MATERIALES SINTETICOS 

Queridos bloggers ya estamos aqui de nuevo un dia mas con nuestro blog y la entrada que hoy nos concierne es sobre el mundo de los materiales sinteticos y para ello seguire el siguiente guion:

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

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

Por ejemplo el proceso permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como los plásticos.

Después de ver la imagen anterior os diré que es la sintetización de los materiales  que no es mas que el 

proceso industrial por el cual se consigue crear piezas que son complicadas de obtener por otros procedimientos como el forjado o el mecanizado. Consiste en reducir el material base a polvo para luego comprimirlo en un molde a una determinada presión y calentarlo a una temperatura controlada.

Los materiales sintéticos, en su mayoría son elaborados en base derivados del petróleo.

Las diferentes propiedad físicas de los materiales sintéticos son muy conocidas en la vida cotidiana. Una bolsa de la compra, por ejemplo, se derrite a altas temperaturas, mientras que una cuchara de madera permanece intacta. Conocemos también materiales que mantienen su forma aún cuando se les aplica fuerza, mientras que otros pueden ser estirados y luego vuelven a su forma original. Estas características básicas también se utilizan para clasificar a los materiales sintéticos: los materiales térmicamente deformables se llaman termoplásticos, los materiales resistentes al calor se llaman termoendurecibles y los materiales elásticos se llaman elastómeros.

Sus características especiales dependen de la interconexión de sus macromoléculas. En los termoplásticos, por ejemplo, las macromoléculas se encuentran una junto a la otra. Si este tipo de material sintético se calienta, las moléculas pueden deslizarse unas sobre otras, y el objeto se deforma. Cuando se enfría, el material sintético se endurece y toma una nueva forma. En contraste, los plásticos termoendurecibles están formados por finas mallas de macromoléculas. Las uniones firmes que se producen entre ellas hacen que estas moléculas no se deslicen unas sobre otras cuando se calientan.

Son telas,plásticos, adherentes, recubrientes, pinturas,detergentes, insecticidas, químicos,medicamentos, aceites, grasas, ceras, colorantes,aditivos, y un sinnúmero de substancias que han modificado el mundo.

-ELEMENTOS SINTÉTICOS UTILIZADOS EN VEHÍCULOS Y SUS CARACTERÍSTICAS:

Termoplasticos:

-ABS ( acrilonitrilo-butadieno-estireno): Tiene buenas propiedades en cuanto a rigidez, tenacidad, estabilidad dimensional , resistencia a los productos químicos y buena calidad de las superficies.Se usan en calandras y rejillas, estructuras del salpicadero.

-ALPHA ( abs- policarbonato): Presenta buenas propiedades mecánicas y térmicas es rígido resistente al impacto y con buena estabilidad dimensional. Se utiliza en spoilers, cantoneras, rejillas.

-PA ( poliamida): También conocida como nailon, se fabrica en varias densidades.Es tenaz, resistente al desgaste y a los disolventes usuales.

-PC( policarbonato): Materiales rígidos y duros con una excepcional resistencia al impacto.Son dimensionalmente estables, resistentes a la intemperie y al calor.Es combustible pero de carácter autoextingible. Se utiliza para revestimientos, paragolpes, interiores, pasos de ruedas, carenados de moto.

-PE (polietileno): Es el polimero de mayor producción Es resistente a los productos químicos y a las levadas temperaturas, tiene una gran resistencia a la tracción y al impacto. Se utiliza para baterías, paragolpes, revestimientos.

-PP ( polipropileno): Tiene idénticas aplicaciones que el PE de alta densidad. Es buen aislante y muy resistente a la tracción y a la abrasión.

-PP-EPDM ( etileno-propileno-dieno-monomero): Es elástico y absorbe con facilidad los impactos, es resistente a la temperatura y de buenas propiedades eléctricas. Se utiliza en paragolpes, revestimientos interiores y exteriores.

