Propiedades de los Polímeros

Propiedades de los Polímeros

• Los polímeros son macromoléculas formadas por monómeros que se repiten en toda la cadena de un polímero.
• Ejemplo: el monómero del polietileno es el etileno.

Clasificación de Polímeros

• Polímeros naturales: asta natural, goma laca, gutapercha.
• Polímeros naturales modificados: caseína, caucho, celuloide.
• Primeros polímeros sintéticos: baquelita, poliestireno, copolímeros, termoplásticos, elastómeros.

Técnicas de Conformación

• Extrusión: método más utilizado para conformar materiales plásticos, especialmente termoplásticos y espumas plásticas.
• Moldeo por compresión: proceso más antiguo, utilizado para conformar termoestables y elastómeros.
• Soplado y moldeo rotacional: utilizado para producir piezas huecas sin costuras, con alta productividad.
• Moldeo por inyección: proceso de conformado masivo, utilizado para producir objetos tridimensionales de formas complejas.
• Moldeo por transferencia: utilizado para producir piezas de paredes finas y formas complejas.
• Calandrado: utilizado para fabricar láminas.
• Termoformado (al vacío): utilizado para dar forma a láminas, especialmente para producir bandejas plásticas.

Propiedades de los Polímeros Fundidos

• Viscosidad: propiedad de los fluidos que relaciona la fuerza cortante que se experimenta durante el movimiento del fluido con la tasa de deformación.
• Viscoelasticidad: propiedad que presenta los polímeros cuando se someten a una fuerza, combinando propiedades viscosas y elásticas.

Maquinarias y Equipos Industriales de Extrusión

• Definición: proceso de compresión que se utiliza para obtener un producto largo y continuo, especialmente para producir tuberías, mangueras y estructuras.
• Procesos, Maquinarias y Equipos: se alimenta material en forma de pellets o polvo hacia dentro de un barril de extrusión, donde se calienta y funde y se le fuerza para que fluya a través de la abertura de un troquel.

Diseño y Análisis Ingenieril del Proceso de Extrusión

• Análisis de la Extrusión: flujo por arrastre que resulta de la fricción entre el líquido viscoso y las dos superficies opuestas que se mueven una respecto de la otra.
• Defectos de la Extrusión: quebradura de superficie, grietas en la superficie de extrusión, defecto de tubo, agrietamiento interior, defecto Chevron.

Conclusiones

• Los polímeros son una clase importante de materiales y poseen una muy amplia variedad de propiedades mecánicas, físicas, químicas y ópticas.
• Las propiedades de los polímeros dependen del peso molecular, la estructura, los grados de polimerización y cristalinidad y de los aditivos.
• Dos clases importantes de polímeros son los termoplásticos y los termofijos.

Definición y Clasificación de Polímeros

• Los polímeros son macromoléculas formadas por monómeros que se repiten en toda la cadena de un polímero.
• El monómero del polietileno es el etileno.

Historia de los Polímeros

• Los polímeros pueden ser naturales o sintéticos.
• Ejemplos de polímeros naturales: asta natural, goma laca, gutapercha.
• Ejemplos de polímeros naturales modificados: caseína, caucho, celuloide.
• Los primeros polímeros sintéticos fueron la baquelita, el poliestireno, los copolímeros, los termoplásticos y los elastómeros.

Técnicas de Conformación

• Las técnicas de conformación más comunes son la extrusión, el moldeo por compresión, el soplado y moldeo rotacional, el moldeo por inyección, el moldeo por transferencia y el calandrado.
• La extrusión es el método más utilizado para conformar materiales plásticos.
• El moldeo por compresión se utiliza para conformar termoestables y elastómeros.
• El soplado y moldeo rotacional se utilizan para fabricar piezas huecas sin costuras.
• El moldeo por inyección se utiliza para fabricar objetos tridimensionales de formas complejas.
• El moldeo por transferencia se utiliza para fabricar piezas de paredes más finas y formas más complejas.
• El calandrado se utiliza para fabricar láminas.

Fundamentos de la Extrusión de Plásticos

• La extrusión de plásticos implica el proceso dedar forma a un polímero fundido a través de un troquel.
• La viscosidad de un polímero fundido es la propiedad que relaciona la fuerza cortante que se experimenta durante el movimiento del fluido con la tasa de deformación.
• La viscoelasticidad es la propiedad de los materiales que presentan propiedades viscosas y elásticas.

Maquinarias y Equipos

• El proceso de extrusión se lleva a cabo mediante un tornillo que se mueve a una velocidad de unas 60 rev/min.
• La máquina de extrusión tiene secciones de alimentación, compresión y medición.
• El material se mueve del puerto de la tolva y recibe precalentamiento antes de ser transformado a una consistencia líquida.

Configuraciones de Troquel

• La forma del orificio del troquel determina la forma de la sección transversal del extruido.
• Los perfiles de troquel comunes son los perfiles sólidos, perfiles huecos y perfiles de troquel para la producción de filamentos.

Análisis de la Extrusión

• El análisis de la extrusión implica el estudio del flujo de un polímero fundido a través de un troquel.
• El flujo por arrastre resulta de la fricción entre el líquido viscoso y las dos superficies opuestas que se mueven una respecto de la otra.
• La característica del tornillo se expresa como la ecuación de la línea recta entre Qmax y pmax.

Costos de Manufactura y Defectos de Fabricación

• Los costos de manufactura dependen del proceso de manufactura utilizado.
• Los defectos de fabricación más comunes son la quebradura de superficie, las grietas en la superficie de extrusión, el agrietamiento interior, el defecto Chevron, la piel de tiburón y el tallo de bambú.

Conclusiones

• Los polímeros son una clase importante de materiales que poseen una variedad de propiedades mecánicas, físicas, químicas y ópticas.
• Las propiedades de los polímeros dependen del peso molecular, la estructura, los grados de polimerización y cristalinidad y de los aditivos.
• Los termoplásticos se vuelven suaves y es fácil darles forma a temperaturas elevadas; cuando se enfrían, regresan a sus propiedades originales.