Unidad 6 Investidacion Documnetal.docx

SEP

SNEST

DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA

INVESTIGACION DOCUMENTAL UNIDAD 6 POLIMEROS CEREMICOS Y COMPUESTOS Prof:Adelfo Ortiz Garcia

Carrera: ING MECATRONICA

P R E S E N T A: Alumno: REYES LORENZO ROMARIO

GRUPO: 160404

Metepec, Estado de México, a 09 de Mayo de 2017

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RESUMEN En esta investigación hablaremos generalmente de los materiales poliméricos como su clasificación, adhesivos y adictivos utilizados en los compuestos, cómo también vidrio arcillas refractarios y sus propiedades. Desde hace tiempo estos materiales han sido de gran utilidad ya que ofrecen una amplia variedad de usos, en algún momento de nuestra vida hemos llegado a utilizar estos materiales ya sus propiedades son de gran utilidad en diferentes ámbitos de nuestra vida. Todo esto se basa de la estructura del polímero

que es una cadena de largos

monómeros estructurados que dependiendo de la misma nos ofrecen diferentes propiedades como por ejemplo ,termoplásticos , termo fijos y elastómeros como por ejemplo el etileno, polietileno, los elastómeros generalmente los hules son de gran utilidad porque tienen la capacidad de a una fuerza aplicada deformarse y volver a su estado natural, estos adquieren las propiedades físicas , térmicas , y mecánicas dependiendo si son lineales o ramificados, los lineales es una cadena larga, más sin embargo los ramificados es una cadena donde se desprenden más cadenas de monómeros. Materiales cerámicos Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos. Polímeros Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. En estos se incluyen el caucho (el hule), los plásticos y muchos tipos de adhesivos. Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas.

INDICE Pág. RESUMEN………………………………………………………………………………….ii ÍNDICE……………………………………………………………………………………...iii ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………….....iv INDICE DE TABLAS………………………………………………………………………iv

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………….....5 Antecedentes……………………………………………………………………………....6 Planteamiento del Problema……………………………………………………………..8 Objetivos……………………………………………………………………………………8 Justificación………………………………………………………………………………..8 UNIDAD 6 POLIMEROS , CERAMICOS Y COMPUESTOS 6.1 POLIMEROS…………………………………………………..……….………………9 6.2 ELASTOMEROS…………………………………………………………………..…16 6.3 ADHESIVOS Y ADICTIVOS………………………………………………………..20 6.4 CERAMICOS Y VIDRIOS………………………………………………………..…24 CONCLUSIONES……..……………………………………………………………..…...28 RECOMENDACIONES…………………………..………………………………………29 FUENTES DE CONSULTA………………..………………………………………..…..29

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 6.1 ejemplo de monómero y polimero…………………..…………….……..….9 Figura 6.1.1 estructura de los polimeros………….…………….………………………10 Figura 6.1.2.2 polimeracion por adicion y condensación……………………………..11 Figura 6.1.3 tipos de polímeros…………. …………………….…………..….…….….13 Figura 6.1.4 Estructura amorfa………………………………………………………….14 Figura 6.1.4.2 estado cristalino…..……………………………………………………..15 Figura 6.2 termoplastico…………………………………………………………………16 Figura 6.2.1 ejemplo de termofijo….……………...……………………..……………..17 Figura 6.2.3 ejemplo de elastomeros ………….……………………………….….......19 Figura 6.2.3.1 comportamiento de lo polimeros…………..…………….…………….19 Figura 6.2.4 estructura de la fibra……………………………………………..………..20 Figura 6.3.1 adictivo en polímeros… …………………………………………………..20 Figura 6.3.2 adhesivos……………………………..………………………………..…..22 Figura 6.4ejemplo de ceramico………………………………………………………….24 Figura 6.4.2estructura de la arcila………………..………………………………..……25 Figura 6.4.3 proceso de obtención del vidro0…………………………………………26 Figura 6.4.5 ejemplo de refractarios……………………………………………………27 INDICE DE TABLAS Tabla 6.2 usos y propiedades de los termoplastios…………………………………….17 Tabla6.2.1.2 usos y propiedades de los termofijos…………………………………….18

