Polimeros Termoendurecibles 2g1743

Polimeros termoendurecibles

Definición Los termoestables son cadenas de polímeros con enlaces altamente cruzados, que forman una estructura de red tridimensional. Ya que las cadenas no pueden girar ni deslizarse, estos polímeros poseen buena resistencia, rigidez y dureza. Sin embargo, también tienen baja ductilidad, propiedades al impacto y una alta temperatura de transición vítrea. En un ensayo de tracción los polímeros termoestables presentan el mismo comportamiento de los metales o los cerámicos frágiles. Los polímeros termoestables a menudo se inician como cadenas lineales. Dependiendo del tipo de unidades de repetición y del grado de polimerización, el polímero inicial puede ser un sólido o una resina liquida; en algunos casos, esta se utiliza en dos o tres paredes (como en el caso de los dos recipientes de cemento epóxico de uso común). El calor, la presión, la mezcla de las varias resinas u otros métodos, inician la formación de enlaces cruzados. Este proceso no es reversible: una vez formado, no es posible reciclar de manera conveniente los termoestables. Un polímero con enlaces cruzados puede, generalmente, clasificarse en uno de estos dos grupos: Materiales con ligero entrecruzamiento (elastómeros). Materiales con gran entrecruzamiento (termoendurecibles o termoestables) Los plásticos termoendurecicbles o termoestables (thermosets) son polímeros que mediante la presión y la temperatura se reblandecen y pueden moldearse en su fase fluida una sola vez y antes de que la reacción de polimerización haya finalizado por completo. El producto final termoestable ya no se reblandece nuevamente por acción de la presión y la temperatura, pues a elevadas temperaturas experimenta su descomposición. Una vez que han sufrido el proceso de calentamiento-fusión y formación-solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído, entre los que podemos distinguir: Polímeros del fenol: Son plásticos duros, insolubles e infusibles pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos. Resinas epoxi. Resinas melamínicas. Baquelita. Aminoplásticos: Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la melamina. Poliésteres: Resinas procedentes de la esterificación de polialcoholes, que suelen emplearse en barnices. Si el ácido no está en exceso, se obtienen termoplásticos. [editar]

Identificación

Este tipo de plásticos presenta una estructura rígida y dura. Sus pruebas características son:

Si los flexionamos en exceso no se deforman sino que se parten. Al calentarlos no podemos darle forma, ni se ablandan, no aparece con facilidad llama ni fluyen; por el contrario se carbonizan y se deshacen, perdiendo sus propiedades. Estos plásticos no son soldables. Con ellos se utilizan métodos de reparación con adhesivos químicos. La identificación de termoestables se decide atendiendo a las siglas que hacen referencia a la presentación y sistema de transformación y elaboración. Las principales siglas que existen en piezas plásticas en automoción son: SMC (Sheet Moulding Compound) Compuesto moldeable en lámina. BMC (Bulk Moulding Compound) Compuesto moldeable a granel. DMC (Dough Moulding Compound) Compuesto moldeable en argamasa. ZMC Materia a moldear-prensa-molde-línea de acabado de acabado que reúne a un conjunto de tecnología-productos altamente automatizados.

Resinas epoxicas Los epóxico son polímeros termoestables, formados por moléculas que contienen un anillo cerrado C-O-C. Durante la polimerización, los anillos C-O-C se abren y los enlaces son reacomodan para unir las moléculas. Casi todas las resinas epóxicas comerciales se hacen a partir del bisfenol A (obtenido a partir del fenol y la acetona), y la epiclorhidrina (producida a partir del alcohol alílico). Estas moléculas se polimerizan para producir cadenas y a continuación se les hace reaccionar con agentes que aceleran el curado que proporcionan los enlaces cruzados. Sus propiedades más importantes son: alta resistencia a temperaturas hasta de 500°C, elevada adherencia a superficies metálicas y excelente resistencia a los productos químicos. Se usan principalmente en recubrimientos de latas, tambores, superficies de acabado de aparatos y como adhesivo. Los epóxicos se utilizan como adhesivos; partes moldeadas rígidas para aplicaciones eléctricas; Componentes automotores; tableros de circuito; artículos deportivos y como matriz para materiales compuestos para alto rendimiento, reforzados con fibra para uso aerospacial.

Estructura de epoxi prepolymer. n indica el número de subunidades polimerizados y se encuentra en el rango de 0 hasta casi 25.

Estratificados y “composites” Resinas Compuestas: Las resinas compuestas son acrílicas y endurecen por reacción de polimerización, es decir, a través de una reacción química donde monómeros reaccionan entre si para formar un polímero (compuesto de alto P.M.). 

Características de los polímeros:

-Molécula de gran tamaño. -P.M. variado. -Configuraciones en distintas formas. -Origen (orgánico, inorgánico). 

Propiedades Físicas:

1.-Composición. 2.-P.M. 3.-Estructura. 3.-Estructura. 4.-Temperatura. En polimerizaciones lineales, existen fuerzas secundarias, en donde a mayor temperatura, las cadenas se separan y se hacen más blandas. 

Mecanismos de Polimerización:

1.-Por Condensación: Este tipo de polimerización ocurre cuando luego de la unión de los monómeros, se forma un producto secundario o lateral, como por ejemplo amoniaco, agua, ác. alógenos, etc. 

