dureza en caliente.4. Formacin de carburos metlicos duros resistentes a
la abrasin.5. Tenacidad mejorada.
- Otros materiales utilizados para las herramientas sonlos aceros de baja aleacin, los aceros inoxidables, lasfundiciones de Fe y los cermicos.
Aplicacin
Aceros diseados para herramientas industriales decorte, dados, moldes, partes de maquinaria, y paraciertas aplicaciones especficas.
Aceros de herramientas
ALEACIONESFERROSAS
Mecanizado de un bloque de motor
Acero A2, rolado, contiene martensita (negra)y austenita retenida (blanca). 2% nital 500.X
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Aceros de herramientas
ALEACIONESFERROSAS
1. Aceros endurecidos al agua para herramientasW aceros de alto C.
2. Aceros para herramientas resistentes al choque
S aceros de C medio, bajo contenido dealeacin.3. Aceros para herramientas para labrado en fro
O Tipos de temple en aceite.A Tipos de contenido medio de aleacion y temple
del aire.D Tipos de alto C y alto Cr.
T1
M2
H11
D1
A2
O1
W1
S1
P20
L6
Ejemplo
0.7 4.0 1.0 18.0
0.8 4.0 5.0 2.0 6.0
0.4 5.0 1.5 0.4
1.0 12.0 1.0
1.0 5.0 1.0
0.9 0.5 1.0 0.5
1.0
0.5 1.5 2.5
0.4 1.7 0.4
0.7 0.8 0.2 1.5
C Cr Mn Mo Ni V W
Composicin tpica, %
65
65
55
60
60
61
63
50
40
45
T
M
H
D
A
O
W
S
P
L
HRCAISI
Dureza
Composicin y valores tpicos de dureza HRC para aceros de herramientas.
4. Aceros para herramientas para trabajo en calienteH H10 a H19 inclusive, tipos de base de Cr.
H20 a H39 inclusive, tipos de base de Tg.H40 a H59 inclusive, tipos de base de Mo.
5. Aceros para herramientas para alta velocidadT Tipos de base de Tg.M Tipos de base de Mo.
6. Aceros para herramienta para fines especialesL Tipos de bajo contenido de aleacin.F Tipos de C y Tg.
7. Aceros para moldes
P P1 a P19 inclusive, tipos de bajo C.P20 a P39 inclusive, otros tipos.
Designacin: (Uso especial o medio de enfriamiento que se utiliza).
Acero AISI S5. Austenizado a 540Cpor 8h, y templado en agua para
formar bainita (oscura).
2% Nital 1000 X.
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Aceros de herramientasDe alta velocidad HSS (T, M)
Propiedades
- Se formulan para alta resistencia al desgaste y altadureza en caliente.
- El Tg y el Mo son principales formadores de carburos- Contienen Cr y V.- Alto contenido de C (tendencia a formar carburos)conservando la tenacidad.
- El Mo es el ms usado por su costo.- El Co ofrece resistencia a las altas temperaturas.
Aplicacin
Herramientas de corte en procesos de maquinado comomachuelos, limas, cortadores de fresas, y en cojinetes
de aviacin en servicio pesado y alta temperatura.
Designacin tpica comercial
T1 - T15 Aceros rpidos con Tg para herramientas.
M1- M36Aceros rpidos con Mo para herramientas.ALEACIONESFERROSAS
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Aceros de herramientasPara trabajo en caliente (H)
Propiedades
- Contienen Cr, Tg, Mo y V (Formadores decarburos).
- Contenido de C por debajo del 0.65%. (Buena
tenacidad).- Existe una composicion especial para miembros
estructurales en aviacin suprsonica atemperaturas de 5500C por largos tiempos.
Aplicacin
Dados para trabajo en caliente, para forja,extrusin y dados para colado (fundicin).
Designacin tpica comercial
H11- H43Aceros para herramientas para trabajoen caliente.
ALEACIONESFERROSAS
Dados
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Aceros de herramientasPara trabajo en frio (W,O, A, y D)
Propiedades
- Aceros W, O, A se endurecen en agua, aceite y airecon un contenido de C (0.60 - 2.25%) para facilidad deendurecimiento.
- Aceros D (alto C y alto Cr - 12%). Buen endurecimientoal aire con excelente resistencia al desgaste.- Buena resistencia al desgaste.- Presentan baja distorsin.
Aplicacin
Dados para trabajo en frio: estampado de lminas metlicas,extrusin y forja. Dados para rolado de cuerdas y moldes deladrillo.
Designacin tpica comercialW2 - W7Acero para herramientas endurecido en agua
O1-O7 Acero para herramientas endurecido en aceite
A2 - A7 Acero para herramientas endurecido en aire
D1 - D7 Acero para herramientas con alto C y alto Cr.
Repujado
ALEACIONESFERROSAS
Laminado en fro
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Aceros de herramientasEndurecibles con agua (W)
Propiedades
- Alto % de C (0.60 - 2.25) y muy pocoselementos aleantes.
- Se endurecen por rpido enfriamiento en
agua.- Se limitan a aplicaciones a temperaturasbajas.
- Bajo costo.
Aplicacin
Dados o matriz de operaciones en frio.
Designacin tpica comercialW 2 - W 7 Acero para herramientasendurecido en agua.
ALEACIONESFERROSAS
Rolado de una lmina galvanizada
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Aceros de herramientasResistentes al choque (S)
Propiedades
- Contenido mas bajo de C ( 0.50%) que losW, O A para mejorar la tenacidad.
- La tenacidad aumenta con la disminucinde contenido de C.
- Poseen buen ductilidad inclusive a 60RC.
AplicacinCizallas para corte de metal y operacionesde punzonado y doblado.
Designacin tpica comercialS 1-S 5Acero para herramientas resistenteal impacto.
ALEACIONESFERROSAS
Acero para forja manual
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Aceros de herramientasPara molde (P)
Propiedades
- Tienen el contenido mas bajo de C de todos losaceros para herramienta.
- Despues del maquinado se carburizan paraincrementar su resistencia al desgaste.
Aplicacin
Moldes para transformar plsticos y hule.
Designacin tpica comercial ycomposicin
P1 - P20, PPTAceros moldeados de bajocarbono
Moldes de una inyectora deplstico
ALEACIONESFERROSAS
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Aceros de herramientasDe baja aleacin (L, F)
ALEACIONESFERROSAS
Propiedades
- Aceros L similares a los aceros W.- Altas cantidades de formadores de carburos
para incrementar al resistencia al desgaste.
- Aceros F, al C - Tg, tienen mayor cantidadde Tg (partculas de carburo de Tg).
Aplicacin
Herramientas de corte.
Designacin tpica comercial ycomposicin
F1-F3Acero para herramientas concarbono - tugsteno.
L1-L7Acero para herramientas de bajaaleacin para propsito especial.
Herramienta recubierta de carburo de tugsteno
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Aceros inoxidablesAustenticos
(18 % Cr 8%Ni)
40
40
4040
40
Elongacin, %Lb/pulg2 (Mpa)Fe Cr Ni C Mn OtrosTipo
73 17 7 0.15 2
71 18 8 0.15 2
69 19 9 0.08 261 23 13 0.20 2
65 17 12 0.08 2 2.5 Mo
Anlisis qumico, %
90,000 (620)
75,000 (515)
75,000 (515)75,000 (515)
75,000 (515)
301
302
304309
316
Resistencia a latensin
Caractersticas
- Son los de mayor resistencia a la corrosin. (Ni forma la faseaustenitica estable a temp. ambiente - estructura FCC, Fe tipo)
- Son de mayor uso y de alto $ (7 - 8 > que un acero ordinario)- No son magnticos.- Alta dctilidad.- Muestran endurecimiento por trabajo.- Existe posibilidad de corrosin intergranular al soldarse o enfriarse
lentamente de 870 a 6000C. (Paliativo = el % de C a 0,03 adicionarNb, ti, Cb, Mo y se conocen como Grados estabilizados).
Aplicaciones
Poyos de cocina, equipos de procesos qumicos y alimenticios, turbinasy partes de maquinaria textil.
ALEACIONESFERROSAS
Composicin y propiedades mecnicas
Acero inox. 316 expuesto al aire por3000 h a 870C.100X.
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Aceros inoxidablesFerrticos
(12 20 % Cr, bajo % C y 0 % Ni)
Caractersticas
- Su estructura permanece ferritica (BCC, hierro) en condicionesnormales de TT. (El Cr se comporta como un estabilizador de
ferrita).- Es imposible endurecerlos por enfriamiento rpido y revenido.- Son de bajo costo por la ausencia de Ni y toleran un bajo % de C- Magnticos.- Menos dctiles.- Menos resistentes a la corrosin por la presencia de carburos.- Se han desarrollados aceros con niveles mas bajos de C y N para
mejorar la resistencia a la corrosin.
Aplicaciones
Materiales de construccin, utensilios de cocina, equipamentos de
restaurantes, guarniciones de automviles, componentes demotores, calentadores.ALEACIONESFERROSAS
20
20
Elongacin, %Lb/pulg2 (Mpa)Fe Cr Ni C MnTipo
85 13 - 0.08 1
81 17 - 0.12 1
Anlisis qumico, %
60,000 (415)
60,000 (415)
405
430
Resistencia a la tensin
Composicin y propiedades mecnicas
Enfriador de vino para Alessi.
Partculas de austenita enferrita. Inclusiones metlicas
(manchas negras) 600X.
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Aceros inoxidablesMartensticos
18 % Cr, 0% Ni y Alto % de C
Caractersticas
- El C varia de 0,15 al 1%. Es posible obtener una estructura
martensitica por temple.- Se pueden T.T.- Son resistentes a la fatiga y se optimiza la resistencia, la tenacidad
y dureza.- No son tan resistentes a la corrosin como los austenticos y losferrticos.
- Magnticos.- La aleacin 440 C(16%Cr y 1% C) es la ms dura de losmartensticos resistentes a la corrosin. (Concentracin de carburos).
