Procesos industriales de plásticos térmicos, compuestos y termofraguantes, y materiales cerámicos

Unidad 4 Procesos industriales de plásticos térmicos, compuestos y termofraguantes, y materiales cerámicos

4.1 Generalidades

Pocos sectores del campo de los materiales se han desarrollado tan rápidamente en los últimos años como el de los materiales cerámicos, debido a su mayor estabilidad, tanto mecánica como química a las altas temperaturas.

En la actualidad, los materiales cerámicos son productos de gran interés en el campo de la Ingeniería, siendo sus principales limitaciones en el uso las siguientes: su fragilidad, que está ligada a la limitada resistencia al choque térmico y su fabricación, en términos de formación y dimensiones.

Los silicatos naturales se han venido utilizando como materia prima desde los tiempos primitivos, sin embargo, además de los silicatos mencionados, progresivamente han ido entrando a formar parte de la: materias primas cerámicas, un sin número de compuestos como óxidos puros: (MgO, Al2O3, ZrO2, etc.), carburos, boruros, nitruros, siliciuros, etc., por lo que la antigua definición de Cerámica como la ciencia relacionada con la industria de los silicatos ha perdido prácticamente su dimensión y por lo tanto se puede dividir la Cerámica en dos categorías: Cerámica Clásica (porcelana, mayólica, refractarios tradicionales, etc.) constituida fundamentalmente por silicatos y Nuevos Productos Cerámicos.

4.2 Tipos de Plásticos.

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominadas polímeros, de estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color, poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y biológica. De hecho, plástico se refiere a un estado del material, pero no al material en sí: los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el material se encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a esfuerzos mecánicos. Este estado se alcanza cuando el material en estado sólido se transforma en estado plástico generalmente por calentamiento, y es ideal para los diferentes procesos productivos ya que en este estado es cuando el material puede manipularse de las distintas formas que existen en la actualidad. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales sintéticos capaces de entrar en un estado plástico, pero plástico no es necesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace referencia esta palabra. Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:

Fáciles de trabajar y moldear.

Tienen un bajo costo de producción.

Poseen baja densidad.

Suelen ser impermeables.

Buenos aislantes eléctricos.

Aceptables aislantes acústicos, buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas, resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos; algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes.

PET (Tereftalato de Polietileno)

Sus propiedades más características son:

Alta rigidez y dureza.

Altísima resistencia a los esfuerzos permanentes.

Superficie barnizable.

Gran indeformabilidad al calor.

Muy buenas características eléctricas y dieléctricas.

Alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie.

Alta resistencia al plegado y baja absorción de humedad que lo hacen muy adecuado para la fabricación de fibras. El PET es un plástico técnico de gran calidad para numerosas aplicaciones. Entre ellas destacan:

Fabricación de piezas técnicas

Fibras de poliéster

Fabricación de envases

Por ello, entre los materiales más fabricados destacan: envases de bebidas gaseosas, jugos, jarabes, aceites comestibles, bandejas, artículos de farmacia, medicamentos...

PEAD (HDPE) (Polietileno de alta densidad)

Sus propiedades más características son:

Se obtiene a bajas presiones.

Se obtiene a temperaturas bajas en presencia de un catalizador órgano-metálico.

Su dureza y rigidez son mayores que las del PEBD.

Su densidad es 0,94.

Su aspecto varía según el grado y el grosor.

Es impermeable.

No es tóxico.

Entre los materiales más fabricados con este plástico destacan: envases de leche, detergentes, champú, baldes, bolsas, tanques de agua, cajones para pescado, juguetes, etc.

PVC (Polo cloruro de vinilo)

Sus propiedades más características son:

Es necesario añadirle aditivos para que adquiera las propiedades que permitan su utilización en las diversas aplicaciones.

Puede adquirir propiedades muy distintas.

Es un material muy apreciado y utilizado.

Tiene un bajo precio.

Puede ser flexible o rígido.

Puede ser transparente, translúcido u opaco

Puede ser compacto o espumado.