INTRODUCCION Los materiales polímeros, cerámicos compuestos y vidrios y derivados son de gran importancia ya que tienen una influencia en las sociedades de todo el mundo, veremos la clasificación de los materiales como son los polímeros, cerámicos y los plásticos, así también veremos las propiedades físicas y químicas de dichos materiales y el cómo conocerlas nos permite trabajar de una manera más eficiente con ellos también veremos las estructuras cristalinas. El cómo conocer la estructura interna de los materiales nos permite darles un mejor uso y que puedan dar mejor aprovechamiento, así también los tratamientos térmicos que dichos materiales pueden recibir con el objeto de darles una mayor durabilidad y mejores aplicaciones a la industria esto especialmente en los vidrios, otro aspecto que trataremos será los vidrios, arcillas y refractarios y como su uso y aplicaciones a lo largo del tiempo ha evolucionado y mejorado. En esta investigación se podrán ver muchos conceptos que en su totalidad nos permiten asimilar como la industria de los materiales ha progresado y que aun los ingenieros hoy en día trabajan con el único fin de descubrir nuevos materiales y reinventar los ya conocidos con el fin de mejorar la economía y poder aprovechar de manera óptima los recursos que se tienen a la mano, a lo largo de las últimas décadas este ha sido el que hacer de la industria, no tan solo en los materiales sino en todas sus ramas, la evolución de la industria y los nuevos tiempos traen mayores necesidades y es responsabilidad nuestra la optimización de los procesos industriales. Se tratará de darnos esas ideas para ser más conscientes y además para mejorar nuestro conocimiento de la ciencia y la tecnología de los materiales, debido a que no podemos quedarnos ausentes de los cambios que en nuestra industria se generan momento a momento, es de gran importancia el conocimiento de dichas tecnologías,

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aunque estas no estén presentes en nuestra vida de manera constante; esperamos mejorar nuestra cultura de la industria y del uso adecuado y consiente de la materia.

ANTECEDENTES Los polímeros han estado presentes en la vida y la naturaleza desde sus comienzos, como pueden ser las proteínas, pero los primeros polímeros artificiales surgieron a mediados del siglo diecinueve desarrollándose hasta nuestros días. Los primeros polímeros artificiales se obtuvieron a base de la transformación de polímeros naturales (caucho, seda, algodón, etc…). Se cree que el primer polímero fue elaborado por Charles Goodyear en 1839 con el vulcanizado del caucho. En 1846 y 1868 se desarrollaron formas de sintetizar celuloide a partir del nitrato de celulosa. Pero el primer polímero totalmente sintético fue desarrollado por el químico estadounidense Leo Hendrik BAekeland: la baquelita. Este producto tuvo un gran éxito debido a sus peculiares propiedades: se le podía dar la forma deseada antes de que se enfriara, no conducía la electricidad y era resistente al agua y los disolventes. Pronto surgieron otros polímeros que revolucionarían esta industria como el poliestireno y el policloruro de vinilo (PVC), 1911 y 1912 respectivamente. Estos polímeros fueron sustitutos del caucho y se usaron para la creación de objetos y utensilios de la vida cotidiana. Otros polímeros importantes fueron el metracrilato de metilo polimerizado (plexiglás) que se usó como sustituto del cristal, el teflón, usado en utensilios de cocina por sus propiedades antiadherentes y el nailon, primer plástico de alto rendimiento. El avance de la industria de los polímeros se intensificó mucho a partir de 1926, cuando el químico alemán Hermann Staudinger expuso su teoría de los polímeros: largas cadenas de pequeñas unidades unidas por enlaces covalentes (fundamento de la química macromolecular). Esta industria volvió a sufrir otro gran avance en la segunda guerra mundial. Puesto que la mayoría de los países no recibía materias primas, ya sea porque el país que se la suministraba se encontraba en el bando 6

contrario, o porque las rutas de comercio estaban muy controladas, se vieron obligados a desarrollar nuevos polímeros para sustituir las materias primas con las que

normalmente

hacían

los

distintos

productos

o

armas.