Aplicaciones
Vlvulas, cojinetes, cubertera, instrumental quirrgico y hojas para
rasurar.ALEACIONESFERROSAS
20
12
20
10
20
5
Elongacin, %Lb/pulg2 (Mpa)Fe Cr Ni C MnTipo
86 12 - 0.15 1
86 12 - 0.15 1
85 13 - 0.15 1
85 13 - 0.15 1
81 17 - 0.65 1
81 17 - 0.65 1
Anlisis qumico, %
70,000 (485)
120,000 (825)
70,000 (485)
140,000 (965)
105,000 (725)
260,000 (1790)
403
403 T.T.
416
416 T.T.
440
440 T.T.
Resistencia a la tensinComposicin y propiedades mecnicas
Instrumental quirrgico.
Islas de ferrita en una matrizde martensita templada. 200X
.
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Aceros inoxidablesEndurecibles por precipitacin17 % Cr, 7% Ni con bajos % de Al, Cu, Ti y Mo
Caractersticas
- Se fortalecen por endurecimiento por Precipitacin. (Formar partculas finaso precipitados que hacen ms duro y resistente un metal).
- Pueden tener estructura austenitica ( % de Cr y Ni) o martensitica( % Cr y Ni).- La resistencia a la corrosin y al esfuerzo se mantienen a temperaturaselevadas.- El endurecimiento en los martensticos se da por la precipitacin de Ti Cu yen los austenticos por la precipitacin de carburos.
AplicacionesElementos estructurales en la aviacin como engranajes, levas, ejes, piezas
de turbinas y en general en aplicaciones aeroespaciales.
ALEACIONESFERROSAS
14
Elongacin, %Lb/pulg2 (Mpa)Fe Cr Ni C CuTipo
86 16 4 0.15 4
Anlisis qumico, %
190,000 (1.311)17- 4PH
Resistencia a la tensin
Composicin y propiedades mecnicas
Tiempo
Tempera
tura
Endurecimiento por precipitacin
T. amb.
Airbus 321
Microestructura
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ALEACIONESNO
FER
ROSAS
Cafetera moka express.Diseador: Alfonso bialetti.1930-1933.
Material: Fundicin de aluminioendurecido superficialmente.
Aluminio y sus aleaciones
Caractersticas Al puro: =13 Kpsi Tiene conductividad elctrica y trmica. Es uno de los metales ms fciles de formar (ductil). Su resistencia a la corrosin es excelente.
Es un metal ligero, = 2.70 g/cm3, (1/3 del acero). Su relacin resistencia-peso es excelente. Posibilidad de soldar al bronce o estao. Laminacion hasta 0.00017 de espesor. Posibilidad de anodizado. Duraluminio: 4% de Cu y 0.5% Mn.
Bauxita(mezcla impura de Al2O3
y Al(OH)3).
Mineral del que seextrae
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones tpicas:
AlFCC1220 oF (660 oC)10 x 106 lb/pulg2 (69 x 103 MPa)Cu, Mg, Mn, Si y Zn.
Recipientes (latas), foil, conductoreselctricos, ollas y sartenes, partes para laconstruccin, aeroespacial, automotores.
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Aluminio y sus aleaciones
1XX.X-FGrupos de aleacion.Indica fundiciones de aluminio.Designaciones del tratamiento termico.
Tal como se fabrica; ningn tratamiento especial.
Endurecido por deformacin (aluminio forjado). H es seguida de dos dgitos, el primero indica un tratamiento trmico, siexiste; y el segundo, el grado de endurecimiento por trabajo remanente, por ejemplo:
H1 X ningn tratamiento despus del endurecido por deformacin; y X = 1 a 9 indica el grado de endurecimiento por
trabajo.Recocido para aliviar esfuerzos por deformacin y ductilidad mejorada; se reduce la resistencia al nivel ms bajo.
Tratamiento trmico para producir temples estables diferentes a F, H, u O, seguida de un dgito para indicar lostratamientos especficos; por ejemplo:
T1 Enfriado desde temperaturas elevada, envejecido naturalmente.
T5 Enfriado desde temperatura elevada, envejecido artificialmente.
T10 Enfriado desde temperatura elevada, trabajado en fri y envejecido artificialmente.
Solucin tratada trmicamente, se aplica a aleaciones que endurecen por envejecimiento en elservicio; es un temple instable.
F
H
O
T
W
DescripcinTemple
Designaciones de temple para aleaciones de aluminio.
Fotomicrografia de unaaleacion de aluminiocon 1% de Mg en peso.
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
Especificaciones de aluminio forjadas y en fundicin
1 XX.X
2 XX.X
3 XX.X
4 XX.X
5 XX.X
7 XX.X
8 XX.X
9 XX.X
1 XXX
2 XXX
3 XXX
4 XXX
5 XXX
6 XXX
7 XXX
8 XXX
Aluminio 99 % o mayor pureza
Aleacin de aluminio por elemento(s) mayor(es):
Cobre
Manganeso
Silicio y cobre yo magnesio
Silicio
Magnesio
Magnesio y silicio
Zinc
Estao
Otros
Cdigo parafundicin
Cdigo paraforjado
Grupo de aleacin
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Magnesio
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
MgHCP1202 oF (650 oC)7 x 106 lb/pulg2 (48 x 103 MPa).
Al, Th, Zr, Mn, Pb, Ag, Si, Sn y ZN.Aeroespacial, proyectiles, bicicletas,
protecciones de cadenas, equipaje,maquinaria de alta velocidad, manejo demateriales.
Mg puro es suave y se usa para proteccin galvanica. Se puede alear y tratar trmicamente para lograrresistencias comparables a las aleaciones de aluminio. Es un metal ligero ( = 1.74 g/cm3), es el metal estructuralms liviano.
El maquinado es relativamente fcil. Relaciones resistencia-peso comparables a las del Al. Facilidad de soldadura. Dificultad para trabajo en frio. Riesgo en la fundicin porque se combina con O2 y arde. Cuesta 20 veces ms que un acero al carbono.
Human powered vehicle.Diseador: Michael Burrows. 1995
Material: Aleacion de Mg, Al y TiPeso = 16 kg
Caractersticas
Mineral del que seextrae.
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
Forsterita
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98.0 1.3 0.2 0.1 0.4
91.0 8.5 0.595.8 1.2 3.0 Th
97.1 2.3 0.6 Zr
92.8 6.0 0.1 0.5 0.2 0.3 Cu
91.0 6.0 3.0
Mg Al Mn Si Zn Otros
Composicin tpica, %
Trabajado 35,000 (240) 10
Forjado 48,000 (330) 11Trabajado 41,000 (283) 10
Trabajado 38,000 (260) 4
Fundicin 32,000 (220) 6
Fundicin 29,000 (200) 6
AZ10A
AZ80AHM31A
ZK21A
AM60
AZ63A
Proceso Lb/pulg2 (Mpa) Elongacin, %Cdigo
Resistencia a la tensin
Letras claves usadas para identificar loselementos en las aleaciones de magnesio
AZ10APrincipales elementos de aleacion.
Indica las cantidades de los dos elementosal % ms cercano.Variaciones en la composicin.
Magnesio
Composicin y propiedades mecnicas de las aleaciones de magnesio
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
A aluminio (Al) P plomo (Pb)
E metales de tierras raras Q plata (Ag)
H torio (Th) S silicio (Si)
K circonio (Zr) T estao (Sn)
M manganeso (Mn) Z zinc (Zn)
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Cobre y sus Aleaciones
Bobina inductorade un taladro.
Calcopirita (CuFeS2).
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
CuFCC1981 oF (1083 oC)16 x 106 lb/pulg2 (110 x 103 MPa)Sn (bronce),Zn (latn), Al, Si, Ni y Be.Conductores y componentes elctricos,
municiones (latn), ollas y sartenes, joyera,plomera, aplicaciones marinas,intercambiadores de calor, resortes (Be-Cu).
Cu puro: conductividad elctrica y trmica, resistenciaa la corrosin y fcil de soldar (tuberas).
Las Aleaciones de Cu son ms pesadas que el Fe perotienen resistencia a la fatiga y al desgaste abrasivo quelas de Al y Mg.
Excelente ductilidad.
Alto valor decorativo. (El Cu puro es rojizo, Zn coloramarillo dorado y el Ni color plateado).
Resistencia a elevadas temperaturas.
Relacin resistencia peso.
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Junta detubera.
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
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Cobre y sus Aleaciones
Fotomicrografia de unlatn 70% de cobre30% zinc.
Fotomicrografia delbronce.
Maquina ExpresoDiseador: Pavoni, 1974
Materiales: Latn y bronce.
Bronce (90% Cu y 10% Sn) Tenaz. Resistencia al desgaste y a la corrosin,(cojinetes y engranajes). Otras aleaciones son: bronce al Al y al Si.
Latn (65% Cu y 35% Zn) Facilidad de trabajo en frio y maquinado. Costo: 8 a 14 > acero al C. Aleacin m es el Be-Cu (2% de Be). No produce chispa. Uso: resortes.
99.9998.0 1.7
80.0 20.0
70.0 30.0
92.0 8.0
70.0 30.0
70.0 30.0
Cu Be Ni Sn Zn
Composicin tpica, %
34,000 (235) 4570,000 (500) 45
42,000 (290) 52
44,000 (300) 68
55,000 (380) 70
55,000 (380) 45
84,000 (580) 3
C10100C17000
C24000
C26000
C52100
C71500
C71500
Lb/pulg2 (Mpa) Elongacin, %Cdigo
Resistencia a la tensin
Composicin y propiedades mecnicas de aleaciones de cobre
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
Luis Fernando Patio S.Clara Ins Barreto G.Maestra en materiales. UPB.
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Nquel y sus Aleaciones
JarraDiseador: Christian Dell, 1922
Aleacin de niquel.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
NiFCC2647 oF (1453 oC)30 x 106 lb/pulg2 (209 x 103 MPa)Cu, Cr, Fe, AlElementos de aleacin en aceros
inoxidables, laminado metlico en acero.
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Similar al Fe con = 8.9 g/cm3, es magntico.
Ni puro: se usa para resistencias a la corrosin y a temperaturas.