-PVC 8cloruro de polivinilo): Resistente a la intemperie y a la humedad, pero no a la temperatura, por lo que hay que añadirle diversos estabilizantes. Se utiliza en cables eléctricos, pisos de autocares.

Termoestables:

-GU-P ( resinas de poliester reforzadas con fibra de vidrio): Son materiales rigidos, ligeros y de buenas propiedades mecanicas. Se utiliza en portones, capos, carenados de motos.

-GFK (plasticos reforzados con fibra de vidrio): Presentan una estructura formada por una resina termoendurecible y fibras de vidrio. SE usan en paragolpes, salpicaderos.

-EP ( resina epoxi): Son materiales duros, resistentes a la corrosión y a los agentes químicos no originan encogimiento. Se utiliza como adhesivo para los metales y para la mayoría de las resinas sintéticas.

Elastomeros:

-PU ( poliuretano) y PUR ( poliuretano rigido): Son la base de diversos elastomeros. Resitentes a la abrasion y na notable resistencia al desgarramiento. Se uso en cantoneras, revestimientos interiores, asientos.

Breve historia de los materiales.

PLÁSTICOS es una palabra que deriva del griego "Plastikos" que Significa "Capaz de ser Moldeado", son sustancias de origen orgánico formadas Por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura Carbono e hidrógeno principalmente. Se obtienen mediante reacciones Químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural. Los plásticos son parte de la gran familia de los Polímeros; en si los

Polímeros

es una palabra de origen latín que significa Poli: ”muchas” y meros: “partes”, de los cuales se derivan también otros productos como los adhesivos, recubrimientos y pinturas.

La industria del plástico es una industria joven que tiene poco mas de 100 años. Los primeros 50 años correspondieron a la investigación y la implementación de los descubrimientos realizados, los siguientes veinte años en la difusión de información y aprovechamiento de ellos y los últimos veinte años en optimizar el uso de los mismos.

La investigación de estos materiales inició desde 1830, cuando la investigación pura conduce a muchos científicos a la síntesis de materias primas, que después serán aprovechadas en la elaboración de diferentes plásticos.

A diferencia de materiales existentes en la naturaleza como, la madera y la piel de animales, que han sido utilizadas desde el origen de la humanidad; vidrio y metal que registran su uso en las primeras civilizaciones como Babilonia y Egipto; el plástico, es el primer material sintético, creado por el hombre.

Antes de la aparición del primer plástico sintético, el hombre ya utilizaba algunas resinas naturales, como el betún, gutapercha, goma, laca y ámbar, con los que podían fabricar productos útiles y lograr aplicaciones diversas. Se tienen referencias de que éstas se utilizaban en Egipto, Babilonia, India, Grecia y China, para una variedad de aplicaciones desde el modelo básico de artículos rituales hasta la impregnación de los muertos para su momificación.

El desarrollo de estas sustancias se inició en 1860, cuando el inventor estadounidense Wesley Hyatt desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de alcohol. Su producto, patentado con el nombre de celuloide, se utilizó para fabricar diferentes objetos, desde placas dentales a cuellos de camisa. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y deteriorarse al exponerlo a la luz.

Sin embargo, no es hasta 1907 cuando se introducen los polímeros sintéticos, cuando el Dr. Leo Baeckeland descubre un compuesto de fenol-formaldehído al cual denomina “baquelita” y que se comercializa en 1909. Este material presenta gran resistencia mecánica aislamiento eléctrico y resistencia a elevadas temperaturas. 

Entre los productos desarrollados durante este periodo están los polímeros naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de la celulosa, del nitrato de celulosa o del etanoato de celulosa.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química.

Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros. En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que nombraron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).

       tuberias de poliprepileno

Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y usado para rodillos y sartenes antiadherentes.

 ventana de pvc 

Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno (PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje y aislante térmico.

 poliestireno expandido

También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido adípico, formaban polímeros que bombeados a través de agujeros y estirados formaban hilos que podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.

 nylon

En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.

   vasos de polietileno

Materias primas para la producción de materiales sintéticos

El plástico es considerado un material polimérico orgánico (compuesto por moléculas orgánicas gigantes) que puede deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, cera y el caucho (hule) natural o sintéticas, como el polietileno y el nylon.

La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: obtención de las materias primas, síntesis del polímero básico, obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva.

Materias primas

En un principio, la mayoría de los plásticos se fabricaban a partir de resinas de origen vegetal, como la celulosa (del algodón), el furfural (de la cáscara de la avena), aceites de semillas y derivados del almidón o del carbón. La caseína de la leche era uno de los materiales no vegetales utilizados. A pesar de que la producción del nylon se basaba originalmente en el carbón, el aire y el agua, y de que un tipo de nylon (nylon 11) se fabrica todavía con semillas de ricino, la mayoría de los plásticos se elaboran hoy con derivados del petróleo.

Las materias primas derivadas del petróleo son tan baratas como abundantes. No obstante, dado que las existencias mundiales de petróleo tienen un límite, se están investigando otras fuentes de materias primas, como la gasificación del carbón.

Síntesis del polímero

El primer paso en la fabricación de un plástico es la polimerización. Los dos métodos básicos de polimerización son las reacciones de condensación y las de adición. Estos métodos pueden llevarse a cabo de varias maneras. En la polimerización en masa se polimeriza sólo el monómero, por lo general en una fase gaseosa o líquida, si bien se realizan también algunas polimerizaciones en estado sólido. Mediante la polimerización en disolución se forma una emulsión que se coagula seguidamente. En la polimerización por interfase los monómeros se disuelven en dos líquidos inmiscibles y la polimerización tiene lugar en la interfase entre los dos líquidos.

Aditivos

Con frecuencia se utilizan aditivos químicos para conseguir una propiedad determinada. Por ejemplo, los antioxidantes protegen el polímero de degradaciones químicas causadas por el oxígeno o el ozono. De una forma parecida, los estabilizadores lo protegen de la intemperie. Los plastificantes producen un polímero más flexible, los lubricantes reducen la fricción y los pigmentos colorean los plásticos. Algunas sustancias ignífugas y antiestáticas se utilizan también como aditivos. Muchos plásticos se fabrican en forma de material compuesto, lo que implica la adición de algún material de refuerzo (normalmente fibras de vidrio o de carbono) a la matriz de la resina plástica. Los materiales compuestos tienen la resistencia y la estabilidad de los metales, pero por lo general son más ligeros. Las espumas plásticas, compuestas de plástico y gas, proporcionan una masa de gran tamaño pero muy ligera.

Forma y acabado

Las técnicas empleadas para conseguir la forma final y el acabado de los plásticos dependen de tres factores: tiempo, temperatura y deformación. La naturaleza de muchos de estos procesos es cíclica, si bien algunos pueden clasificarse como continuos o semicontinuos.

Una de las operaciones más comunes es la extrusión. Una máquina de extrusión consiste en un aparato que bombea el plástico a través de un molde con la forma deseada. La máquina de extrusión también realiza otras operaciones, como moldeo por soplado o moldeo por inyección.

Otros procesos utilizados son el moldeo por compresión, en el que la presión fuerza al plástico a adoptar una forma concreta, y el moldeo por transferencia, en el que un pistón introduce el plástico fundido a presión en un molde. El calandrado es otra técnica mediante la que se forman láminas de plástico. Algunos plásticos, y en particular los que tienen una elevada resistencia a la temperatura, requieren procesos de fabricación especiales.

Queridos bloggers hasta aquí la entrada de hoy que como siempre que pensamos que es breve se acaba alargando mas de la cuenta. Las cosas bien hechas bien parecen así que no por ser breve tiene que ser mala.  Un saludo bloggers vamos a sintetizarrrr