Hace miles de años los hombres primitivos ya supieron hacer uso de la arcilla, uno de los componentes del suelo. Trabajándola con agua, hacían una pasta que era muy fácil de moldear, las necesidades les hicieron comprender que trabajando esta pasta lograban unos cacharros que utilizaban para uso doméstico, bien en forma de plato o de vasija. Estos cacharros, una vez secados al sol tenían una cierta consistencia. Es de suponer que, por algún descuido, como pasa en la mayoría de casos, caería alguna pieza sobre el fuego, o como ya conocían el fuego, simplemente pusieron las piezas a cocer, para ver hasta que punto podían aguantar el calor, proporcionándole a las piezas con este sistema, la dureza propia de la cerámica, con lo que inventaron la alfarería. Este suceso, por las excavaciones encontradas hasta ahora podemos citarlo entre los 10.000 a 6.000 años antes de Cristo. No mucho mas tarde a los cacharros de alfarería les impregnaban una cocción de hojas y cortezas dándole un tono de color y un poco de impermeabilidad, surgiendo así el primer vidriado vegetal de la historia. Durante siglos la cerámica iría dando pasitos muy pequeños en el proceso de elaboración de cacharros, pues con lo encontrado en las investigaciones no se ve un adelanto hasta que la civilización babilónica hace unos azulejos vidriados, técnica totalmente innovadora, hacía el 575 A.C. lo que permite este vidriado es darle al azulejo un brillo y una resistencia nuevas. Más o menos por las mismas épocas los pueblos griegos, que por entonces eran los que dominaban en todas las áreas de la cultura, también conocían la cerámica, siendo innovadores en el engobe. Esta técnica consistía en que, ya teniendo las piezas horneadas, las bañaban en una mezcla de arcilla muy fina y líquida, mezclada con óxido de hierro, luego cuando esta mezcla secaba un poco, con unos punzones o peines, le hacían dibujos levantando el engobe, permitiendo después de la 7

segunda cocción darle dos tonos a las piezas, uno mas oscuro y el otro rojizo, debido al óxido de hierro.

PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA Generalmente los polímeros son grandes estructuras que tienen muchos usos pero ¿Es necesario conocer acerca de los materiales polímeros su clasificación, así como los termoplásticos, termo fijos y elastómeros? ¿Qué propiedades térmicas mecánicas, así como las aplicaciones de estos?

OBJETIVO GENERAL Conocer más de los conceptos básicos de los materiales poliméricos y derivados de estos, así como tener una idea del uso y aplicaciones para la sociedad.

OBJETIVO ESPECIFICO Informarnos de las propiedades que estos materiales nos ofrecen, así como la clasificación, los tipos de materiales, y las propiedades y el uso que se le puede dar a os vidrios refractarios y arcillas, como la estructura amorfa que presentan.

JUSTIFICACION Yo creo que es importante tener conocimiento o una breve idea de los conceptos de los materiales, porque estos están presentes en diferentes ámbitos de nuestra vida, como por ejemplo el uso que se le puede dar a los cerámicos es en la electrónica para las resistencias y transistores, así como en la construcción a partir de materiales cerámicos, uso decorativo y estético, es muy indispensable conocer las propiedades que nos ofrecen los distintos materiales ya que con estos conocimientos podemos 8

darle un uso específico. Conocer de su clasificación nos permite saber que son cada uno de estos y sus propiedades.

UNIDAD 6 POLIMEROS CERAMICOS Y COMPUESTOS 6.1 Los Materiales poliméricos están basados en grandes moléculas con enlaces covalentes y formados por la unión de muchas unidades simples (monómero). se puede considerar que son las macromoléculas presentes en organismos, y se pueden enumerar ejemplos como el caucho, lana, algodón, etc. Los cuatro tipos de biomoléculas/biopolímeros (naturales) son los ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y polisacáridos. Las unidades de construcción de esos polímeros naturales son los nucleótidos, aminoácidos, ácidos grasos y los azúcares. En este tema nos vamos a referir principalmente a los polímeros artificiales, aunque se hará referencia a polímeros naturales.