Características:

-Cambios en la composición molecular → la cantidad de productos es menor que la de los reactantes, por lo que se forma un producto colateral. X e Y → reactantes. Z → producto de menot tamaño, siendo un dímero más pequeño. -Procedimiento lento. -Formación de subproductos. -Las moléculas no tienen gran tamaño. X + Y → Z + prod. 2o 2.-Por Adhesión. 1.-Polimerización por condensación. 2.-Polimerización por adhesión. En esta polimerización, no hay producción de subproductos, sino para el iniciador 

Características: -Se requiere de una molécula insaturada, como por ejemplo un alqueno.

-No hay cambios en la composición. -Unión rápida, en cadena. -Exotérmica, se genera calor, debido a la formación de enlaces. -Molécula de gran tamaño. 

Activación de la polimerización:

-Iniciador → da los radicales libres. -Energía → se le da a los iniciadores para que produzca R.L. El iniciador se une a 1 de los doble enlaces y deja el otro carbono como R.L. para que éste se una con otros monómeros. Monómero + Iniciador + Energía → Polímero. 

Origen de la energía.

1.-Sist. Químico → por ejemplo amina 3o. 2.-Medio Físico → por ejemplo termoactivados. 3.-Medio Luz → fotoactivados. 

Períodos de polimerización por Adición:

1.-Inducción. 2.-Propagación. 3.-Terminación. 4.-Transferencia de cadenas. [editar]Resinas

fenólicas (PF)

La reacción entre el fenol y el formaldehído tiene como resultado las resinas fenólicas o fenoplast. Existen dos tipos de resinas fenólicas, los resols y el novolac. Los resols se obtienen cuando se usa un catalizador básico en la polimerización. El producto tiene uniones cruzadas entre las cadenas que permiten redes tridimensionales Termofijas. El novolac se hace usando catalizadores ácidos. Aquí las cadenas no tienen uniones cruzadas por lo que el producto es permanentemente soluble y fundible. Las propiedades más importantes de los termofijos fenólicos son su dureza, su rigidez y su resistencia a los ácidos. Tienen excelentes propiedades aislantes y se pueden usar continuamente hasta temperaturas de 150'C. Se usan para producir controles, manijas, aparatos, pegamentos, adhesivos, material aislante., laminados para edificios, muebles, tableros y partes de automóviles. Estas resinas son las más baratas y las más fáciles de moldear. Pueden reforzarse con aserrín de madera, aceites y fibra de vidrio. Las tuberías de fibra de vidrio con resinas fenólicas pueden operar a 150'C y presiones de 10 kg/cm². Nombre

Resina Fenólica

Peso específico

1.3 - 1.9 kg/dm3

Resistencia tracción

2.5 - 8.4 kg/mm2

Compresión

7 - 25 kg/mm2

Color

Oscuro, marrón, negro

Combustibilidad

Arde con gran dificultad

Permeabilidad a la luz Transparente a opaco

Envejecimiento

Oscurece ligeramente

Temperatura máxima 116ºC - 175ºC

Nombres comerciales Baquelita, Durita, Resiform,...

Baquelita

La estructura química de la Baquelita.

Radio de Baquelita en el Museo de la Baquelita de Williton (Reino Unido)

La baquelita fue la primera sustancia plástica totalmente sintética,[cita requerida] creada en 1907 y nombrada así en honor a su creador, el belga Leo Baekeland (el Premio Nobel en Química Adolf von Baeyer experimentó con este material en 1872 pero no completó su desarrollo). Fue también uno de los primeros polímeros sintéticos termoestables conocidos.1 Se trata de un fenoplástico que hoy en día aún tiene aplicaciones interesantes. Este producto puede moldearse a medida que se forma y endurece al solidificarse. No conduce la electricidad, es resistente al agua y los solventes, pero fácilmente mecanizable. Su permitividad dieléctrica relativa es de 0,65. El alto grado de entrecruzamiento de la estructura molecular de la baquelita le confiere la propiedad de ser un plástico termoestable: una vez que se enfría no puede volver a ablandarse. Esto lo diferencia de los polímeros termoplásticos, que pueden fundirse y moldearse varias veces, debido a que las cadenas pueden ser lineales o ramificadas pero no presentan entrecruzamiento. Contenido [ocultar]

•

1 Síntesis

•

2 Aplicacion es

•

3 Referenci as

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4 Enlaces externos

[editar]Síntesis Su síntesis se realiza a partir de moléculas de fenol y formaldehído (Proceso de Baekeland), en proporción 2 a 3: el formaldehído sirve de puente entre moléculas de fenol, perdiendo su oxígeno por sufrir dos condensaciones sucesivas, mientras que las moléculas de fenol pierden dos o tres de sus átomos de hidrógeno, en orto y para, de forma que cada formaldehído conecta con dos fenoles, y cada fenol con dos o tres formaldehídos, dando lugar a entrecruzamientos. En exceso de fenol, la misma reacción de condensación da lugar a polímeros lineales en los que cada fenol sólo conecta con dos formaldehídos.1

[editar]Aplicaciones El atractivo estilo retro de los viejos productos de baquelita y la producción masiva, han hecho que, en los últimos años, los objetos de este material, se lleguen a considerar de colección. Su amplio espectro de uso la hizo aplicable en las nuevas tecnologías del momento, como carcasas de teléfonos y radios, hasta estructuras de carburadores. Se utiliza hasta hoy en asas de cacerolas.