Moneles (65% Cu 30% Ni): resistencia mecnica, dilatacin trmica, facilidad de soldar, laminar y forjar.
Invar(36% Ni 63% Fe):, se usa en patrones de longitud.
Permaloy (78.5% Ni 21.5% Fe): permeabilidad magnetica, se usaen cables submarinos.
Aleacin Ni Cr: Estas aleaciones no se tornan quebradizas atemperaturas criognicas, poseen resistencia a la traccin y a la fatiga
a temperaturas moderadas.
Pentlandia (Fe, Ni)9S8.
AL
EACIONESNO
FER
ROSAS
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-
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Nquel y sus Aleaciones
99.9
99.0 0.2 0.3 0.2 0.2 C,S
66.8 30.0 2.5 0.2 0.5 C74.0 16.0 0.5 8.0 1.0 0.5
52.8 22.0 3.0 0.4 0.4
Ni Cr Cu Fe Mn Si Otros
Composicin tpica, %
50,000 (345) 50
67,000 (462) 47
80,000 (550) 4095,000 (655) 40
125,000 (860) 47
270
200
400600
230
Lb/pulg2 (Mpa) Elongacin, %Cdigo
Resistencia a al tensinComposicin y propiedades mecnicas de las aleaciones de nquel
AL
EACIONESNO
FER
ROSAS
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Estao
Tiene un punto de fusin todava ms bajo que elplomo. Resistencia.
Buena ductilidad. Dureza. Proporciona resistencia a la corrosin. Es apto para la conservacin de alimentos.
ALE
ACIONESNO
FERROSAS
SnHCP449 oF (232 oC)6 x 106 lb/pulg2 (42 x 103 MPa).Plomo, cobre.
Bronce, soldadura blanda, latasde estao.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones tpicas:
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Casiterita (SnO2).
Lata deestao.
Candelabro 1928.Diseador:Reed y Barton.
Material: Estao
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Candelabros.Diseador: Jos Maria Olbrich.
1901. Material peltre pulido
Plomo
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
PbFCC621 oF (327 oC)3 x 106 lb/pulg2 (21 x 103 MPa).Estao, antimonio.Soldadura blanda, plomera (soldadura
de tubos), cojinetes, municiones,metales tipogrficos, pantallas contrarayos X, acumuladores y amortiguacinde vibraciones.
Es un metal denso con un punto de fusin. Resistencia. Dureza.
Buena resistencia a la corrosin. ductilidad. Los principales elementos de aleacin son el estao y elantimonio. La aleacin Pb -Sn es conocida como Peltre.
ALE
ACIONESNO
FERROSAS
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Soldadura deplomo
Galena (PbS)
Bateria de plomo.
Vitrales.
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Titanio y sus Aleaciones
99.8 0.2
89.6 6.0 0.3 4.090.0 8.0 1.0 1 Mo
84.3 6.0 0.8 0.8 6.0 2 Sn
Ti Al Cu Fe V Otros
Composicin tpica, %
35,000 (240) 24
145,000 (1000) 12143,000 (985) 15
155,000 (1007) 13
R50250
R56400R54810
R56620
Lb/pulg2 (Mpa) Elongacin, %Cdigo
Resistencia a la tensin
Composicin y propiedades mecnicas de aleaciones de titanio
AL
EACIONESNO
FER
ROSAS
Silla de ruedas CarnaDiseador: Kazuo KawasakiMateriales: aleacin deTi.
Aleacin Ti + (6% Al y 4% V)
- Son T.T.- Alta resistencia mecnica.- Alta tenacidad.- No se pueden soldar.
Aplicaciones
Prtesis de cadera, muroscontra incendios, ruedas yestructuras de trenes deaterrizaje, paletas y discosde motores de reaccin.
Aleacin de Ti -(13% V, 11% Cr y 3% Al)
- Son T.T.- Son ms resistentes que la.
Aplicaciones
Sujetadores de alta resistencia,armazones y soportes.
Aleacin de Ti-(5% Al y 2.5% Sn)
- No son T.T.- Buena ductilidad.- Buena resistencia a lacorrosin y oxidacin.- Conservan su resistencia aaltas temperaturas.
Aplicaciones
Estructura de giroscopios,vlvulas hidrulicas y tubosde forma compleja.
Ti-6Al-4V ndulos demartensita formados a
temperaturas >840C. 100X
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Titanio y sus Aleaciones
Frank GheryMuseo Gugenheim Bilbao.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
TiHCP3034 oF (1668 oC)17 x 106 lb/pulg2 (117 x 103 MPa).
Al, Sn, Va, C y Mg.Componentes de motores de propulsin a
chorro, aplicaciones aerospaciales, prtesis eimplantes, componentes marinos, tanquespara la industria qumica.
Posee excelente resistencia a la corrosin. coeficiente expansin trmica. Resistencias hasta de 200,000 psi. Relacin resistencia-peso. Dificultad para trabajar y soldar.
Desempeo a temperaturas altas. Densidad de 4.505 g/cm3. Se forma una capa protectora de TiO2 que da unaexcelente resistencia a la corrosin y a la contaminacinpor debajo de 535 C. Costo: 100 veces > que un acero al C, y 5 veces > que
un acero inoxidable.
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Rutilo (TiO2) e ilmenita (FeTiO3).
AL
EACIONESNO
FER
ROSAS
Guante Ti
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Zinc y sus Aleaciones
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Elementos de aleacin:Aplicaciones tpicas:
ZnHCP786 oF (479 oC)13 x 106 lb/pulg2 (90 x 103 MPa).
Al, Mg, Cu.Hierro y acero galvanizado, fundicin endados, elemento de aleacin en el bronce.
Esfalerita (ZnS)
AL
EACIONESNO
FER
ROSAS
Caractersticas
Mineral del quese extrae
Su punto de fusin lo hace atractivo como unmetal de fundicin. El termino acero galvanizado se refiere al acero
que ha sido recubierto con Zn, para protegerlo delos ataques de la corrosin.
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Zinc y sus Aleaciones
95.6 4.0 0.25 0.04 0.1
93.4 4.0 2.5 0.04 0.191.0 8.0 1.0 0.02 0.06
70.9 27.0 2.0 0.02 0.0798.9 1.0 0.01
Zn Al Cu Mg Fe
Composicin tpica, %
41,000 (283) Fundicin en dados
52,000 (359) Fundicin en dados54,000 (374) Aleacin para fundicin62,000 (425) Aleacin para fundicin
33,000 (227) Aleacin para laminado
Z33520
Z35540Z35635
Z35840
Z45330
Lb/pulg2 (Mpa) AplicacinCdigo
Resistencia a al tensin
Composicin, resistencia a la tensin y aplicaciones de las aleaciones de Zinc
ALE
ACIONESNO
FERROSAS
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Metales preciosos
Plata
ALE
ACIONESNO
FER
ROSAS
Frutero ovaladoDiseador: Josef Hoffmann, 1917.
Material: plata.
Caractersticas
Mineral del quese extrae
AgFCC1762 oF (921 oC)Subproducto de la explotacin del CuLos metales preciosos no se aleangeneralmente.Monedas, joyera, artculos de mesa, yfotografa.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Minerales principales:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones:
Cristal de nitrato de plata enuna pelcula fotogrfica
El oro y el platino son mscostosos que la plata.
Pierde brillo y se corroe con el
tiempo. Alto lustre o brillo.
Su conductividad elctrica es.
El cloruro de plata es sensible a
la luz. (material fotogrfico). Luis Fernando Patio S.Clara Ins Barreto G.Maestra en materiales. UPB.
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Metales preciosos.
Oro
ALE
ACIONESNO
FER
ROSAS
Caracteristicas.
Mineral del quese extrae
AuFCC1945 oF (1063 oC)Granito, cuarzo y sulfuros metlicos.Los metales preciosos no se aleangeneralmente.Para chapeado de otros metales,contactos elctricos (bornes debatera) y joyera.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Minerales principales:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones:
Es uno de los metales ms pesados.
Se puede formar facilmente, ductilidad (con 30 gr sehace una lmina de 1mt2).
Se alea con Cu y Ag para mejorar su dureza.
Su color amarillo le aade valor.
conductividad y resistencia a la corrosin (esinalterable por el agua o el aire).
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Metales preciosos
Platino
ALE
ACIONESNO
FER
ROSAS
Caractersticas
Mineral del quese extrae
PtFCC3216 oF (1769 oC)Esperilita.Los metales preciosos no se alean
generalmente.Tubos de escape catalticos (automvil),
joyera, industria qumica, termopares,instrumental quirrgico, contactoselctricos, como patrn de peso y enmonedas.
Smbolo:Estructura cristalina:
Temperatura de fusin:Minerales principales:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones:
La Pt > Au. Es bastante blando ( = 4 - 4.5 gr/cm3). Es inalterable.
Es ms escaso que la plata.
Es ms valioso que el Au y la Ag.
Se descubri en 1735 en Colombia. Convertidores cataliticos
Monedas
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Metales refractariosMolibdeno
Smbolo:Estructura cristalina:Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Mineral del que se extrae:Elementos de aleacin:
Aplicaciones tpicas:
MoBCC4730 oF (2619 oC)47 x 106 lb/pulg2 (324 x 103 MPa).Molibdenita (MoS2).TZM (pequeas cantidades de titanio ycirconio menores del 1 % en total).
Escudos contra el calor, electrodos parasoldadura por resistencia elctrica, dadospara trabajos a altas temperatura, partespara cohetes y motores de propulsin achorro. Tambin se usa como elemento dealeacin en los aceros y las
superaleaciones.
ALE
ACIONESNO
FER
ROSAS Caractersticas
Tiene un alto punto de fusin y es relativamente denso, rgido yfuerte.
Se usa tanto el metal puro (99.9 + %Mo) como la aleacin. El Mo y sus aleaciones poseen buena resistencia a altas
temperaturas. Forma carburos duros y estables que se usan para herramientas
de corte otorgando resistencia al desgaste y la friccin.