FIg 6.1 ejemplo de monómero y polimero La longitud de la cadena del polímero viene determinada por el número de ucr que se repiten en la cadena. Esto se llama grado de polimerización (X), y su peso molecular viene dado por el peso de la unidad constitucional repetitiva multiplicado por el grado de polimerización. En un determinado polímero, si todas las unidades estructurales son idénticas este se llama homopolímero, pero si este procede de dos o más monómeros recibe el nombre de copolímero. Para que una sustancia pueda considerarse como monómero, esta debe tener una funcionalidad (f) > 2. La funcionalidad está relacionada con el número de grupos funcionales presentes en la molécula, así por ejemplo, el ácido acético tiene una 9

funcionalidad de 1, mientras que la etiléndiamina tiene una funcionalidad de dos y el glicerol tiene una funcionalidad de tres. En el caso de las olefinas, el doble enlace se considera con una funcionalidad igual a 2. Cuando la funcionalidad del o de los monómeros que intervienen en una polimerización es de 2 se obtienen polímeros lineales, mientras que si alguno de ellos tiene una funcionalidad superior se obtienen polímeros ramificados o entrecruzados.

FIG 6.1.1 ESTRUCTURA DE LOS POLIMEROS

6.1.2 POLIMERIZACIÓN La reacción por la cual se sintetiza un polímero a partir de sus monómeros se denomina polimerización. Según el mecanismo por el cual se produce la reacción de polimerización para dar lugar al polímero, ésta se clasifica como "polimerización por pasos" o como "polimerización en cadena". En cualquier caso, el tamaño de la cadena dependerá de parámetros como la temperatura o el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto y, por tanto, una masa molecular distinta, de ahí que se hable de masa promedio del polímero. Tipos de polimerización Existen dos tipos fundamentales de polimerización:

6.1.2.1ADICIÓN

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En la formación de polímeros por adición se fabrica primero el monómero y a partir de ahí comienza a formarse la cadena. La molécula de monómero pasa a formar parte del polímero sin pérdida de átomos, es decir que la composición química de la cadena resultante es igual a la suma de las composiciones químicas de los monómeros que la conforman.

6.1.2.2 CONDENSACIÓN En la formación de polímeros por condensación la molécula de monómero pierde átomos cuando pasa a formar parte del polímero. Por lo general se pierde una molécula pequeña, como agua o HCL gaseoso.La polimerización por condensación genera subproductos, mientras que la polimerización por adición no.

fig6.6.1.2.2 polimeracion por adicion y condensacion 11

6.1.3MORFOLOGÍA DE LAS CADENAS DE POLÍMERO Según la forma de las cadenas los polímeros pueden ser clasificados como polímeros lineales, ramificados o entrecruzados. Existen otras morfologías como los polímeros estrella, peine y escalera que no discutiremos aquí. Los casos descritos anteriormente, donde las unidades monoméricas se encuentran unidas una al lado de la otra a lo largo de una sola dirección son denominadas polímeros lineales. Ahora bien, bajo ciertas condiciones o con ciertos tipos de monómeros, se pueden obtener polímeros con otro tipo de arquitectura que se caracterizan por tener ramificaciones que se generan a partir de la cadena principal. Los polímeros ramificados pueden ser obtenidos en procesos de polimerización por etapas o en cadena, aunque las razones por las que éstas se generan son generalmente diferentes en ambos casos. Es importante hacer notar en este punto, que el término polímero ramificado no se refiere a polímeros lineales que contienen grupos laterales en la estructura del monómero; así pe. se puede diferenciar entre el poliestireno lineal y el ramificado. La presencia de ramificaciones tiene efectos significativos en muchas propiedades físicas del polímero. El cambio más importante en las propiedaes la disminución en la cristanilidad. Los polímeros ramificados no pueden acomodarse fácilmente en una red cristalina como lo hacen los polímeros lineales. Por otra parte, los polímeros ramificados son mucho menos solubles

que sus homólogos lineales y los polímeros

entrecruzados son materiales insolubles. El entrecruzamiento puede ocurrir durante el proceso de polimerización o después mediante reacciones químicas diversas. El entrecruzamiento es usado para impartir buenas propiedades elásticas en algunos elastómeros, así como también para proporcionar rigidez y estabilidad dimensional a algunos materiales llamados 12

termoplásticos. Estos últimos poseen altos grados de entrecruzamiento y se emplean en la fabricación de diversos enseres.