Los materiales termoestables Son más resistentes al calor que los termoplásticos y cuando se calientan no se funden, sino que los enlaces que mantienen unidas las moléculas que forman el material se destruyen y este se degrada. Esto quiere decir que no pueden reciclarse mediante calor, puesto que no pueden refundirse para darles una nueva forma, aunque existen procedimientos de reciclado químico. Este comportamiento de los plásticos termoestables se debe a que presentan una estructura interna mucho más compacta que la de los termoplásticos, debido a la existencia de un mayor número de enlaces entre las moléculas que los componen. Son materiales resistentes a la acción de esfuerzos mecánicos, pero resultan más frágiles que los termoplásticos. El hecho de que no puedan fundirse representa una dificultad a la hora de trabajar con este tipo de plásticos. En general, son más difíciles de fabricar y también más complejos los procedimientos para darles forma. Los plásticos termoestables más utilizados son los poliésteres, la baquelita, las resinas epoxi y el poliuretano.

Ejem plo de material termoestable: mango de un cazo, fabricado con baquelita. El fondo del cazo está recubierto con teflón.

PLÁSTICOS TERMOESTABLES

PROPIEDADES

APLICACIONES PRINCIPALES

Resinas

Duras, resistentes al

Industria eléctrica y electrónica,

fenólicas,

calor y a los productos laminados, recubrimientos,

Baquelita

químicos, buenos

menaje de cocina, adhesivos.

aislantes. Melamina

Resistente a la

Laminados y recubrimientos de

corrosión y a los

muebles (formica), industria

agentes químicos, poco eléctrica, adhesivos y barnices. inflamable. Resinas epoxi

Tenaces con elevada

Encapsulados de componentes

resistencia al impacto. electrónicos, matrices de materiales compuestos, adhesivos, pinturas y barnices. Formaildehido El formaldehído o metanal es un compuesto químico, más específicamente un aldehído (el más simple de ellos) es altamente volátil y muy inflamable, de fórmula H2C=O. Fue descubierto en 1867 por el químico alemán August Wilhelm von Hofmann. Se obtiene por oxidación catalítica

del alcohol metílico. A temperatura normal es un gas (en C.N.P.T.) incoloro de un olor penetrante, muy soluble en agua y en ésteres. Las disoluciones acuosas al ≈ 40 % se conocen con el nombre de formol, que es un líquido incoloro de olor penetrante y sofocante; estas disoluciones pueden contener alcohol metílico como estabilizante. Puede ser comprimido hasta el estado líquido; su punto de ebullición es -21 °C. Tiene muchos nombres (ver tabla principal); su nombre tradicional proviene de formica, el nombre latín de hormiga; su nombre según la nomenclatura

General Otros nombres

Formalina; Formaldehído; Aldehído fórmico; Óxido de metileno; Metanaldehído;

Oxometano; Formol. Fórmula

H-HC=O

semidesarrollada Fórmula molecular

CH2 O Identificadores

Número CAS

50-00-0

PubChem

712 Propiedades físicas

Estado de agregación

Gas

Apariencia

Incoloro

Densidad

820 kg/m3; 0,82 g/cm3

Masa molar

30,026 g/mol

Punto de fusión

181 K (-92 °C)

Punto de ebullición

252 K (-21 °C) Propiedades químicas

Solubilidad enagua

40 % v/v de agua a 20 °C

Momento dipolar

2,33 D

Formaldehido El formaldehído es un alergeno muy extendido ya que se encuentra presente en múltiples productos y se incorpora a otros muchos en los procesos de fabricación incluyendo plásticos, fluidos de corte, medicamentos, telas, cosméticos y detergentes.

Sinónimos

Usos

Reacciones cruzadas

Formaldehído Formalina Formol Oximetileno Veracur

Antiperspirante Astringente Cosmeticos Plasticos dentales Desinfectantes Materiales de limpieza en seco Soluciones de embalsamar Fertilizantes Aislantes

Resina arilsulfonamida Cloruro de clorallilhenaminium DMDM hidantoina

Productos de tinción de pieles Fluidos de cort de metales Medicaciones Pinturas Fabricación de papel Fijadores en patologia Fotografia Plasticos y resinas Industria de conservante de goma

¿Qué es el formaldehido? Es formaldehído es un producto químico que se utiliza ampliamente como bactericida o conservante, en la fabricación de ropa, plásticos, papel, tableros y en otros muchos usos. De hecho el formaldehído está muy extendido en nuestro medio. También puede encontrarse en muchos productos como producto de descomposición o alteración de los mismos. ¿Cuáles son las fuentes más probables del o con formaldehído? Las posibilidades de ar con el formaldehído son muy numerosas, pero las más frecuentes son la ropa con planchado permanente, cosméticos y exposición en el trabajo.

Resinas fenólicas .6.- APLICACIONES. Las resinas fenólicas según su campo de aplicación pueden ser clasificadas en tres grandes grupos: 1. Resinas fenólicas técnicas (RFT) se utilizan para: abrasivos, materiales de fricción,

textil, fundición, filtros, lacas y adhesivos. 2. Resinas fenólicas para madera y aislantes (RFMA) tienen su campo de aplicación en: lanas minerales, impregnaciones, materiales de madera, espumas. 3. Resinas fenólicas para polvos de moldeo (PM), que son suministradores de las industrias eléctrica, automovilística y electrodoméstica. A continuación se exponen algunas de las aplicaciones más importantes de las resinas fenólicas (1-3,12,35-39):