Los materiales que más se fabrican con este plástico son: tuberías, desagües, aceites, mangueras, cables, símil cuero, usos médicos como catéteres, bolsas de sangre, juguetes, botellas, pavimentos...

PEBD (LDPE) (Polietileno de baja densidad)

Sus propiedades más características son:

Se obtiene a altas presiones.

Se obtiene en temperaturas altas y en presencia de oxígeno.

Es un producto termoplástico.

Tiene densidad 0,92

Es blando y elástico

El film es totalmente transparente dependiendo del grosor y del grado.

Los materiales más fabricados con este plástico son: poliestireno, envases de alimentos congelados, aislante para heladeras, juguetes, aislante de cables eléctricos, rellenos...

PP (Polipropileno)

Sus propiedades más características son:

Excelente comportaiento bajo tensiones y estiramientos.

Resistencia mecánica.

Elevada flexibilidad.

Resistencia a la intemperie.

Reducida cristalización.

Fácil reparación de averías.

Buenas propiedades químicas y de impermeabilidad.

Aprobado para aplicaciones con agua potable.

No afecta al medio ambiente.

Los materiales fabricados más destacados de este plástico son: envases de alimentos, artículos de bazar y menaje, bolsas de uso agrícola y cereales, tuberías de agua caliente, films para protección de alimentos...

PS (Poliestireno)

Sus propiedades más características son:

Termoplástico ideal para la elaboración de cualquier tipo de pieza o envase

Higiénico y económico.

Cumple la reglamentación técnico - sanitaria española.

Fácil de serigrafiar.

Fácil de manipular, se puede cortar, se puede taladrar, se puede perforar.

Los materiales que se fabrican con este plástico son: envases de alimentos congelados, aislante para heladeras, juguetes, rellenos... Otros

(Resinas epoxídicas)

(Resinas Fenólicas)

(Resinas Amídicas)

(Poliuretano)

estos plásticos sirven para fabricar: resinas epoxídicas -adhesivos e industria plástica.

Resinas fenólicas-Industria de la madera y la carpintería.

Resinas amídicas-Elementos moldeados como enchufes, asas de recipientes...

poliuretano-Espuma de colchones, rellenos de tapicería.

4.3 Materias Primas.

Se conocen como materias primas a la materia extraída de la naturaleza y que se transforma para elaborar materiales que más tarde se convertirán en bienes de consumo.

Las materias primas que ya han sido manufacturadas pero todavía no constituyen definitivamente un bien de consumo se denominan productos semielaborados, productos semiacabados o productos en proceso, o simplemente materiales.

Materias primas en crudo.

De origen vegetal: lino, algodón,

De origen animal: pieles, lana, cuero,

De origen mineral: hierro, oro, cobre.

De origen líquido o gaseoso (fluidos): agua, materia prima para producción por ejemplo de hidrógeno, oxígeno, y producción agrícola en general; hidrógeno, materia prima para producir, por ejemplo, fertilizantes aire, materia prima, de esta se extrae nitrógeno.

De origen fósil: gas natural, petróleo.

Las actividades relacionadas con la extracción de productos de origen animal, vegetal y mineral se les llaman materias primas en crudo. En el sector primario se agrupan la agricultura, la ganadería, la explotación forestal, la pesca y la minería, así como todas las actividades dónde se aprovechan los recursos sin modificarlos, es decir, tal como se extraen de la naturaleza.

Las materias primas sirven para fabricar o producir un producto, siendo necesario, por lo general que sean refinadas para poder ser usadas en el proceso de elaboración de un producto. Por ejemplo, la magnetita, o la pirita serían una materia prima en crudo, y el hierro refinado y el acero serían materias primas refinadas, o elaboradas.

Materias primas renovables o superabundantes

Abundancia (fracción de átomos) de los elementos químicos en la corteza continental superior de la Tierra en función del número atómico. Los elementos más raros en la corteza (mostrados en color amarillo) no son los más pesados, sino los elementos siderófilos

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