FIG 6.1.3 TIPOS DE POLIMEROS

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6.1.4 COMPORTAMIENTO CRISTALINO Y AMORFO. La cristalinidad es una propiedad que está relacionada con el orden molecular. Así, un material en el cual sus moléculas se encuentran empaquetadas de manera ordenada se dice que es cristalino, por el contrario una sustancia en la cual no existe orden molecular se considera

amorfo.En el caso de los polímeros los

términos cristalino y amorfo se usan para designar las regiones ordenadas y desordenadas del material. Ahora bien, el

que un polímero tenga una estructura

cristalina o amorfa depende fundamentalmente de dos factores: su arquitectura molecular y del procesado. Antes de seguir adelante vamos a describir cada uno de estos estados.

6.1.4.1EL ESTADO AMORFO Aunque la estructura detallada del estado amorfo no se conoce perfectamente, esta se caracteriza por la ausencia tanto de orden axial como, es por ello que las técnicas habituales empleadas para la caracterización estructural proporcionan muy poca información acerca

de su naturaleza. Los modelos capaces de

explicar

el

comportamiento físico de este estado son fundamentalmente de carácter teórico. El modelo mas aceptado es el ovillo estadístico, fundamentalmente por que permite explicar de manera cuantitativa un buen número de propiedades. En este modelo las cadenas de polímero se encuentran dispuestas entre si de manera que recuerdan un plato de espaguetis.

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FIG 6.1.4 ESTRUCTURA AMORFA 6.1.4.2ESTADO CRISTALINO El estado cristalino es un estado bifásico en el cual coexisten la fase cristalina junto con la amorfa, la fase cristalina está constituida por zonas ordenadas que se encuentran inmersas en una matriz formada por polímero amorfo. La relación entre estas dos fases es lo que se conoce como cristalinidad y se define como la relación en peso entre ambas:

FIG 6.1.4.2 ESTADO CRISTALINO

6.1.5PROPIEDADES MECÁNICAS Muchas propiedades de los polímeros, como

pueden ser

la

resistencia a los

solventes, resistencia química o resistencia eléctrica son muy importantes para usos específicos. Sin embargo, la primera consideración en la utilidad o aplicación general de un polímero es su comportamiento mecánico, más específicamente su 15

deformación al ser sometido a la

tensión.Los polímeros varían considerablemente

sus

dependiendo

propiedades

mecánicas

del

grado

de

cristalinidad,

entrecruzamiento o una alta temperatura de transición vítrea.

6.2 TERMOPLASTICOS Los

materiales termoplástico son

aquellos

materiales

que

están

formados

por polímeros que se encuentran unidos mediante fuerzas intermoleculares o fuerzas de Van der waals, formando estructuras lineales o ramificadas. Un material termoplástico lo podemos asemejar a un conjunto de cuerdas entremezcladas que tenemos encima de una mesa, cada una de estas cuerdas es lo que representa a un polímero, cuanto mayor sea el grado de mezclado de las cuerdas mayor será el esfuerzo que tendremos que realizar para separar las cuerdas unas de otras, dado a que el rozamiento que se produce entre cada una de las cuerdas ofrece resistencia a separarlas, en este ejemplo el rozamiento representa las fuerzas intermoleculares que mantiene unidos a los polímeros.

FIG 6.2 EJEMPO DE TERMOPLASTICO TABLA 6.2 USOS Y PROPIEDADES DE LOS TERMOPLASTICOS 16

6.2.1TERMOESTABLES O TERMOFIJOS La característica principal de estos materiales es que poseen cadenas poliméricas entrecruzadas, esto provoca que no se funden. Con el calentamiento fluyen para ser moldeados pero la reacción química hace que se endurezca y se fije su forma. Entre sus principales características están: modulo de elasticidad superior al de los polímeros termoplásticos, frágiles sin ductibilidad, capaces de funcionar a mayores temperaturas que los polímeros termoplásticos y no se pueden refundir. Los más importantes entre los Termofijas están: poliuretano, resinas alcidicas, polyester insaturado, resina epoxica, fenol formaldehido, urea formaldehido y melanina formaldehido.

FIG 6.2.1 EJEMPLO DE TERMOFIJO

17

TABLA 6.1.2 USOS Y PROPIEDADES DE LOS TERMOFIJOS

6.2.3ELASTÓMEROS Los elastómeros son materiales cuya propiedad característica es la de poseer una elasticidad instantánea, completamente recuperable e

ilimitada

a altas

deformaciones. Estos materiales tienen pesos moleculares elevados, poseen una Tg muy baja, lo que les confiere una elevada flexibilidad esqueletal. Las moléculas de estos materiales contienen una moderada concentración de entrecruzamientos, factor responsable, en buena medida, del comportamiento 18

elástico, ya que impide el desplazamiento de las cadenas. La deformación elástica puede observarse cuando se estira y se recoge una banda de goma. El fenómeno a nivel molecular consiste en el “estiramiento” de las cadenas en dirección del esfuerzo, las cuales se retraen una vez que éste deja de aplicarse.