•

Composites de madera

Este tipo de aplicación incluye: es multilaminares, madera aglomerada, es de madera conglomerada con fibra y composites de madera macroscópicos tales como vigas, etc. Cuando se requiere resistencia a la humedad se eligen resinas fenólicas y/o base resorcinol. Cuando dicha resistencia no es requerida se utilizan otros productos tales como resinas urea-formaldehido, melanina-formaldehido, poliuretanos y emulsiones tipo polivinil acetato. La fabricación de es multilaminares requiere adherir tres o más capas de madera con una resina fenólica bajo unas determinadas condiciones de calor y presión. La formulación de la resina depende de si se utiliza un proceso de fabricación húmedo o seco. Se suelen usar resoles solubles en agua. En general, la resina se combina con rellenos y disolventes que controlan la humedad y evitan la penetración del substrato. Por ejemplo, para el caso de resoles, el tiempo de curado del es 5 min. a 140-150 ºC para es delgados y 1-1.5 min/mm para es con grosores mayores de 10 mm. En investigaciones referentes a la producción de es multilaminares con pasta Kraft, la adición de ésta, produce la sustitución parcial del fenol disminuyendo el formaldehido y alcali (NaOH, KOH) necesario para la producción de dichos es. Esta adición no empeora las propiedades de la resina (viscosidad, estabilidad,...). La fabricación de maderas aglomeradas requieren resoles líquidos. Las temperaturas y presiones dependen de la densidad del composite final. Para la obtención de determinados composites ("wafer board") se utilizan maderas de árboles de poco diámetro. Pueden ser unidos con resinas sólidas mediante pulverización.

•

Uniones de fibra.

Son uniones de vidrio y lanas de vidrio minerales con resoles solubles en agua de bajo peso molecular que se utilizan como aislantes. También se usan dispersiones fenólicas con bajas concentraciones de volátiles. La resinas elegidas para este tipo de operaciones son de tipo orto o combinaciones de resoles y novolacas. Son muy utilizadas en la industria de la construcción y automoción.

•

Laminados.

Existen una gran variedad de aplicaciones para laminados con base papel, algodón o sustrato de vidrio. Los laminados pueden ser decorativos o industriales (circuitos electrónicos, tubos, barras, ...) La producción de laminados requiere la impregnación de láminas con soluciones de resina fenólica, donde la penetración de la fibra es función de la viscosidad y estructura molecular de la resina. Más tarde la lámina impregnada se seca en un horno donde los disolventes se evaporan. El contenido de resina dependiendo del uso varía entre 30 y 70 % en peso de la lámina curada. Las temperaturas de curado oscilan entre 150 y 175 ºC, y las presiones entre 3.4 y 14 MPa. Entre sus propiedades más importantes destacan la resistencia al uso y a la humedad, las buenas propiedades mecánicas y sus excelentes propiedades aislantes.

•

Resina para fundición

Las resinas fenólicas son importantes en la industria de la fundición aunque la cantidad de agente ligador para la consolidación de las arenas de moldeo es aproximadamente entre 2 y 3 % en peso.

•

Abrasivos

Existen dos tipos de abrasivos con base resina fenólica: a) Uniones abrasivas (ruedas de molienda, ...): poseen una gran resistencia a la tensión y a la temperatura. Su principal aplicación es la molienda de metales b) Baños abrasivos (papel de lija, discos,...): resisten altas temperaturas. En este caso los papeles se bañan con resoles de viscosidad media y se deposita electrostáticamente el material abrasivo.

•

Materiales de fricción

La industria de la automoción posee componentes sometidos a fricción tales como frenos, embragues, transmisiones, que están fabricados con resinas fenólicas. Sus procesos de fabricación más comunes incluyen: impregnación, extrusión, moldeo y secado. Se utilizan novolacas o resoles (sólidos o líquidos) en un 10-20 % en peso de la mezcla de composite. Otros ingredientes incluyen rellenos, fibras semimetálicas, ... La combinación de los diferentes aditivos, el tipo de resina fenólica y el proceso empleado determinan las propiedades de fricción, niveles de ruido y resistencia térmica del composite final.

•

Materiales de moldeo

Los materiales de moldeo fenólicos son composites que contienen rellenos (fibras o partículas), aditivos y una elevada concentración de resina ligadora. La carga más utilizada es la harina de madera (pino,...). Si se exigen características de resistencia a la humedad y estabilidad dimensional se usan talcos, carbonato de calcio, amianto, mica (aplicaciones eléctricas) y fibras de vidrio cortas. En caso de necesitar buenas propiedades mecánicas se introduce algodón. Algunos materiales de moldeo contienen cargas de grafito, bisulfuro de molibdeno, para mejorar el coeficiente de frotamiento. Propiedades importantes del producto curado incluyen: - Resistencia a la temperatura (aplicaciones en automoción). - Buenas propiedades eléctricas - Resistencia a disolventes. Las propiedades finales dependen del tipo de resina, relleno y de sus concentraciones. La resina fenólica utilizada en materiales de moldeo es novolaca curada con HMTA aunque también se usan combinaciones de novolacas y resoles para aplicaciones en electricidad.

La utilización de los materiales de moldeo es dirigida a la fabricación de rios eléctricos, utensilios domésticos, cajas de fusibles, reles, soportes, bobinas, partes de teléfonos, ...