Mineral del que seextrae
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Metales refractariosTantalio
Caractersticas
Es resistente a la corrosin (excepto al cido sulfrico) atemperatura ambiente.
Reacciona con todos los gases excepto los inertes a temperaturaarriba de 300oC en los bulbos electrnicos.
t = 50000 psi (a temperatura ambiente).
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
TaBCC2996 oC27 * 106 lb/pulg2
TantalitaSe usa como metal puro y comoelemento de aleacin, en el acero.
Uniones y placas seas en cirugas,bulbos electrnicos, y en lasherramientas de corte en forma decarburos de Ta.
Smbolo:Estructura cristalina:Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Mineral del que se extrae:Elementos de aleacin:
Aplicaciones tpicas:
Mineral del que seextrae
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Metales refractariosTungsteno
Caractersticas
Tiene el punto de fusin ms alto entre los elementos
Es el ms rgido y duro de todos los metales puros. Forma un oxido voltil cuando se calienta en presencia de O. conductividad trmica [(0.4 Cal/cm2sec) /oC/cm]. Alambre de = 18 * 10-3 in tiene unt = 264000 psi
ALEACIONESNO
FER
ROSAS
WBCC6150 oF (3400 oC)59 x 106 lb/pulg2 (407 x 103 MPa).Scheelita (CaWO4),Wolframita [(Fe, Mn)WO4].Se usa como metal puro y como
elemento de aleaciones, pero muy pocasaleaciones se basan en el tungsteno.Filamentos de lmparas, partes demotores de cohetes y aviones deretropropulsin, electrodos parasoldadura por arco, abrasivos,
herramientas de carburo de tungstenoWC.
Smbolo:Estructura cristalina:Temperatura de fusin:Mdulo de elasticidad:
Mineral del que se extrae:
Elementos de aleacin:
Aplicaciones tpicas:
Herramienta de corte de carburo detungsteno.
Mineral del que seextrae.
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Superaleaciones
Caractersticas- Categora que sobrepasa los aleacionesferrosas y no ferrosas.
- Se basan en Fe, Ni, Co.
- Son $.
- A altas temperaturas de servicio (1100C)conservan:
resistencia mecnica (Dureza en caliente,
termofluencia y t).Resistencia a la degradacin superficial.
Aplicaciones
Turboreactores y motores de cohetes, turbinasde vapor, plantas nucleares de energaelctrica.
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Qu son los plsticos?
Es un compuesto que consiste encadenas moleculares largas y cadamolcula esta hecha de unidadesrepetitivas que se conectan entre s,basadas en el elemento carbono.
Propiedades generales:
Posibilidad de diseo con geometraintrincada.
Buena relacin resistencia peso.
Alta resistencia a la corrosin.
Son dielctricos pero tambin puedenser conductores.
Menor energa de procesamiento.
Posibilidad de transparencia u opacidad.
Acabado superficial ptimo y buenaposibilidad de coloracin (metalizado).
Participacin en el mercado:termoplsticos 70% y elstomeros ytermofijos el 30%.
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Cmo se obtienen los polmeros?
SalMadera
AzufrePiedra calizaPetrleoGas natural
Agua
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Polimerizacin
Definiciones bsicas
Mero: subunidad repetida en la cadena del polmero, n.
Monmero: molculas simples enlazadas en formacovalente en cadenas largas.
Polmero: molcula de cadena larga formada por lasunidades del monmero. Ej: el PE C2H4
H H CC H H
H H CC H H
H H CC H H
Polimerizacin
Proceso qumico donde los monmerosse combinan en polmeros molecularesde cadena larga.
H H C C H H
H H C C H H
n
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Orgen de los polmeros y su
transformacin
Mero omeros
Polimerizacincalor o presin
Polmeropellets
Extrusinfibras
Fibrasinttica
Carpa defibra textil
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Reacciones de sntesis de los
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Reacciones de sntesis de lospolmeros
Polimerizacion poradicin
Polimerizacion por
condensacin
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Grado de polimerizacin y
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Grado de polimerizacin ypeso molecular
El peso molecular, PM del polmero es la suma de lospesos moleculares de los meros en una cadenarepresentativa. (las cadenas no tiene la misma longitud
porque la polimerizacin es aleatoria).
A mayor PM mayor ser la longitud promedio de la cadena.
El PM vara entre 10.000 y 10.000.000.
Viscosidad
Resistencia a la tensiny al impacto
Peso molecular, gradode polimerizacin
Polmeroscomerciales
10.000 10.000.000
Propie
dad
El grado de polimerizacin, GP sirve para expresar eltamao de una cadena.
Es la relacin del PM del polmero al PM de la unidadrepetitiva.
Ej: para el PVC, con un PM = 50000, tenemos:
GP = PM / peso del mero = 50.000/62.5 = 800
300.000300.000
100.000
15.000
40.000
10.0003.000
1.500
120
200
PolietilenoPoliestireno
PVC
Nylon
PC
PMGPPolmero
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C i t li id d
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Cristalinidad
Cristalinidad: Consecuencia delempaquetamiento molecular de las cadenas.
La cristalinidad depende de la composicinquimica del monomero y del procedimientoseguido en la polimerizacin.
Grado de cristalinidad: relacin entre la partecristalina y el polmero total. En el PELD es del
55% y en el PEHD = 92%.
El grado de cristalinidad afecta las propiedadesmecnicas y la Tg del polmero.
La cristalinidad de un polimero es consecuencia
del empaquetamiento molecular de las cadenas.
Estructuramolecular del PE
Disposicin de las cadenas en planos cristalinos
Imagen microscpica deesferulitas a partir de un polmerofundido
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E t l id d
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IsotcticaAlta resistencia
Mayor punto de fusinCristalinaQuebradiza
AtcticaSuave y con poco uso comercialBajo punto de fusin
AmorfaIrregular
Sindiotctica
Resistente en el sentidolongitudinal de la cadena
CHCH2CHCH2CHCH2
CH3 CH3 CH3
CH3CHCH2CHCH2CHCH2
CH3 CH3
Se refiere a las diferentes configuraciones o disposiciones de lossustituyentes en el espacio. Tambin se llama tacticidad oisomerismo.
Estereoregularidad
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CH3 CH3
CHCH2CHCH2CHCH2CH3
Estructura de los
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Homopolmero: unidades de un solo monmero.
Copolmero: unidades de dos monmeros.
Terpolmero: unidades de tres o ms monmeros.
Estructura alternante
Estructura injerto
Estructura de bloque
Estructura al azar
Estructura de lospolmeros
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Posibilidades de encadenamiento
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Flexible
Inflexible
Flexible
Noramificado
Desalineado
Flexible
Enlazado
Desalineado
Inflexible
Noramificado
Desalineado
Inflexible
Noramificado
Alineado
Noramificado
Ramificado
Enlazado
Alineado
Desalineado
Posibilidades de encadenamiento
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Clasificacin de los polmeros
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Clasificacin de los polmerosTermoestablesTermoplsticos Elastmeros
Natural
Butadieno BR
Butlico PIB
Policloropreno CR
Etilen-propilnico EPDM
Isopreno IR
Butadieno-acrilonitrilo NBR
Silicona VMQ
Estireno-butadieno SBR
Elstomeros Termoplsticos TPE
Resinas fenlicas PF
Resinas amnicas
- Ureicas UF
- Maleicas MF
Resinas polister insaturado UP
Resina epoxi EP
Poliolefinas- Polietileno PE- Polipropileno PP
Polmeros vinlicos- Policloruro de vinilo PVC
Polmeros de poliestireno- Poliestireno PS
- Estireno-acrilonitrilo SAN- Acrilonitrilo-butadieno-estireno ABS
Polmeros acrlicos- Polimetilmetacrilato PMMA- Poliacrilonitrilo PAN- Policarbonato PC- Polieteltereftalato PET
Poliamidas y poliaramidas PA Poliolefinas fluoradas PTFE
Crastin PBT Zenite LCP Hytrel TPE
Delrin POM Zytel PA
Poliestireno PS Poliolefinas PO Poliuretanos PU
EspumasPolmeros deingeniera
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Clasificacin de los polmeros
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Segn su polaridad
Alta polaridad
Mediana polaidad
Baja polaridad
No polaresSegn su aplicacin:
Estandar, comodities o polimeros de masa
Plasticos tcnicos o polimeros de franja intermedia
Plasticos especiales o tecnopolimeros o polimeros de ingenieriaPlasticos de altas prestaciones o superpolimeros
Clasificacin de los polmeros
Modificacion de los
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Rellenadores Plastificantes Colorantes Lubricantes
Retardadores deflama
Antiestticos Agente encadenantetransversal
Absorbentes UV
Modificacion de losplsticos. aditivos
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Comportamiento trmico de
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plos plsticos
Temperatura
Polmerosamorfos
Polmerosparcialmentecristalinos
Volume
n
espe
cfico
Tg Tm
Enfriamientorpido
lento
265
265
265
137
115
-176
239
327
212
-
57
150
73
-90
-110
105-14
100
-90
87
-73
Nylon 6,6
Policarbonato
Polister
PEHD
PELD
PolimetilmetacrilatoPolipropileno
Poliestireno
Politetrafluoretileno
Cloruro de polivinilo
Hule
Tm (C)Tg (C)Material
Los polmeros amorfos como el PMMAy el PC tienen Tg pero no Tm.
Los polmeros parcialmente cristalinoscomo el PE y PA, se contraensignificativamente.
Los polmeros amorfos a bajas temperaturasson duros, rgidos y frgiles y vidriosos, y atemperaturas elevadas son semejantes alhule.
La temperatura a la cual ocurre la transicin sedenomina temperatura de transicin vtreaTg.
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Comportamiento mecnico de
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plos plsticos
Esf u
erzo
Rgido y frgil(melamina,fenlicos)
Tenaz y dctil(ABS, PA)
Blando y FlexiblePE, PTFE
Resis
tenciaa
l
impacto
Temperatura
Deformacin
Esfuerz
o
Las molculas estnsiendo orientadas
mm
C
Curva carga - elongacin del policarbonato.