FIG 6.2.3 EJEMPLO DE ELASTOMERO

FIG 6.2.3.1 COMPORTAMIENTO DE LOS POLIMEROS

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6.2.4FIBRAS Como se describió anteriormente, las fibras son materiales capaces orientarse para formar filamentos largos y delgados como el hilo y que poseen una gran resistencia a lo largo del eje de orientación. A nivel macroscópico la fibra debe ser flexible y homogénea con una relación longitud/diámetro  100. Por otra parte las fibras se caracterizan por poseer orden nivel molecular.

FIG 6.2.4 ESTRUCTURA DE LA FIBRA 6.3 TIPOS DE ADHESIVOS Y ADITIVOS UTILIZADOS EN POLÍMEROS

6.3.1ADICTIVOS Se llama aditivo en la industria de polimeros, a cualquier sustancia que mejore las propiedades físicas, químicas o mecánicas de un polímero o que reduzca su coste. Lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.

FIG 6.3.1 EJEMPLO DE ADICTIVOS EN POLIMEROS

Relleno: se adicionan a los polímeros para aumentar la resistencia a la tracción, a la compresión, a la abrasión, la tenacidad y la estabilidad térmica y dimensional. Se puede utilizar serrín, sílice, arena, vidrio, arcilla, talco, caliza e incluso otros polímeros sintéticos finamente pulverizados. El coste final del producto disminuye porque estos materiales (más baratos) ocupan parte del volumen del polímero comercial.

Plastificantes: mejoran la flexibilidad, ductilidad y tenacidad de los polímeros. Su presencia reduce la dureza y fragilidad. Los plastificantes suelen tener baja presión de vapor y bajo peso molecular. Estas pequeñas cadenas se sitúan entre las grandes del polímero y reducen las interacciones intermoleculares (enlaces secundarios). P. ej. Se utilizan para el PVC y algunos acetatos ya que son demasiado frágiles. El caso del PVC (frágil sin aditivos) es especial puesto que es uno de los polímeros más utilizados y generalmente contiene hasta un 40 % de di-(2-etilhexil)ftalato DEHP “di(2-ethylhexyl)pthalate”, que actúa como elemento plastificante

Estabilizantes: evitan que algunos polímeros se degraden en la condiciones de operación, generalmente por integridad mecánica, exposición a la luz (especialmente UV) y también debido a la oxidación. Son variados y dependen del polímero a estabilizar y la propiedad que se necesita proteger.

Colorantes: obviamente dan un color determinado a un polímero. Se pueden utilizar tintes o pigmentos. También se pueden añadir aditivos para dar opacidad. Ignífugos: La inflamabilidad de los polímeros es del máximo interés sobre todo en la fabricación de productos textiles y de juguetes. La mayoría de los polímeros en estado puro son inflamables a excepción de los que contienen fluoruros y cloruros. Estos compuestos tienen la misión de interferir el proceso de la combustión mediante una fase gaseosa o iniciando una reacción química que enfría la zona y cesa el fuego.

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6.3.2ADHESIVOS. Un adhesivo es aquella sustancia capaz de mantener unidas las superficies en contacto de dos sólidos, ya sean del mismo o distinto material. Aunque la adherencia puede obedecer a diversos mecanismos de naturaleza física y química, como lo son el magnetismo o las fuerzas electrostáticas, desde el punto de vista tecnológico los adhesivos son los integrantes del grupo de productos, naturales o sintéticos, que permiten obtener una fijación de carácter mecánico.