•

Baños y adhesivos

La mayoría de las aplicaciones para baños y adhesivos poseen resinas fenólicas y otros polímeros de tipo termoplástico o termoestable. En el caso de baños se utilizan en la fabricación de pinturas anticorrosión, barnices, lacas aislantes (industrias eléctricas), pulimentos,... La formulación con epóxidos, acrílicos, ... proporcionan diferentes propiedades a los sistemas de curado. Las composiciones de resinas fenólicas (generalmente novolacas) varía dependiendo del polímero con el que se combine. En general poseen las siguientes propiedades: - Buena resistencia a los disolventes. - Resistencia a la abrasión. - Estabilidad térmica. - Propiedades anticorrosivas y aislantes. Las combinaciones más comunes para la obtención de adhesivos son:

- Nitrilo-fenólica - Butadieno-fenólica - Etilenpropilendien - goma - Resinas con base neopreno y terpeno.

•

Nuevos desarrollos

Sus buenas propiedades tales como la buena resistencia mecánica y a la llama, su reducida densidad de humos y toxicidad, y su resistencia al uso entre otras muchas, son responsables del desarrollo de nuevas aplicaciones tales como:

a) Revestimientos, que pueden ser de dos tipos: Revestimientos cocidos Revestimientos para cubos y tambores Revestimientos para contenedores de comida Revestimientos para coches, intercambiadores de calor y equipos industriales. Revestimientos secados al aire Varnices Apresto (pintura) con base alcali Apresto (pintura) para labado b) Las resinas reforzadas con fibra (FRP) son utilizadas en la industria de la automoción. Estas poseen una baja densidad, elevada resistencia a la tensión y al impacto, resistencia a la corrosión, baja transmisión de calor, buen aislante eléctrico, baja transmisión del sonido y buena resistencia al uso. c) Espumas fenólicas: Poseen una serie de ventajas frente a otro tipo de aislantes tales como una gran resistencia a la llama, reducida emisión de humos, toxicidad nula y poco peso. Son utilizadas generalmente en la industria de la construcción, recubrimientos de recipientes y tubos en industrias de proceso, circuitos de refrigeración y ventilación. En la figura 23 se pueden observar algunas aplicaciones más representativas de las resinas fenólicas.

Fig. 23.- Aplicaciones comunes de resinas fenólicas. 2.5.- PROPIEDADES.

PROPIEDADES FISICAS

•

Densidad:

- 0.9 - 1.25 g/cm3 para resinas líquidas - 1.2 - 1.3 " para resinas sólidas - 1.3 - 1.8 " para los materiales de moldeo •

Las posibilidades de coloración son limitadas (tonos oscuros)

•

La absorción de agua depende, en los materiales de moldeo, de la carga. Por ejemplo, a temperatura ambiente, después de 24 h. de inmersión, se tendrá un 0.1 % en caso de tener una carga mineral y un 0.6 % para una carga textil.

PROPIEDADES MECANICAS (Para objetos moldeados)

•

Las resistencias a tracción, compresión, flexión dependen de la carga. La tensión a ruptura varía: - en tracción de 25 a 50 MPa - en compresión de 140 a 250 MPa - en flexión de 55 a 91 MPa

•

Debido a su red tridimensional las piezas moldeadas no presentan prácticamente alargamiento a ruptura.

•

Resistencia al choque: la resistencia Charpy con probeta entallada es característica de la naturaleza de la carga utilizada. Esta determinación sirve de base para la clasificación de los materiales de moldeo.

PROPIEDADES TERMICAS

Estas resinas tienen una conducta térmica muy buena. Por ejemplo, los materiales de moldeo pueden soportar, sin daño, durante 24 h una temperatura de 200 ºC , si la carga es harina de madera y entre 220 y 230 ºC si las cargas son de tipo mineral.

COMPORTAMIENTO AL FUEGO

Los fenoplastos son infusibles. Por encima de 250 ºC se descomponen liberando principalmente vapor de agua, gas carbónico y monóxido de carbono.

CONDUCTA QUIMICA

•

Resisten a los disolventes, ácido y bases débiles.

•

Son atacados por ácidos y bases fuertes (sobre todo).

CONDUCTA EN EL TIEMPO

Presentan un comportamiento muy bueno al envejecimiento natural. Sin embargo, amarillean por la acción de la luz solar. Para paliar este inconveniente, se utilizan pinturas por las que tienen buena afinidad.

Otras propiedades interesantes son: - Excelentes características dieléctricas. - Poco peso. - Resistencia a la corrosión. - Bajo coste. - Superficie dura y lisa. - Resistencia a la abrasión - Baja emisión de humos tóxicos.

En la tabla 11, se presentan algunas propiedades representativas de novolacas obtenidas con distintos tipos de catalizador (3).

Tipo de catalizador Propiedades

Acido

Acetato de cinc

0.75

0.60

2,2',%

6

45

2,4',%

73

45

4,4',%

21

10

4

7

Mn

900

550

Mw

7300

1800

% agua

1.1

1.9

Tg (ºC)

65

48

Tiempo de gel (s)

75

25

Relación molar formaldehido-fenol. Análisis RMN

Análisis GPC % fenol

Tabla 11.- Propiedades de las novolacas.

En la tabla 12, se presentan algunas propiedades representativas de los resoles obtenidas con distintos tipos de catalizador (3).

Tipo de catalizador Propiedades

NaOH

Hexa

Concentración, pph

3

10

Relación molar

2

1.5

100

Hinchada

6

8

Mn

280

900

Mw

500

3000

Tg (ºC)

35

47

Tiempo de gel (s)

65

110

formaldehido-fenol. Solubilidad en agua (%) Análisis GPC % fenol

Tabla 12.- Propiedades de los resoles.

