martes, 23 de mayo de 2017

Materiales sintéticos II

Hemos hablado de aquello que llamamos materiales sintéticos, pero le falta chicha, aquí venimos cargadetes con la segunda parte que entra fresca...fresca.

En este caso lo vamos a dividir en los siguientes apartados:

  1. Macromoléculas, monómeros y polímeros;
  2. ¿Qué es un plástico? (vs un polímero)
  3. Plásticos y elástómeros;
  4. Termoplásticos y termoestables;
  5. Métodos de identificación de elementos plásticos en el automóvil;
  6. Otros métodos de identificación:
    1. Rotura/Flexión;
    2. Pirólisis;
    3. Sensibilidad a distintos disolventes orgánicos;
  7. Reparación de elementos termoplásticos;
    1. Grapado;
    2. Soldadura;
    3. Adhesivos y rellenos;

Macromoléculas, monómeros y polímeros

Se llama macromolécula a aquellas sustancias que tienen una gran masa molecular, una cantidad superior a 100 átomos. Estas pueden ser de orden orgánica o inorgánica y se pueden clasificar en naturales o sintéticas:

  • Macromoléculas naturales:
    • Caucho
    • Celulosa
    • Almidón
    • Proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN)
  • Macromoléculas sintéticas:
    • Plásticos
    • Fibras textiles sintéticas
    • Poliuretano
    • Baquelita
    • LDPE  (Low Density Polyethylene)
    • HDPE (High Density Polyethylene)
Las macromoléculas y polímeros son términos con significado similar y todo depende del punto de vista desde el cual se les considere, por ejemplo, un polímero orgánico es un compuesto formado por la unión de dos o más unidades moleculares carbonadas que reciben el nombre de monómeros, la unión de dos monómeros da lugar a un dímero, la de tres a un trímero, y así sucesivamente

Cuando los polímeros contienen cientos o miles de monómeros constituyen moléculas gigantes a las cuales, por su tamaño, se les da el nombre de macromoléculas.


En los monómeros, por ejemplo, que poseen un alto grado de entrecruzamiento, el polímero resultará mucho más difícil de fundir que aquellos que están formados por monómeros sin cruzamiento, esto va a tener mucha importancia a la hora de soldar plásticos por temperatura.

Se pueden clasificar en:


¿Qué es un plástico? (vs un polímero)

  
Se llaman plásticos a ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.
Claro, que si lo contrastamos con lo que hemos dicho antes, el plástico es un polímero ya que hablan, en los dos casos, de moléculas de carbono unidas en cadena.

Plásticos y elástómeros

Elastómeros, estos muestran un comportamiento elástico de ahí su nombre. El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es más adecuado para referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno o silicio.
Los elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea, de ahí esa considerable capacidad de deformación. Esto quiere decir que sigue siendo solido pero dotado de flexibilidad y elasticidad vamos que a temperatura ambiente las gomas son relativamente blandas y deformables.
Se usan principalmente para cierres herméticos, adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, dando lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de automóvil).

Por otro lado o por contraste, en los plásticos, esta elasticidad y flexibilidad es adquirida cuando el material es sometido a cierta temperatura siendo aun así la misma estructura de cadenas moleculares de carbono, peeeero no todos, solo los termoplásticos.

Aquí dejo una pequeña foto para que te suene mas abajo.

Termoplásticos y termoestables

 •Plásticos termoplásticos:
Se caracterizan porque se ablandan con el calor y se pueden moldear para darle una gran variedad de formas ,sabiendo que al enfriarse volverá a endurecerse manteniendo sus características iniciales .

Este proceso de ablandamiento y endurecimiento puede volverse a repetir cuantas veces se quiera sin que el material modifique su aspecto o sus propiedades.
Estos son:

-Polietileno.

-Poloprileno.                                                                   

-PVC(Cloruro de Polivinilo)

-Acrílicos.

-Nailon.

-Polietileno.