FIG 6.3.2 EJEMPLO DE ADHESIVOS Fundamentos Físicos: Adherencia: Resistencia que se produce en la superficie de contacto de dos cuerpos en la que hay una interacción de dichas superficies. Son interacciones electromagnéticas producidas por variaciones en la distribución de electrones. Cohesión: Atracción molecular que mantiene unidas las partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo; depende de cómo se encuentren distribuidos los átomos, las moléculas y los iones. Propiedades de los adhesivos. Consistencia: Los adhesivos no son simples fluidos al consistir de polímeros usualmente en solventes y también de compuestos con polvos de diversas 22

propiedades físicas y químicas. Los adhesivos con alta consistencia o viscosidad presentan una cierta resistencia al fluir. Tiempo de almacenamiento: Cuando un adhesivo es guardado por un tiempo considerablemente grande en condiciones extremas de temperatura, pueden ocurrir cambios físicos y químicos. El tiempo de almacenamiento de un adhesivo es el tiempo en el que puede ser almacenado en condiciones controladas y permanece adecuado para su uso. Tiempo de trabajo: Lapos que transcurre entre el momento en que un adhesivo está listo para su uso y aquel en donde el adhesivo ya no se puede usar. Se encuentra determinado por la consistencia y la fuerza conjuntiva del adhesivo. Cobertura: Propiedad que determina la extensión en la que un adhesivo puede ser expandido uniformemente en un área que va a ser unida con otra superficie con una unidad de peso y volumen determinado. Bloqueo: Adhesión indeseable entre dos capas de materiales similares, tal como ocurre cuando se ejerce una moderada presión o durante el almacenamiento. Pegajosidad: Característica de un adhesivo que causa que una superficie recubierta con este se adhiera a otra al contacto, esencialmente es la glutinosidad. Penetración: Efectividad de los adhesivos aplicados en materiales porosos, este debe hacer un íntimo contacto con las dos superficies que se van a ligar; aquí no puede haber una alta penetración del substrato ya que se desperdicia adhesivo. Velocidad de cura: Tiempo en que tarda un adhesivo para lograr unir eficientemente dos superficies. Actualmente, el uso de estos productos, está aumentando rápidamente para todo tipo de aplicaciones, constituyendo una auténtica revolución de los métodos tradicionales para fijar y unir.

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6.4CERAMICOS Los materiales cerámicos son compuestos químicos o soluciones complejas, que contienen elementos metálicos y no metálicos. Por ejemplo la alúmina es un cerámico que tiene átomos metálicos (aluminio) y no metálicos (oxígeno). Los materiales cerámicos tienen una amplia gama de propiedades mecánicas y físicas. Las aplicaciones varían desde productos de alfarería, cemento, fabricación de ladrillos y azulejos, utensilios de cocina, hasta vidrio, materiales refractarios, imanes, dispositivos eléctricos, fibras y abrasivos. El hormigón está hecho con cemento y las losetas que protegen al trasbordador espacial están hechas de sílice, un material cerámico. En la mayoría de estas aplicaciones el producto tiene una propiedad esencial o una combinación particular de propiedades que no puede ser obtenida con ningún otro material; siendo esto la base de su selección.

FIG 6.4 EJEMPLO DE CERAMICOS

6.4.1USOS DE LOS MATERILES CERAMICOS Se desempeñan ampliamente en tecnologías relacionadas con la electrónica, elmagnetismo, óptica y energía refractaria. También los materiales cerámicos seusan de acuerdo a su tipo:- Cerámica ordinaria.- Se usa a temperatura ambiente.Cerámica refractaria.- Se utiliza a temperatura elevada sus componentes son:sílice, alúmina y algunos óxidos metálicos.Dentro de los materiales cerámicos, los más utilizados son: Alúmina,

Nitrato

dealuminio,

Bióxido

de Titanio,

Nitrato

de

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Bario, Boruro de Titanio, Carburo de Boro,Oxido de Zinc, Diamante, Ferrita, Sílice (sálica) y Carburo de silicio (SIC

6.4.2 ARCILLA Este es un material natural que se encuentra formado por varios tipos de minerales en forma de granos, gracias a sus características esta puede ser muy moldeable cuando se la mezcla con agua y luego pasa a endurecerse formando una estructura sólida. Los primeros hombres utilizaron la arcilla para crear sus artefactos para la supervivencia, por ello es tan común encontrar entre las reliquias de civilizaciones ya desaparecidas utensilios creados a partir de arcilla, los cuales pueden ser cubiertos, un amplio y colorido número de vasijas que servían como platos, en muchas culturas indígenas de la zona de América del Sur se enterraba a los muertos con artefactos de arcilla que les habían pertenecido cuando aún vivían, como una forma de ofrenda.