Una vez curadas las resinas fenólicas para unas aplicaciones determinadas pueden tener las siguientes propiedades (34) que se presentan en la tabla 13:

Compuesto

Fenol formaldehido

Fenol -formaldehido

Fenol -formaldehido

Tipo de resina

Termoestable

Termoestable

Termoestable

Clase o modificación

Relleno de cuerda

Relleno de celulosa

Moldeo (grado mecánico y químico)

Laminas

Laminas

Tubos, otros

Moldeo a presión

Moldeo a presión

Calentamiento

1011-1012

1011-1013

1.0-7 1012

7-10

5-9

6.5-7.5

PROP. MECANICAS

-

-

-

Mod. elástico,103 psi

900-1300

800-1200

4-5

Resist. tensión, psi

6000-9000

6500-8500

6000-9000

Dureza Rockwell

-

M 110 - M 120

M 93-M 120

-

0.35-0.40

-

Alcalis fuertes

Pobre

Pobre

Pobre

Alcoholes

Buena

Buena

Buena

Media o buena

Media o buena

Media o buena

Hidrocarb. alifat.

"

Excelente

"

Hidrocarb. aromat.

"

"

"

Buena

"

Excelente

Opaco

Opaco

Claro

-

-

Sin color

Forma Fabricación PROP.ELECTRICAS Resistividad-ohm cm Cte. dieléctrica,60

PROP. TERMICAS Calor específ., cal/g RESIST. QUIMICA

Esteres

Aceites VARIAS PROP. Claridad Color

Normas ASTM

D700, D257, D150,...

D700, D257, D150,...

D785, D257, D150,...

Tabla 13.- Propiedades de resinas formofenólicas para algunas aplicaciones.

Para comparar dichas propiedades con la de otro tipo de plásticos (34) se puede observar la tabla 14.

Compuesto Tipo de resina Clase o modificación Forma

Epoxi

Melaninaformaldehido

Melaninaformaldehido

Termoestable

Termoestable

Termoestable

Sin relleno

Relleno de celulosa Relleno de minerales (eléctricos)

Lacas

Tubos, otros

Tubos, otros

Impregnación

Moldeo a presión

Moldeo a presión

1012-1014

1012-1014

1013-1014

3.5-5.0

7.9-9.4

10.2

> 300

1300

1950

Resist. tensión, psi

4000-13000

7000-13000

5500-6500

Dureza Rockwell

M 75 - M 110

M 110 - M 124

E 90

Fabricación PROP.ELECTRICAS Resistividad-ohm cm Cte. dieléctrica,60 PROP. MECANICAS Mod. elástico,103 psi

PROP. TERMICAS Calor específ., cal/g

0.25-0.40

0.40

-

Excelente

Pobre

Pobre

Alcoholes

"

Buena

Buena

Esteres

-

"

"

Excelente

"

"

Hidrocarb. aromat.

"

"

"

Aceites

"

"

"

Transparente

Transparente

Opaco

Sin color

Sin color

Oscuro

D785, D257, D150,...

D704, D257, D150,...

D704, D257, D150,...

RESIST. QUIMICA Alcalis fuertes

Hidrocarb. alifat.

VARIAS PROP. Claridad Color Normas ASTM

Tabla 14.- Propiedades de diferentes resinas para algunas aplicaciones http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/00017124.htm Una Resina Epoxi o poliepóxido es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o "endurecedor". Las resinas epoxi más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol-a. Los primeros intentos comerciales de produccióntuvieron lugar en 1927 en los EE. UU. El mérito de la primera síntesis de una resina basada en bisfenol-a lo comparten el Dr. Pierre Castan de Suiza y el estadounidense Dr. S. O. Greenlee en 1936. El trabajo del suizo fue licenciado por la compañía química Ciba-Geigy, también suiza, que se convirtió rápidamente en uno de los 3 mayores fabricantes mundiales de resinas epoxi, comercializándolas bajo el nombre de

Araldite; aunque a finales de los años 90 abandonó ese negocio. El trabajo del Dr. Greenlee fue a parar a una compañía pequeña, que luego fue comprada por la Shell. Los epoxis tienen múltiples aplicaciones, y entre otras: Pinturas y acabados Los epoxis se usan mucho en capas de imprimación, tanto para proteger de la corrosión como para mejorar la adherencia de las posteriores capas depintura. Las latas y contenedores metálicos se suelen revestir con epoxi para evitar que se oxiden, especialmente en alimentos ácidos, como el tomate. También se emplea en decoraciones de suelos de alta resistencia, como el terrazo. Adhesivos A esta familia de adhesivos corresponden todos aquellos que están bajo la marca Araldit. Las resinas epoxídicas son un tipo de adhesivos llamados estructurales o de ingeniería el grupo incluye el poliuretano, acrílico y cianoacrilato. Estos adhesivos se utilizan en la construcción de aviones, automóviles, bicicletas, esquíes. Sirven para pegar gran cantidad de materiales, incluidos algunosplásticos, y se puede conseguir que sean rígidos o flexibles, transparentes o de color, de secado rápido o lento. En general, si el secado de un adhesivo epoxídico se realiza con calor, será más resistente al calor y a los agentes químicos que si se seca a temperaturaambiente. La resistencia a la tracción de este tipo de adhesivos puede llegar a superar los 350 kg/cm², lo que les convierte en el adhesivo más resistente del mundo. Materiales compuestos Las resinas epoxi se usan tanto en la construcción de moldes como de piezas maestras, laminados, extrusiones y otras ayudas a la producción industrial. Los resultados son más baratos, resistentes y rápidos de producir que los hechos de madera, metal, etc. Los compuestos de fibras y epoxi, aunque son más caros que lo de resinas de poliéster o de éster de vinilo, producen piezas más resistentes. Sistemas eléctricos y electrónicos En generación eléctrica encapsulan o recubren lo motores, generadores, transformadores, reductoras, escobillas y aisladores, para protegerlos. Además, las resinas epoxi son excelentes aislantes eléctricos y se usan en muchos componentes, para proteger de cortocircuitos, polvo, humedad, etc. En la industria electrónica se usan con profusión para el encapsulado de los circuitos integrados y los transistores, también se usan en la fabricación de circuitos impresos. El tipo de circuito impreso más frecuente FR-4 no es más que un sándwich de capas de fibra de vidrio pegadas entre sí por resina epoxi. También se usan en el pegado de las capas de cobre en las placas y forman parte de la máscara de soldadura de muchos circuitos impresos. Consumo y aplicaciones naúticas Se pueden encontrar resinas epoxi en ferreterías y grandes almacenes, generalmente en forma de adhesivos de dos componentes. Se venden también en tiendas de náutica para reparación de barcos. Los epoxis no suelen ser la última capa del recubrimiento de un barco porque les afecta