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Polietileno (PE)
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( )
Tubera
Propiedades generales:
- Menor resistencia, dureza y rigidez con respecto a los otros plsticos.- Buen aislamiento elctrico.- Gran dilatacin trmica ( PELD).- El PE puede ser transparente, translcido u opaco.- Resistencia excelente frente a cidos, aceites y grasas.- Resistencia moderada a hidrocarburos y productos oxidantes.
- Es el plstico estndar ms importante con altas cotas de produccin y de bajo costo.
TE
RMOPLSTICO
Usos:
- Lminas planas y tubulares, perfiles macizos y huecos.- Revestimientos de tanques qumicos.- Botellas, frascos (cosmtica, productos qumicos, detergentes).- Cajas para el transporte de botellas de bebida, latas, garrafas.- Tapas de contenedores de alimentos.- Vasos, baeras para bebe, botellas para soluciones de transfusin.- Bolsas de basura, de mano, de compra, de leche.- Csped artificial, juguetera infantil. Tabla de cortar HDPE
Lmpara Super G
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Etileno / Acetato de vinilo (EVA)
-
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( )
Propiedades generales:
Al aumentar el acetato de vinilo:- Disminuye la rigidez y dureza y la resistencia a la deformacin por calor.- Se disminuye las propiedades de aislamiento elctrico.- Mejora la resistencia a la tensofisuracin y a la intemperie.- Empeora la resistencia qumica.
- Se incrementa la absorcin de agua.- Disminuye la cristalizacin y aumenta la densidad.
Al disminuir el acetato de vinilo:- Aumenta la resistencia a la traccin y la capacidad de alargamiento- Aumenta la resistencia al impacto y la flexibilidad- Aumenta la transparencia y el brillo.
El E/VA en muchos casos compite con el PVC plastificado.
Usos:
- Lminas, laminas para embuticin, tubos normales y flexibles, perfiles.- Forrado de cables (alto % de negro de humo).- Juntas adhesivas magnticas.- Envases para ultra congelados para pan, bolsas, botellas.- Planchas de insonorizacin. (Relleno de 40% de mica).- Chanclas para bao, Bomba para bao, Pelotas, muecas.
TE
RMOPLSTICO
Carrito EstndarEnzo Mari
Envoltura protectora
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Polipropileno (PP)
-
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p p ( )
Propiedades generales:
- Es ms recio, ms duro y absorbe mayor esfuerzo que el PE.- Las piezas de pared delgada pueden ser traslcidas otransparentes.- Su temperatura mxima de uso se sita en los 150 oC.
- Su densidad es menor que la del PE-LD. (0.900 gr/cm3)- El PP, al igual que el PE, es dielctrico, con muy buenaresistencia qumica.- Existen tres variedades, el PP isotctico, sindiotctico yatctico, y en su orden las propiedades mecnicas y la Tf vande mayor a menor. Lmparas de polipropileno
Tapn de baera Mr. Suicide
TE
RMOPLSTICO
Usos:
- Utensilios esterilizables para hospital.- Bisagras tipo film.- Pelculas para empaques.- Sillas.
- Componentes para el interior del auto.- Estuches para cintas de video.- Cuerdas para la agricultura.
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Policloruro de vinilo (PVC)
-
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lmpara
Propiedades generales:
- Despus de la polimerizacin, se realiza preestabilizacin concarbonato sdico y antes de la transformacin se adicionan
estabilizadores trmicos para evitar el deterioro o degradacinpor el calor.- Amorfo.- Fcil de colorear.- Buena resistencia mecnica, rigidez y dureza.- Su resistencia al impacto es mucho menor con respecto a losotros termoplsticos (es resistente a partir de los 15 C). Se
considera un material relativamente quebradizo.- Por debajo de los 20C, se pueden adicionar modificadores deimpacto para darle resistencia.- Es un material muy verstil disponible en muchas formas.- Impermeable.- Los aditivos pueden proporcionarle una gran gama de
propiedades.- Es el segundo polmero mas usado en el mundo.
TE
RMOPLSTICO
Cortina bao
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Policloruro de vinilo rgido (PVC-U)
-
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Contenedor
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Su temperatura de uso continuo entre -5 y +65C y tolera puntas hasta de 75 C.- La dilatacin trmica es media.- Se pueden fabricar artculos transparentes eligiendo la materia prima adecuada.- Al someterse a flexin presenta huella blanca (lnea blanca en la zona de doblez).- Se puede teir.- No se debe utilizar como aislante en frecuencias altas.
- Buena resistencia a cidos, bases, hidrocarburos alifticos, aceites, grasas y alcoholes. No resiste ahidrocarburos aromticos, clorados, cetonas y steres.- Dado el alto contenido de Cl, el PVC es autoextinguible: sin necesidad de otros aditivos.- Si se estabiliza debidamente, el PVC resiste a los elementos atmosfricos.
Usos:
- Lminas planas y tubulares, planchas.- Perfiles macizos y huecos, tubos ondulados y espirales.- Aparatos y tuberas para la industria qumica.- Bombas para cido.- Tubos de transporte neumtico.
- Botellera, laminas de envase.- Tarros, tubos, codos, grifos para suministro de agua y gas.- Persianas, tacos, zcalos.- Lminas y perfiles para el sector del mueble.- Instrumentos de dibujo.- Tarjetas de crdito, artculos de oficina.- Envases farmacuticos. Luis Fernando Patio S.
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Policloruro de vinilo plastificado (PVC-P)
-
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Tubo flexible luminoso
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- El ndice de eficacia de un plastificante es la cantidad necesaria para bajar la temperatura defragilizacin, (intervalo de temperaturas en la que un termoplstico elstico, flexible y resistente alimpacto, se convierte como consecuencia del enfriamiento, en un material rgido, duro y quebradizo).- El PVC plastificado no resiste a la llama, y por tanto no es autoextinguible.- Es de baja resistencia mecnica.
- Posee alta flexibilidad y extensibilidad y buena resistencia al impacto.- Su temperatura de uso continuo entre -50 y -70C con puntas hasta 100 C.- Alta dilatacin trmica.- El aislamiento trmico es mas bajo que el de PVC rgido, pero soporta la C.A de uso domstico.- Presenta una absorcin de humedad mayor que el PVC rgido.- Para el sector alimentario, juguetes y confeccin, se requiere el uso de plastificantes inocuos.
Usos:
- Tubos flexibles y elementos de amortiguacin.- Lminas plastificadas y semirgidas.- Enchufes, regletas, tubos flexibles y cintas aislantes.- Mangos de motocicleta y bicicleta, forros para autos.
- Juntas para ventanas.- Pavimentos sintticos.- Lminas decorativas, cortinas de ducha.- Calzado, guantes, impermeables, maletas, carteras.- Mangueras de jardn, cspedes artificiales.- Artculos inflables, pelotas, juguetes, muecas.- Bolsas para almacenar sangre o lquidos de transfusin. Luis Fernando Patio S.
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Poliestireno (PS)P i d d l
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Propiedades generales:
- Liquido transparente, muy mvil y de olor dulzn; se almacena coninhibidores debido a que tiene gran tendencia a reaccionar consigomismo o con l oxigeno del aire.- Es amorfo, frgil y forma parte de los plsticos estndar.- Resistencia mecnica del PS es media. Su rigidez es elevada, sudureza media y baja resistencia al impacto.
- Temperaturas de uso continuo entre 10 y + 50/70C.- La dilatacin trmica es media.- Es completamente transparente, posee superficie brillante.- Buenas propiedades de aislamiento elctrico, pero por debajo del PE.- Su absorcin de agua es escasa, no resiste a la intemperie.
TE
RMOPLSTICO
Usos:
- Lminas biorientadas (envases para termoformado), planchas.- Envases desechables para alimentos (yogurt, pastelera), caf, productoscosmticos, medicamentos, juguetera y herramientas.- Tarros, empaques para huevos, envases para mantequilla.
- Saleros, azucareros, tapas transparentes para tortas.- Estuches de joyas, imitaciones de pedrera y cristal, bisutera.- Pinzas para ropa interior, ganchos.- Bases de cepillo, cubiertos desechables, bolgrafos, estuches para bolgrafos.- Cajas para clasificacin, instrumentos de dibujo, estuches para cartas.- jeringuillas desechables, caja de pastillas y pipetas.
Cajas desechables
Luis Fernando Patio S.
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Estireno acrilonitrilo (SAN)P i d d l
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Esparcidor de especies en polvo
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Copolmero de estireno con acrilonitrilo.- Amorfo.- Es transparente pero con una tonalidad ligeramente amarilla que puedecontrarrestarse con colorante azul.- Las temperaturas de uso van de 20C a 85C.- Resiste a los hidrocarburos alifticos y los aceites minerales en
contraposicin al PS, pero no a los hidrocarburos aromticos ni a loshalogenados.- Alta resistencia al rayado.- Buena estabilidad trmica.- Se deja colorear fcilmente.
Usos:
- Perfiles y tubos.- Zcalos de lmparas.- tiles domsticos.
- Filtros de caf, piezas de frigorfico.- Bolgrafos.- Envases farmacuticos.
Cepillo de dientesPhilippe Starck
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Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
-
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Usos:
- Carcasas de telfonos, televisores, aparatos de radio, calculadoras,cmaras fotogrficas, maquinas de oficina, relojes, pulsadores de estos
aparatos.- Mquinas de afeitar.- Carcasas de aspiradoras, accesorios de maquina de cocina y demuebles, sillas, cepillos dentales elctricos.- Cascos de motociclista y de seguridad, maletas, juguetes, instrumentosde deporte.
Abridor para latas can Can
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Es un sistema de dos fases. Un armazn de copolmero estireno acrilonitrilo con unas partculasincrustadas de caucho butadieno acrilonitrilo.- Presenta buena compatibilidad con otros termoplsticos. se comercializan las siguientes mezclas:
ABS + PVC = auto extinguible y mejor resistencia al impacto.ABS + PC = gran resistencia al impacto a bajas temperaturas.
- Su resistencia al impacto es diez veces mayor que la del PS homopolmero.