FIG 6.4.2 ESTRUCTURA DE LA ARCILLA

6.4.3LOS VIDRIOS. Los vidrios son transparentes, duros y resistentes a la corrosión. También son muy buenos aislantes de la electricidad. Resultan muy frágiles y aguantan mejor los esfuerzos de compresión que los de tracción. Es un material obtenido a partir de la fusión de arena, álcali y óxidos metálicos (que aportan color y estabilidad). A continuación se le da forma, ya que el vidrio es un material plástico y moldeable antes de enfriarse y solidificar completamente. 25

En construcción, el vidrio se emplea en ventanas, en recubrimientos de exteriores y como aislante en forma de lana de vidrio. LANA DE VIDRIO. La lana de vidrio es un aislante térmico excelente. Se obtiene haciendo pasar hilos de vidrio fundido por un horno de aire frío. Las fibras luego son aglutinadas con resinas formando un fieltro o colchón. VIDRIO PLANO. La fabricación de vidrio plano se realiza mediante el proceso de vidrio flotado. Esta técnica emplea un baño de metal de estaño fundido.

FIG 6.4.3 PROCESO DEO OBTENCION DEL VIDRIO

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6.4.5Refractarios Son refractarios aquellos materiales capaces de soportar elevadas temperaturas. Los materiales refractarios por excelencia son lascerámicas. Los refractarios deben soportar altas temperaturas sin corroerseo debilitarse por el entorno. Los refractarios típicos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxido aglutinadas con un material refractariomás fino. El material refractario, se utiliza en todos los hornos industrialesque se usan en refinerías de petróleo, industria química, etc.

FIG 6.4.5 EJEMPLO DE REFRACTARIOS

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CONCLUSION

Desde mi punto de vista considero que conocer los diferentes materiales polímeros , termoplásticos , termófilos elastómeros , cerámicos , vidrios , arcillas y refractarios nos va ser de gran utilidad al trabajar con ellas , como ingenieros mecatronicos nos interesa conocer las diferentes propiedades que cada materiales presenta , como las propiedades magnética, térmicas, mecánicas, esto y sus usos y aplicaciones de cada tipo de material. Como por ejemplo en los polímeros el más común es el polietileno que está formada por una cadena larga de monómeros presenta propiedades térmicas y mecánicas y resistencia a la corrosión en fin es indispensable conocer las estructura atómica del material como los cristalinos ,amorfos y su tipo de ramificación todo esto para saber cómo se va comportar nuestro material. Los adictivos son sustancias que mejoran las propiedades físicas de los materiales; plastificantes, estabilizadores y colorantes cada uno de estos nos va mejorar los materiales, los adhesivos son sustancias que permiten que dos materiales se encuentren unidos para ello existe un protocolo para el uso de este mismo, consistencia, porosidad, viscosidad entre otros. En líneas generales considero que es muy indispensable como futuros ingenieros conocer e informarnos de los materiales y sus propiedades para el uso correcto que se le deben dar en cada ámbito de nuestra vida, y asi mejorar la calidad de vida de las personas, estos materiales se pueden utilizar en transporte, viviendas, y tecnologías para generar electricidad y

con ello desecher las tecnologías que

consumen los recursos naturales del planeta tierra.

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RECOMENDACIONES Yo recomiendo que se debe investigar mas

para en un futuro aplicar los

conocimientos de los materiales por el bien de la sociedad y asi mejorar en cada ambido de nuestra vida , también creo que es importante darle un buen uso a los diferentes materiles ya que cada uno tiene muchas propiedades que nos sirven dia a dia

FUENTES DE CONSULTA

da

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https://www.researchgate.net/profile/Francisco_LopezCarrasquero/publication/262639386_FUNDAMENTOS_DE_POLIMEROS/links/00b49538 51077bb65f000000/FUNDAMENTOS-DE-POLIMEROS.pdf

https://prezi.com/xig6zio01eue/52-adhesivos-y-aditivos-utilizados-en-polimeros

https://es.pdfcoke.com/doc/94756065/Tipos-de-adhesivos-y-aditivos-utilizados-en-polimeros

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