negativamente laexposición a luz ultravioleta (UV). Se suelen recubrir con barnices marinos o coberturas de gel de poliéster que protegen de los rayos UV. Se distinguen fácilmente porque la relación de mezcla de los epoxis es de 1:1 mientras que el poliéster suele ser de 10:1. Aunque en algunos tipos de resina epoxi la relación de catalización también es del 10:1 Industria La industria de la resina epoxi genera más de 5.000 millones de dólares en América del Norte y unos 15.000 millones en el mundo entero. Arte

La resina epoxi también es vendida en una modalidad mas maleable y en cantidades pequeñas para su uso en artesanías y ornamentos, existen diferentes marcas y presentaciones que cambian de un país a otro.

APLICACIONES. Las características generales de las resinas epoxi se pueden resumir en: . Mínima contracción durante el proceso de curado, ya que habitualmente el proceso no implica la separación de productos secundarios volátiles. . Adhesividad: Por su estructura química rica en grupos polares hidroxilos y éteres, las resinas epoxi son excelentes adhesivos, sin necesidad de tiempos de exposición largos ni de grandes presiones. . Excelentes propiedades mecánicas: Superior a las de cualquier otro recubrimiento. Su bajo índice de contracción disminuye la posibilidad de tensiones. . Alto poder aislante eléctrico. . Gran resistencia química, que vendrá influenciada por el agente de curado. . Gran versatilidad: siendo los plásticos termoestables más versátiles, ya que pueden alterarse sus propiedades sin más que variar cualquiera de los modificadores y/o los agentes de curado. Todas estas características se han aprovechado en la construcción introduciendo las resinas epoxi como un material con múltiples aplicaciones: . Adhesivos de gran resistencia. . Aditivos en el fraguado del cemento. . Recubrimientos. . Sellados. . Refuerzos. Todo ello ha supuesto que las resinas epoxi pasen a formar parte de los morteros especiales pertenecientes al grupo de los termoendurecibles o termoestables.

No obstante existen ciertas limitaciones ligadas a los morteros poliméricos, así llamado el conjunto de materiales a aplicar en obra formados por una o varias resinas de base y otros polímeros en unión de catalizadores, endurecedores, cargas o "fillers" y aditivos modificadores, y que habrá que tener en cuenta: . Problemas de endurecimiento por debajo de los 10 °C. . Necesidad de respetar el "pot life" o espacio de tiempo medido desde la mezcla de los componentes hasta el inicio de la pérdida de viscosidad y del endurecimiento. . Necesidad de una adecuada formulación para poder ser utilizados en presencia de una determinada humedad. . Necesidad de limitar su empleo a lugares donde la temperatura no supere los 60 °C debido a las modificaciones de sus características mecánicas que ello supone. RESINAS EPOXICAS

PRODUCTO

DESCRIPCIÓN

Barniz Epóxico, BARNIZ EPOXICO

Recubrimiento de dos Componentes.

PRESENTACIÓN

Cubeta 19 litros. Cubeta 4 litros.

R-4 a 6 m2/lt. (mano).

ADHEFANSA

Adhesivo epóxico para unir Concreto nuevo a concreto viejo,1 kg., Parte "A" y "B" dá un volumen de 900 c.c.

Unidad 1 litro.

Adhesivo Tixotrópico de 2 Componentes. ADHEFANSA PASTA

Cumple especificaciones

Unidad 1 Kg.

A.S.T.M. C-881-90, Tipo I, IV Grado 3, Clase B y C.

EPOXIFLUX

FANSAMOR

Adhesivo Epóxico de 3 Componentes. Ideal para resanes Estructurales. Gran adherencia al concreto. Mortero Epóxico de 3 Componentes. Ideal para resanes Estructurales. Gran adherencia al

Unidad 1 Kg.

Unidad 1 litro.

concreto. Unidad 1 litro.

BARNOXY "M"

Barniz epóxico para tratamiento de cimbras deMadera Nueva.

FANTAQ

Pintura epóxica para superficies Blanco o Azul 4 litros sumergidas, anticorrosivo, no es tóxico, puede estar Barniz 4 litros en ocon agua potable, alimentos, Terracota 4 litros. vinos.

FANSACOTE

Concreto Epóxico, exento de contracciones para anclaje de equipo y maquinaria pesada.