- El intervalo de temperatura es de 45C y 85C con puntas por poco tiempo hasta 100C. La dilatacintrmica es entre media y alta.
La resistencia qumica es similar a la del SAN, con resistencia a la intemperie menor.Las piezas de ABS metalizadas poseen mejor resistencia a al intemperie.El ABS pertenece al grupo de los termoplsticos tcnicos, dentro de los cuales es el que disfruta de
mayor numero de ventas.
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Polimetilmetacrilato (PMMA)
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Encendedor de mesa Bruce
Esparcidor de azcar
TE
RMOPLSTICO
Usos:
- Lentes y tapas de reloj.- Cristales antibalas, acristalamiento de pabellones deportivos.
- Cabinas de duchas.- Filtros de TV.- Paneles publicitarios.- Luces de seal de transito.
Propiedades generales:
- Duro y rgido.- Brillante y con la claridad del vidrio (an en grandes espesores).- Incoloro, se puede teir en colores traslucidos y opacos.- Baja resistencia al impacto (6 veces menor que la del vidrio normal).
- Mediante tratamiento, la superficie adquiere buena resistencia al rayado.- Dilatacin trmica media.- Excelente resistencia a la intemperie y al envejecimiento trmico.- Una vez encendido sigue ardiendo.- No resiste cetonas, hidrocarburos clorados ni steres.
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Poliacrilonitrilo (PAN)
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Cobertor
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Muy rgido.- Poca resistencia a la luz solar.- No se deja colorear fcilmente.
- Entre el 35% y el 85% se utiliza como fibra textil (ropa que no se
arruga), con una alta resistencia a la rotura y buena resistenciaqumica.- Secan muy rpido.- Absorben aproximadamente el 12% de la humedad y se utilizanpara paales.- Acriln: de fcil teido.
- Orln: para los cobertores.
- Por encima del 85% es la base para las fibras de Carbono.
Fibra de carbono
Fibra textil. piyama.Luis Fernando Patio S.Clara Ines Barreto G.Magister en materiales U.P.B
Policarbonato (PC)
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Lmina de PC
TE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Resistencia mecnica, dureza entre media y alta.- Excelente resistencia al impacto.- Las superficies son susceptibles de pulido.-Temperatura de uso continuo 100 y +135C con puntas de 145 C.- Se puede esterilizar hasta 10000 veces sin cambio de propiedades.
- Buena resistencia a la termofluencia.- Es transparente y se puede colorear.- Aislamiento elctrico medio.- Resiste a cidos diluidos, carburantes, aceites y etanol.- No resiste a bases, cidos concentrados, cetonas, steres, metanol.- Absorcin de humedad media.
- Resistente a la intemperie y al envejecimiento trmico.
Usos:
- Planchas, varillas, perfiles.- Tubos, laminas, fibras pticas.
- Carcasas de telfono, carcasas para piezas y mquinas de oficina.- Cmaras fotogrficas, proyectores, relojes, partes de microscopio.- Elementos para transmisin de luz, aspas de ventiladores.- Cubiertos, mquinas de caf, filtros, reglas.- Compact disc, cassettes de video, marcos de diapositivas.- Bolgrafos, biberones, jeringas desechables, se usa como barniz paraventanas y puertas. Luis Fernando Patio S.
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Polietilentereftalato (PET)
-
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Bola de boliche
Botellas de cerveza
MillerTE
RMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Es traslcido, y al moldearse por soplado se vuelve transparente.- Muy baja permeabilidad al gas.- Caractersticas organolpticas (no pasan los olores).- No necesita muchos aditivos.- Cuando se arruga no regresa a su estado original.- Excelente estabilidad dimensional.- Buena resistencia a los qumicos.- Fuerte y durable, buena resistencia al impacto.- Es uno de los polmeros ms reciclados.
Usos:
- Envases para bebidas.- Empaques para alimentos.- Productos elctricos.
- Fibras sintticas.- Utensilios para microondas.- Cintas de audio y video.
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Poliamida (PA)Propiedades generales:
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Abrebotellas Diabolix
Hervidor de aguaMichael Graves
TERMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Rgido.- Traslcido.- Alta resistencia al impacto y a la traccin.- Absorben agua fcilmente, hay que secar el material antes de procesarlo.- Resistente a combustibles, aceites, grasas y ala mayor parte de los solventes.- Bajo coeficiente de friccin.
- Puede ser esterilizado por vapor.- Cuando el material se encuentra en fibra tiene memoria de forma.
- Poliamidas aromticas (polmeros liotrpicos):
Nomex, alta resistencia al calor y a la llama Kevlar, cristalino, resistencia a la traccin mayor que cualquier fibra
Usos:
- Engranajes, cremalleras, tubera de presin.
- Cojinetes (especialmente para maquinaria de procesamiento dealimentos).- Fibras sintticas (vestuario).- Utensilios de cocina.- Conectores elctricos.- Tuercas y tornillos.
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Politretrafluoretileno (PTFE)
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Calentador a velas Brasero
Exprimidor juice salifPhilippe Starck
TERMOPLSTICO
Propiedades generales:
- Tienen Fluor como sustituyente.- Semirgido.- Traslcido.- Buen comportamiento mecnico.- No son adhesivos.- Bajo coeficiente de friccin.- Superior resistencia qumica.- Estabilidad a temperaturas bajas (-160C) y altas (260C).
Usos:
- Recubrimientos (planchas, sartenes, lavamanos).- Juntas, empaques.
- Aplicaciones mdicas y elctricas para altas y bajas temperaturas.- Cinta para sellado de roscas.- Cojinetes.
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Polioximetileno (POM)
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Mezclador BRAUN
TERMOPLSTICO
Propiedades generales:
Resistencia a la traccin (6000 Newtons) y presin de trabajo de1250 Newtons. rigidez (dureza + tenacidad). Hay grados resistentes a los rayos UV, tipos de baja friccin y
desgaste y grados tenaces y supertenaces. (>tenacidad que el PET yel PC).Resistencia al impacto a bajas temperaturas ( -40C).resistencia a la fatiga. resistencia a la abrasin y a los disolventes, gasolina, aceites,grasas y jabones.No es higroscpico.
Se produce en varios colores y no necesita acabados superficiales.Satisface las normas europeas para estar en contacto con alimentos.Se moldea fcilmente en formas complejas con ciclos cortos y rpidastcnicas de montaje. (tolerancias de precisin).Estabilidad dimensional y es autolubricanteBuena respuesta acstica (efecto mnimo sobre el paso del sonido)
Usos:
- Carcasas de procesadores de alimentos, para bombas de agua.- Piezas de precisin para telfonos, radio, televisores.- Tornillos, herrajes, bisagras, piezas para cerradura.- Protsis de mano.
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Polibutilentereftalato (PBT)
-
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TERMOPLSTICO
Propiedades generales:
Propiedades mecnicas y fsicas. (rigidez, dureza, tenacidad yresiliencia)Resistencia a la temperatura, a la friccin y al desgaste.
Estabilidad dimensional.Resistencia a los rayos UV y a la humedad. ( absorcin de agua).Resistencia a los productos qumicos como las acetonas.
Aporta un excelente aislamiento elctrico.Facilidad de transformacin por su alta fluidez con ciclos deproduccin cortos en maquinas de inyeccin convencionales.
Posibilidad de diferentes acabados: soldadura, fijacin, pegado,impresin, pintado, estampacin por calor e impresin por lser.Excelente acabado superficial y resistencia al rayado.Facilidad para ser coloreado.
Usos:
- Rodillos, rodamientos, resortes,cadenas, tornillos.- Platos para microondas, tapas de freidoras.- Herrajes de muebles, asas, pomos, botones, cintas de embalar.
Lego. Reloj con pulsera enTPE y anillos intercambiables
en PBT.
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Polmero de cristal liquido (LCP)
P i d d l
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Chaleco de seguridad. Fibrasde kevlar
TERMOPLSTICO
Propiedades generales:
Alta Tenacidad y resistencia mecnica en un amplio rango detemperaturas.Bajo peso especfico.Resistencia a la fatiga.Estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia a altas
temperaturas.Baja expansin trmica.Excelente difusin de calor. resistencia dielctrica en un amplio rango de temperaturas detrabajo.Facilidad de transformacin.Pequea contraccin de moldeo.
Se usa para piezas de precisin.Alineacin de molculas en estado fundido segn el flujo. ndice defluidez.Resistencia a los agentes qumicos: cidos concentrados, bases ehidrocarburos.
Usos:
- Componentes electrnicos- Conectores miniaturizados de transmisin de lneas digitales encelulares.- Radomes: aviones no detectados por radar.- Fibras pticas.
Bobinas para ordenadorporttil.
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Termoestables
-
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T
ERMOESTABLE
Propiedades generales:
- Adquieren un estado final reticulado tupido que es insoluble e incapaz de volver a fundir.
- La reticulacin espacial = La reaccin qumica (curado) durante el moldeo.
- Alta posibilidad de usar rellenos y refuerzos.- Naturaleza amorfa.
- Buena rigidez y dureza.
- Sensibles al impacto (paliativo = refuerzos o elastmeros).
- Alta estabilidad trmica. Temperaturas de uso 80 y 2000
C ( Picos de 3000
C).- Bajas velocidades de produccin (lminas no son viables).
- Buena impermeabilidad a olores y aromas.
- Procesos de transformacin: prensado, moldeo por transferencia, colada, (Inyeccin en menor grado).
Prepolmero PolmeroCurado o endurecimiento
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Aminoresinas o resinas aminicas
-
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T
ERMOESTABLE
Resinas melamnicas MF
Propiedades generales:
- Reaccin de melamina con formaldehido.
- Resinas incoloras. No se amarillean a alta temp.- Propiedades > UF (< absorcin de humedad,> resistencia a manchas y al calor, > dureza).
- Costo frente a las UF.- Admiten cargas celulosicas para productosmoldeados.
Usos:
Vajillas de mesa , laminados de alta calidadFormica, pegamentos, revestimientos de telas.
Resinas ureicas UF
Propiedades generales:
- Reaccin de formaldehido + urea.