• Plásticos termoestables:
Al calentarlos por primera vez el polímero se ablanda y se le puede dar forma bajo presión. Debido al calor comienza una reacción química en la que las moléculas se enlazan permanentemente. Esto se conoce como degradación. Consecuencia: el polímero se hace rígido  permanentemente y si se calienta no se ablandará si no que se romperá.
Estos son:

-Baquelita(Resinas Fenólicas).

-Melamina(Formaldehído).

-Poliéster.

Métodos de identificación de elementos plásticos en el automóvil

En la reparación de los materiales termoplásticos, es imprescindible conocer la naturaleza de los mismos, pues las soldaduras deben se realizadas con el mismo plástico.

Los métodos más utilizados para realizar su identificación son:
- Por combustión.
- Por el test de soldadura.
- Por la documentación del vehículo desarrollada en microfichas.
- Por el código de identificación incorporado a los materiales plásticos.

La primera identificación consistirá en distinguir un material termoplástico de un termoestable o de un elastómero.
En segundo lugar y por descarte quedan los termoestables y elastómeros, los últimos se identifican fácilmente debido a sus peculiares características, ya que estos materiales se deforman con facilidad en cualquier dirección y cuando cesa el esfuerzo que provoca esta deformación recuperan rápidamente su dimensión o forma inicial.

Identificación de termoplásticos por combustión

Es un procedimiento fácil y rápido, que consiste en identificar el plástico basándose en el análisis de la combustión de un trozo de material extraído del elemento a reparar
- Extraer la muestra necesaria de una parte no vista del elemento a reparar.
- Limpiar el trozo extrído.
- Prender el extremo del trozo con una llama limpia.
- Observar las características de la combustión.

Identificación a través de código del plástico

La industria del automóvil ha introducido un sistema de recuperación que se caracteriza por marcar con un código todas las piezas de plástico.
La marca que identifica el tipo de material utilizado se encuentra en todas las piezas con un peso superior a 50 gramos. Los símbolos pueden colocarse en secuencia horizontal o vertical y cada uno suele estar entre los símbolos ><. Esta simbología viene regulada por la norma ISO 1043 y su equivalente española UNE 53227/92 que permite un reconocimiento del material.


Algunos polímeros sufren modificaciones especiales, como densidad, flexible, plastificado... En estos casos, estas características están reflejadas con la incorporación al código del polímero de una sigla adicional que indica el tipo de modificación.
EJEMPLO en un VEHÍCULO
Para los materiales con refuerzo, se indican también con una letra el tipo de carga o refuerzo y con una segunda, su forma o presentación. En ocasiones, es posible que aparezca a continuación de esta letra un número que indica el porcentaje de la carga de refuerzo.
Ejemplo:

PP-30 G H 30
PP: Polímero base (PP-Polipropileno).
30: Número de carbonos.
G: Carga de refuerzo (G-Vidrio).
H: Forma de la carga de refuerzo (H-Fibra cortada).
30: Porcentaje de carga (30%).

En los termoplásticos es posible encontrar otras siglas que indican la forma de transformación del plástico y que no se deben confundir con la identificación de dicho plástico. Las siglas más habituales son:

-BMC: compuesto moldeable a granel.
-SMC: compuesto moldeable en láminas.


Identificación por test de soldadura

 Si no disponemos de la información anteriormente mencionada, se puede identificar el tipo de material realizando una prueba de soldadura en la parte interior del elemento con diferentes varillas de plástico.

- Quitar la pintura y limpiar una zona de la parte interior del elemento a reparar.
- Seleccionar la tobera de acuerdo con la medida de la varilla.
- Ajustar la temperatura, de acuerdo con el material a soldar.
- Pasar la varilla a través de la tobera y comenzar la soldadura para fijarla al material base. Soldar aproximadamente 2 cm.
- Retirar el soldador, dejar enfriar y a continuación tirar de la varilla.

Si la varilla se desprende es que ese plástico no es igual, ni compatible con el plástico que constituye el elemento a reparar. Por el contrario, si al tirar no se desprende o deja rastros de esta, la varilla es igual o compatible con el plástico. En ocasiones, cuando los plásticos no son compatibles, según se va soldando, la varilla se va despegando.