- Subproducto de la reaccin = H20.
- Resistencia al rayado y propiedadesmecnicas.
- Estabilidad al calor, a la limpieza, a la luz ydimensional.
- No imparten sabor u olor.
- Se obtienen variados colores.Usos:
Adhesivos para aglomerados y maderasenchapadas, carcasas de secadores, juguetes,bandejas, elementos elctricos.
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Epxicos (EP)
-
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Propiedades generales:
- Todo se les pega -[R CH CH2]-.- Son muy costosas.- Tienen anillos que reaccionan con materiales como
fenoles, cidos o aminas que atacan el grupo epoxi.- Propiedades mecnicas, la resistencia a la intemperie y
la resistencia qumica.- Son medianamente txicas.
Usos:
Adhesivos, materia prima para los compuestos(fibra de carbono), recubrimientos para barcos y tuberas.
T
ERMOESTABLE
Poscurado
t
T
Curado
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Fenlicos (PF)
-
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T
ERMOESTABLE
Propiedades generales:
- Tambin llamados Fenoplastos.- Se clasifican en dos grupos:
1. Baquelita o resol: Exceso de formol (perilla,ceniceros de automviles, perfiles, mangos de sartn,carcasas, pastillas de frenos, adhesivos).
2. Novalaca: Exceso de fenol (barnices y laca.- Rigidez y dureza.- Resistencia a la temperatura (aproximadamente
200oC).- Excelente comportamiento al fuego.- Absorcin de humedad.
- Desventaja: desprendimiento de color y olor por lo queno se deben utilizar para estar en contacto con alimentos.
% de carga
Propiedades mecnicas
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Polister insaturado (UP)
Propiedades generales:
-
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Propiedades generales:
- Son soluciones viscosas que se pueden disolvercon estireno. Se pueden agregar cargas de relleno yhacer materiales de moldeo.- Se han desarrollado resinas ecolgicas con pocatendencia a la evaporacin.- La resistencia mecnica es media, su resistencia alimpacto es alta en la medida que se utilicen enespesores delgados.- Dilatacin trmica media.- Pueden ser transparentes, translcidos u opacos.- Baja resistencia a alcoholes y al agua caliente.- Resisten a la luz solar con aditivos UV.
- Desventaja: el estireno se evapora y es nocivo einflamable.
Usos:
En plsticos reforzados para fabricar tanques,
cascos de botes, carroceras, paneles deconstruccin.Las resinas alqudicas se utilizan en pinturas,barnices y lacas.
T
ERMOESTABLE
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Resinas de Vinilster (VE)
-
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Propiedades generales:- Estructura Intermedia entre los UP y EP.- La resistencia mecnica y la qumica es muy alta que los UP.- La resistencia al impacto.- La resistencia al cido clorhdrico es un 37%.- Soportan temperaturas hasta de 125C. Sumergidas en un
medio cido slo hasta 70C
Usos:
- Tubera y depsitos qumicos.- Palos de esqu.- Partes de motor (Culatas).- Mstil de velero.- Gel coats.
T
ERMOESTABLE
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ElastmerosSon materiales que presentan importantes niveles de deformacin reversible debido a susreticulaciones fsicas o qumicas, tridimensionales, de estructura poco tupida, existente entre
-
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reticulaciones fsicas o qumicas, tridimensionales, de estructura poco tupida, existente entre
cadenas moleculares contiguas.
Propiedades generales:
- La Tg esta por debajo de la temp. ambiente permitiendo movilidad entre las cadenas.- Amorfos en condiciones normales, sin fuertes interacciones moleculares entre cadenas.
- Propiedades en funcin de la naturaleza qumica (grados de entrecruzamiento).- Las cadenas se mantiene unidas por reticulacion (vulcanizacin).- Son necesarios los aditivos para mejorar las propiedades (acelerantes, antidegradantes ycargas).
Gomas
(antes de reticular)
Caucho natural(ltex o poliisopreno)
Elastmeros sintticos
Elastmerospermanentes Elastmeros reversibles(elastmeros termoplsticos)
Caucho:
Reticulados
Clasificacin
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Caucho natural2.
-
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La produccin del caucho
Plantacin: se extrae el ltex de los rboles hevea brasiliensis con un procedimiento llamado sangrado.
El ltex lechoso se introduce en un tanque de tratamiento en el que el lquido comienza a coagularse ysolidificarse.
En una trituradora de cilindros, se prensa en forma de lminas llamadas creps.
El caucho es ahumado, secado y embalado para su distribucin a los fabricantes.ELASTOMEROS
1. 3.
1.
2.
3.
4.
4.
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Elastmeros sintticos
1.
-
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La materia prima es un producto obtenido en la destilacin del petrleo.
Por polimerizacin, se obtiene el ltex de caucho sinttico.
Se fabrica en estado liquido y por secado y prensado se comercializa en forma de bloques.
Es un material que imita en su estructura y comportamiento el caucho natural.ELASTOMEROS
2.
3.
1.
2.
3.
4.
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Caucho natural (NR)
Propiedades generales:
-
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E
LASTMEROS Recoleccin del ltex
La obtencin del caucho natural comienza con la recoleccin del ltex, una sustancia blanca y lechosaen forma de suspensin producida por las clulas de diversas plantas.
Mediante un corte inicial y retirando selectivamente la corteza, un rbol de caucho produce anualmentealrededor de 1,8 kg de caucho en crudo.
Propiedades generales:
- Material blando y elstico.- Tendencia a cristalizar por estiramiento, ( propiedadesmecnicas y una tenacidad sin cargas).- Admite plastificantes para mejorar su conformado.- Miscibles en otros cauchos ( IR, SBR, BR, NBR, EPDM).
- Se puede vulcanizar su resistencia a la fatiga.- Sensible a la oxidacin y al ataque del ozono.- Resistencia en fro (-500C).- Se hincha en contacto con: gasolina, aceites minerales,hidrocarburos aromticos y halogenados.
Usos:
Muelles, suelas de zapatos, soportes antivibraciones,tapones, tuberas, neumticos (condiciones severas defuncionamiento) de tractores, aviones y automviles decarreras.
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Caucho de butadieno (BR)
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Propiedades generales:
- Segundo tipo de caucho ms importante.- Se polimeriza con catalizadores de Ziegler - Nafta.- Se preparan por polimerizacin en solucin.- Elevada resiliencia.- Resistencia a la abrasin an en fro.- Las grietas se propagan rpidamente.- En su formulacin contienen: antioxidantes, antiozonantes,
cargas (negro de humo) y agentes de autoadhesin.- Se hinchan en presencia de aceites, grasas, disolventes
hidrocarbonados.
- Resistencia a la humedad.- Puede ser aditivo de otros cauchos: BR + SBR (50%).- Resistencia a la abrasin, tendencia al agrietamiento
por fatiga.
Usos:
Cubiertas de neumticos, bandas transportadoras,correas, mangueras, juntas y otras piezas de automvil.
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Magister en materiales U.P.BE
LASTMEROS
Caucho de estireno- butadieno (SBR)
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E-SBR- Copolmeriza al azar- No cristaliza por estiramiento.
- Baja resistencia sin cargas.- Aditivos: Emulsiones de aceite y negro dehumo.
- Sufre menos a la reversin y laprevulcanizacin que otros cauchos.
- Requiere niveles de carga que el NR yresistencia a la abrasin
- Muy competitivo.
Propiedades generales:Segn la polimerizacin hay: E-SBR elaborados por emulsin y S-SBR elaborados por suspensin.
S-SBR- El monmero se encuentra disuelto en unsolvente orgnico.
- Se controla a voluntad la polimerizacin.
- Se obtienen productos muy puros (98%).- Vulcanizado con S y acelerantes y por perxidos.- Copolmero por bloques y al azar.- Miscible en NR, IR y BR.- Sensible al ozono, se requieren ceras y/oantioxidantes.
- Resistencia a la abrasin con cargasreforzantes que el NR.
Usos:Ruedas de bicicletas, gomas de mascar o chicle, bandas transportadoras, suelas de calzado, alfombras,ligantes para las pinturas, recubrimiento de frenos, en las bateras como separador de placas, etc.
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Magister en materiales U.P.BE
LASTMEROS
Propiedades generales:
Caucho butlico (PIB)
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- Isobutileno copolimerizado con pequeas cantidades de isopreno (-1000C).- Buena capacidad de amortiguamiento.- Buena resistencia al calor as como al envejecimiento.- Apropiada combinacin de impermeabilidad al aire y a los gases.- Puede cristalizar por estiramiento.- Presenta inercia biolgica y qumica.
Usos:
Tapas para la industria farmacutica y alimenticia, cmarade aire de llantas, mangueras para radiadores.
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Magister en materiales U.P.BE
LASTMEROS
Propiedades generales:
Elastmeros termoplsticos (TPE)
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Propiedades generales:
- Llamados elastmeros Reversibles porque su reticulacinqumica o fsica es reversible (Cadenas unidas por unionesfsicas = Enlace covalente).- Comportamiento de uso de un elastmero.- Comportamiento de fusin de un TP.
- Se forman copolimeros en bloque (Segmentos elsticos +segmentos rgidos).- % Alargamiento < Elastmeros permanentes.- No se recupera totalmente la forma inicial al cesar la carga.-Se prescinde de la vulcanizacin.-El Hytrel es el TPE comercializado por Dupont de mayor uso
comercial.
Clasificacin:
1. Elastmeros termoplsticos poliestireno TPE - S2. Elastmeros termoplsticos polister TPE - E
3. Elastmeros termoplsticos poliuretano TPE - U4. Elastmeros termoplsticos poliamidaTPE - A5. Elastmeros termoplsticos poliolefina TPE - O
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Magister en materiales U.P.BE
LASTMEROS
Caucho de Policloropreno (CR)
-
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Propiedades generales:- Comercialmente conocido comoNeopreno (Dupont).- Vulcanizado: Se realiza con xidos metlicos de Zn yMg o azufre.- = 1,23 y 1,25 g/cm3.- Buenas propiedades mecnicas.
- Resistente a disolventes hidrocarbonados y esautoextingible.
- Muy resistente a condiciones ambientales y al ozono.- til en un amplio rango de temperaturas.- Puede copolimerizar con cido metacrlico(formulaciones de adhesivos y recubrimientos) y
acrilonitrilo (ligantes para asbestos).
Usos:
Juntas de dilatacin en autopistas o puentes, tubos ymangueras, adhesivos y sellantes.
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Magister en materiales U.P.BE
LASTMEROS
Caucho de etilen-propilnico (EPDM)
-
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Propiedades generales:
- Es el tercer tipo de caucho mas empleado.- Derivado del etileno y propileno en catalizadores Ziegler Nafta.
- Vulcanizado mediante perxidos (EPM) oS (EPDM).- resistencia al envejecimiento ( temperaturas y compuestosqumicos).
- = 0.860 g/cm3 (muy baja).- Acepta alto % de carga ( propiedades mecnicas).- Resistencia al vapor de agua y al ozono.- Material dielctrico.
Usos:
Juntas de puertas y ventanas, instalaciones de calefaccin,aislamientos de cables de alta y media tensin y en
impermeabilizantes y cubiertas.
Juntas de parabrisas y lunetas
Cables de alta tensin
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LASTMEROS
Caucho de isopreno (IR)
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Propiedades generales:
- Es el componente ms cercano al caucho natural, pero no tiene igual regularidad.
- Se vulcaniza con S (azufre).- Se logra por polimerizacin coordinada con catalizadores Ziegler - Nafta.- Menor resistencia en crudo antes de vulcanizar.- Mejor comportamiento a bajas temperaturas que el caucho natural.- Presenta menor deformacin remanente por compresin y menor histresis. (recuperacinde propiedades).
- Mejores propiedades como aislante elctrico sobre todo en humedad.- Es de alto costo.
Usos:
Industria automovilstica, llantas, juntas, calzado y bandas transportadoras.Luis Fernando Patio S.Clara Ines Barreto G.
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LASTMEROS
Caucho de Butadieno - Acrilonitrilo (NBR)
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Propiedades generales:
- Conocidos como caucho nitrilos o nitrlicos.- Polimerizacin en emulsin a bajas temperaturas (5 - 8 oC).- Resistencia a los disolventes hidrocarbonados, en especial a aceites y solventes.- Se disuelve en: acetona, steres y aminas.
- Baja permeabilidad al aire y otros gases.- Debido al acrilonitrilo se logra ganar resistencia a la abrasin, dureza y resistencia al calor.- Baja resistencia al ozono y a la intemperie.- Buenas propiedades mecnicas, como traccin, compresin, flexin.- Moderado envejecimiento.- Buena adhesividad al acero.
Usos:
Mangueras, mangos, juntas, diafragmas, saturantes de papel,acabados de textiles y pieles, adhesivos, ligantes de fibras no tejidas.
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LASTMEROS
Caucho de Silicona (VMQ)
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Propiedades generales:
- Se vulcaniza mediante perxidos.- No se requiere ni de coagentes para la vulcanizacin ni de antidegradantes.- Se emplean cargas reforzantes y diluyentes.- Extraordinaria resistencia al calor.- Debido a su gran flexibilidad se cargan con slice amorfa, cuarzo en polvo y caoln.- Resistencia a hidrocarburos.- Resistencia a la intemperie y al ozono.
- Buenos aislantes trmicos, autoextingibles.- Tienen biocompatibilidad y son inocuos.
Usos:
Prtesis e implantes quirrgicos, revestimientos de cables y articulos deportivos.Luis Fernando Patio S.Clara Ines Barreto G.
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LASTMEROS
Aditivos para los elastmerosAcelerantes:Aumentan la velocidad de vulcanizado.
/ R A i bi d
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Activadores/ Retardantes:Accin combinada paracontrolar la vulcanizacin.
Antidegradantes:Antioxidantes o antiozonantes.
Cargas: Reforzantes como el negro de carbono y el
negro de humo.
Cargas inorgnicas: Slice, Caoln, talco.
Plastificantes: dureza y la rigidez . Se mejora laincorporacin de componentes.
Colorantes y pigmentos.
Elastomero ultravioleta.
Colorantes y pigmentos.
Reticulacion de caucho con azufre
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LASTMEROS
Plasticos EspumadosProceso de produccin de un espumado
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1. Partir de un material (Prepolimero lquido de bajo PM) TP y se calienta hasta obtenerconsistencia termoplstica.
2. Se generan burbujas por aportacin de gas o la incorporacin de un hinchante en elmaterial liquido. (Se usan aditivos como estabilizadores, reguladores de tamao de celdilla,
colorantes)3. La espuma se consolida por enfriamiento y en el caso de TEpor reticulacion yenfriamiento.
La Gasificacin se hace de dos modos:
1. Gases: aire comprimido, N, Anhidrido carbonico2. Hinchantes.
Fsicos: Aportan gas por evaporacin. Son liquidos de bajo puntode ebullicin y se evaporan facilmente.
Ej. hidrocarburos alifticos, clorados o fluorclorados. (CFCdeterioran la capa de ozono)
Quimicos: Generan gases por descomposicin. Son compuestosque desprenden gases (CO2, CO,N2,NH3).
Ej. azodicarbonamida y cido citrico con bicarbonato sdico.Luis Fernando Patio S.Clara Ines Barreto G.
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Clasificacin
Espumas livianas = 10 100 Kg/m3
Plsticos espumados
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Espumas livianas = 10 - 100 Kg/m3.Aplicacin: aislamiento termico, embalaje, flotadores, relleno decavidades.
Espumas pesadas = 100 - 1000 Kg/m3.
Aplicacion: espumas para sandwich en laminados e insumos
para la construccion.
Estructura de celdilla1. Poro abierto: Poros comunicados. Se usan en insonorizacin.2. Poro cerrado: Uso en aislamiento termico y absorben energiade impacto.
3. Poro mixto: Poro abierto + cerrado.Tamao del poro1. Microscopico: < 0.5 mm2. Fino: = 1mm3. Grueso: < 2mm de
Propiedades mecnicas1. Espumas rgidas: su resistencia es 1/ al contenido de poro.Rigidez frente al espesor de pared.
- Tenaces- Frgiles
2. Espumas elsticas o flexibles. Tiene gran memoria elstica. Luis Fernando Patio S.Clara Ines Barreto G.
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Propiedades generales:
Espuma rgida de PS(Styropor Icopor)
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Propiedades generales:
- Base de PS o SAN de coloracin blanca.
- Es de poro cerrado y resistente= 10 - 35 Kg/m3.
- Se obtienen laminas de 0.2 - 0. 3 mm.
Metodo de Obtencin:
1. Prespumacin ( vapor a 1000C del granulado de PS +Eter de petrleo. Se forman particulas de varios mm deespesor.
2. Espumacion en moldes de doble pared a 110C 120Ccon vapor a 0.5 - 1,3 bar en presencia de agua. Las bolitasse fusionan y forman bloques.
3. Cortado de bloques con alambre caliente o sierrashorizontales.
Usos:
Planchas para islamiento trmico, insonorizacion depavimentos, embalajes ligeros, frigorificos.
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Propiedades generales:
Espumas de PS extruida
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Propiedades generales:- Carece de la estructura de particula del styropor.
- Es ms resistente a la tensin= 25 - 50 Kg/m3.
- Absorbe menos humedad.
- Temperatura mxima de uso = 800C.
Mtodos de Obtencin:
1. PS + hinchantes fisicos (pentano o cloruro demetileno) y luego extrusin.
2. Inyectar el gas hinchante en la pared del cilindro dela extrusora (zona de plastificacin).
Se obtienen lminas, bloques, planchas que sepueden someter a termoformado.
Usos:
Paredes para almacenes frigorificos, pavimentos ymuros, laminas espumadas para envases de huevos,cubiertos desechables, envases para carne, vasos.
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Propiedades generales:
Espuma integral de PS
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Propiedades generales:
- Son de mayor rigidez (consistencia leosa, algoquebradiza) y > espesor de pared.
- = 400 - 900 Kg/m3.
- Tienen piel externa compacta y veteada y laestructura porosa aumenta hacia el interior.
- Temp. Mx. uso = 800C con puntas hasta 1000C.
- Propiedades acsticas similares a la madera.
Mtodos de Obtencin:
1. Inyeccin: con S/B o ABS + hinchantes quimicos enmquinas de baja presin ( se pueden reforzar con FVo FC).
2. Extrusin.Usos:
Muebles de oficina, tacones de zapato, contenedores,planchas de aislamiento trmico.
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Espumas de poliolefinas. POPropiedades generales:
Se fabrican a base de PE (semirgido) y PP (+ rgidas)
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- Se fabrican a base de PE (semirgido) y PP (+ rgidas).
- = 30 - 200 Kg/m3.
- Alta tenacidad.
- No tienden a romperse al soportar altas .- Gran poder aislante.
-Temp. Uso PE = -70 +800C / PP = 1100C (a bajatensin hasta 1400C).
Mtodos de Obtencin:
Inyeccin, prensado a alta presin con hinchantesliquidos, gaseosos o slidos, Extrusin soplado.
Usos:
Piezas de automvil, ncleos de parachoques,acolchado de apoyabrazos, reposacabezas, embalaje deproteccin de aparatos de alto costo, aislamiento detuberias de agua, forros de cascos de proteccion.
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SPUMAS
Poliuretanos (PU)
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Propiedades generales:
- Se comercializan como termoestables, elastmeros, TPE y espumas.- Se pueden fabricar rgidas, semirgidas, flexible e integral.- Se clasifican tambin espuma de bloque y espuma de moldeo.- Propiedades mecnicas: dependen: cantidad de poros- y del grado
de reticulacin.- Excelente aislamiento trmico.- Color parduzco.- Resisten al agua, disolucin salina, detergentes, cidos y lcalisdiluidos, aceites y carburantes.- Buena resistencia la intemperie.- Resistencia a la llama aumenta al aumentar la densidad o