Identificación por disolventes orgánicos

Estos son los principales disolventes orgánicos, algunos conocidos, otros que no y algunos que desconocíamos su función como disolvente. Dentro de este apartado me ha costado encontrar información, aun así decidí decantarme por los dos tipos dados por Barriga.P en el aula, ABS si le afecta la acetona y llega a tener un aspecto pastoso y en caso contrario se trataría de un XENOY. Esto ha sido explicado brévemente en la entrada de materiales sintéticos.

Reparación de elementos termoplásticos


  • Grapado
En este caso pienso que vale mas un vídeo que soltarte una parrafada aburridita, además el video mola un huevin.
  • Soldadura
Basándonos en fundir los extremos de lo plásticos y unirlos mientras mantiene la textura pastosa  hasta que solidifique.
  • Adhesivos y rellenos
Perdona por la calidad HD, igual no la soporta tu dispositivo. Este vídeo utiliza un adesivo y con una malla termina de rellenar la defensa, está interesante. Muy chulo el VW.

Espero que con videos del final hayas acabado el analisis del blog con mejor sabor de boca que otros ya que no es tan pesado, un besi. 😇

lunes, 15 de mayo de 2017

Materiales sintéticos

La evolución de la especie humana se debe en gran parte al ingenio, obtención e invención de materiales cuyas cualidades técnicas nos son favorables en piezas y/o estructuras. En este caso hablaremos de los materiales sintéticos.

Este va a ser el indice del tema a tratar:


-¿Qué es un material sintético? (¿Qué es sintetizar materiales?)
-¿A qué nos referimos cuando hablamos industriálmente de materiales sintéticos?
-Hitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos.
-Materias primas para la producción de materiales sintéticos. (Origen, obtención…)


¿Material sintético?

Algunos de los materiales que encontramos en la naturaleza no cumplen los requisitos para nuestra sociedad, pues fíjate que somos muy listos y nos las hemos ingeniado para conseguir que los cumplan. Esto materiales están fabricados o modificados a partir de materias primas, por ejemplo, el caucho natural tras el proceso de vulcanización se vuelve mas resistente al descaste sin perder la adherencia, así conseguimos los materiales artificiales y ahora a partir de estos es cuando creamos los sintéticos.
En resumen, mamá naturaleza nos da material, material no gustar y hacer artificiales a partir de estos, nosotros querer mas y crear sintéticos.😀 Es decir la sintetización es un proceso industrial por el cual los materiales son sometidos a reacciones químicas para obtener un material compuesto a raíz de sustancias más simples.

¿A que nos referimos cuando hablamos instrumentalmente de materiales sintéticos?

Si hablamos de materiales sintéticos puede que nos suene a algo raro, pero nanai , hay muchos más materiales sintéticos a tu alrededor de lo puedas llegar a imaginar, como pueden ser los muebles, las sillas, los marcos de fotos, etc.
Los materiales sintéticos, como todo, tienen una clasificación, asi que vamos a ver como podemos diferenciarlos:

-Desde el punto de vista físico y mecánico.

Elastómeros.
Aquellos materiales sintéticos los cuales pueden ser sometidos a una presión, y mientras no se supere su límite elástico, recuperará su forma inicial. El caucho y el caucho sintético son un par de ejemplos.

-Desde el punto de vista químico.

Termoplásticos.
Sintéticos con la capacidad de poder reaccionar a los cambios de temperaturas y así adoptar formas complejas. Además, los termoplásticos tienen la capacidad de ser materiales fácilmente reciclables.
Dentro de este grupo podemos encontrar varios materiales, materiales los cuales podemos identificar de tres formas distintas:

    1. Por sus siglas.
Estas siglas se encontrarán siempre en mayúsculas y entre los símbolos de "mayor que" y "menor que".
    - >PP< : Polipropileno.
    - >PE< : Polietileno.
    - >PS< : Poliestireno.
    - >PC< : Policarbonato.
    - >PVC< : Policloruro de vinilo.
    - >ABS< : Acrilonitrilo butadieno estireno.
    - >XENOY< : Policarbonato de butileno.

    2. Método empírico de la pirólisis.
Este método consiste en ir quemando un plástico, y según las características de la combustión, observamos unas tablas existentes y obtenemos el termoplástico que tenemos.

    3. Si le afecta o no la acetona.
Esto es un poco menos preciso, ya que no nos dará el termoplástico del que se trata, únicamente nos servirá para saber si es >ABS< (la acetona le afecta), si es >XENOY< (la acetona le afecta un poco), y si no le afecta la acetona es algún otro termoplástico.


Termoestables.
Un material termoestables es aquel que una vez confortada la pieza y enfriada, no acepta cambios, por lo tanto estamos hablando también de un material no reciclable. Y algunos ejemplos son la fibra de vidrio, el poliuretano o el epoxi.

Resultado de imagen de goodyear creadorHitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos

Los materiales sintéticos como ya hemos dicho no se encuentran de forma natural, por lo que es necesario que intervenga el hombre para obtenerlos. Pues bien, mayoritariamente nosotros nos referimos a los plásticos cuando hablamos de materiales sintéticos, y el plástico se obtenía en sus inicios de las resinas de los árboles.


Nuestros antepasados empleaban las resinas para hacer ropas, calzado, etc, pero no podemos comenzar a hablar de materiales sintéticos hasta el año 1839, cuando Charles Goodyear volcó de forma accidental un recipiente con azufre y caucho encima de una estufa, este reaccionó y creó un material que se endureció y se volvió impermeable.

Fue en el año 1860 cuando se dio el primer plástico con importancia comercial, esto surgió en Estados Unidos por la necesidad de encontrar un material que pudiera reemplazar el marfil de las bolas de billar. Fue Wesley Hyatt quien trabajando con algodón, ácido nítrico y alcanfor, logró cumplir con el reto de sustituir las bolas de billar, el material que obtuvo es lo que hoy en día conocemos como Celuloide.

Otro año a destacar dentro de los materiales sintéticos es 1906, cuando aparecieron los primero plásticos totalmente sintéticos, fue el químico Leo Hendrik Baekeland quien dio con la fórmula, y su nombre se dio a conocer como Baquelita.

Todos hemos escuchado alguna vez las letras PVC, pues bien, este sintético se descubrió en el año 1920 cuando Waldo Semon a base de mezclas consiguió algo similar al caucho, a pesar de descubrirse en 1920, no fue hasta 1938 cuando se comenzó a comercializar.

La II Guerra Mundial fue otro de los puntos claves para el crecimiento de los sintéticos, ya que con la reducción de suministros de las materias primas, ambos bandos tuvieron que recurrir a la industria de los plásticos, ya que aparentemente era una fuente inagotable de recambios con una calidad aceptable.

Materias primas utilizadas

Los sintéticos inicialmente provenían de las resinas. Pero no es el único método de obtener productos sintéticos, es más, en la actualidad la resina no se emplea para ello.

Hoy en día son las materias de procedencia animal las que se emplean en la industria textil (lana, seda, piel, etc) aunque también en el vehículo podemos encontrar sintéticos de procedencia animal, como por ejemplo el cuero para los asientos.

El reino vegetal es otro gran suministrador de materias primas para confeccionar materiales sintéticos, algunas de las materias que podemos encontrar en la naturaleza y que posteriormente trataremos para convertir en un objeto que nos sea útil son el algodón, el corcho o la madera.

Los fósiles y minerales también son susceptibles de ser transformados en materiales sintéticos mediante una serie de tratamientos (arena, mineral de hiero, carbón, petróleo, etc.).

Resultado de imagen de fibra opticaAsí finalizamos la breve pero interesante entrada sobre los materiales sintéticos, sobre todo en los hitos históricos podemos llegar a comprender la manera con la que esto cambió el planeta, y por supuesto nuestro gran mundo, la automoción.


Un besito.