ADHEFAN ANTIÁCIDA

Adhesivo Epóxico para adherir y juntear Loseta Antiácida.

ADHEFAN ANTIÁCIDA VERTICAL

Adhesivo epóxico para adherir y juntear Unidad 1 kilo Loseta Antiácida en superficies Unidad 2 kilos inclinadas y verticales.

FANSADUR 97

Recubrimiento epóxico para superficies: Unidad 1 litro secas, húmedas y sumergidas. Cubeta 19 litros.

EPOFAN

Relleno Epóxico para juntas de Concreto.

FANSITRAN

Pintura Protectora a base de epóxica y alquitrán de hulla.

Cubeta 19 litros.

Unidad 50 kilos

Unidad 1 kilo Unidad 2 kilos

Unidad 1 litro. Unidad 4 litros.

Unidad 1 litro.

CUMPLE NORMAS PEMEX RP-5B FANSITRÁN DILUYENTE.

Diluyente para Fansitrán.

Cubeta 19 litros.

FANSAFLOOR 1000

Recubrimiento epóxico para pisos. Rinde 3.5 mts2, con

Unidad 14 litros.

Espesor de 4 mm.

Resinas Epóxicas, un polifacético componente Puede decirse que el nacimiento de la pintura en polvo tiene su origen en el desarrollo de las resinas epóxicas sólidas y de su aditivo de entrecruzamiento, la diciandiamida. Los buenos resultados alcanzados en estas primeras aplicaciones estimularon la investigación para el

desarrollo de la tecnología. Esto, aunado a la aparición en el año 1967 de una norma sobre la restricción de emanaciones de volátiles orgánico al medio ambiente, provocaron un impulso continuo en cuanto al desarrollo de materiales y procesos tanto de fabricación como de aplicación de pintura en polvo. Gracias a ello en el transcurso de los años, las resinas epóxicas y las pinturas en polvo preparadas con ellas han venido demostrando un desarrollo significativo, contándose hoy en día con una variedad de productos cuya característica principal es un excelente desempeño químico-mecánico, superior a la mayoría de los recubrimientos industriales tradicionales. Debido a este excelente desempeño, las pinturas epóxicas encuentran amplios campos de aplicación en lo que se refiere a protección funcional, es decir, en aquellos mercados donde se exige al recubrimiento una alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, humedad y agentes químicos agresivos tales como ácidos, bases y disolventes orgánicos. Desde el punto de vista químico, las resinas epóxicas son polímeros que poseen en su constitución, un anillo de tres conocido como "anillo epoxi".

Son productos obtenidos mediante reacciones de condensación (en presencia de hidróxido de sodio) entre la epiclorhidrina (1-clor-2,3-epoxi-propano) y el bisfenol A [2,2-bis(4'hidroxifenil) propano], el cual esobtenido a partir del fenol y la acetona. El resultado de esta reacción es un polímero de cadena larga con anillos epoxi en sus extremos:

Dentro de las propiedades más importantes de las resinas epóxicas, se encuentran: alta resistencia a temperaturas hasta de 500°C, elevada adherencia a superficies metálicas, excelente resistencia a los productos químicos, son termoestables, químicamente inertes, no se encogen, y tienen buenas propiedades eléctricas. Además, se puede combinar con otros plásticos para obtener compuestos con nuevas características. Es posible obtener una variedad muy amplia de resinas con viscosidades que van desde líquidas hasta sólidas, variando su peso molecular. Este tipo de resinas representa características bastante interesantes en lo que se refiere a su interacción química con otras resinas termoendurecibles, pues genera productos finales con muy buenas propiedades de resistencia a la abrasión química, dieléctrica, flexibilidad y adherencia. Dependiendo del peso molecular, las resinas epóxicas pueden tener aplicaciones que van desde adhesivos hasta recubrimientos para latas y tambores. La estructura química de la resina epoxi hace posible un gran numero de usos y aplicaciones, ya sean pinturas líquidas, procesadas en polvo (híbridas o no), sistemas de alto contenido de sólidos o 100 por ciento sólidos, ultravioleta (epoxiacrílicas), o base agua. Por sus características, se han utilizado en diversas aplicaciones en empresas de mantenimiento de tanques y maquinaria, muebles, pisos y revestimientos cerámicos, en juntas de dilatación yestructuras de concreto, empaques, industria gráfica, pinturas de barcos y plataformas,

adhesivos estructurales; en la industria electrónica, en barnices electroaislantes y en encapsulamiento; automotriz y muchas otras. Esto demuestra la gran versatilidad de esta resina, con excelentes resultados sumados a costos adecuados y una óptima calidad del revestimiento final. Fuente(s):

http://www.monografias.com/trabajos70/resinas-epoxicas-siliconas/resinasepoxicas-siliconas2.shtml DEFINICIONES Termoplástico (nombre). Material plástico que requiere calor para poder darle forma y que después de enfriarlo mantiene su forma. Los termoplásticos están compuestos de cadenas de polímeros con enlaces entre cadenas del tipo de enlaces secundarios entre dipolos. Los termoplásticos pueden reblandecerse repetidamente cuando se calientan y endurecen cuando se enfrían. Termoplásticos típicos son polietilenos, vinilos, acrílicos, celulósicos y nylons. Plástico termoestable. Material plástico que experimenta una reacción química por la acción del calor, catalizadores, etc., generando una estructura macromolecular reticular entrecruzada. Los plásticos termoestables no pueden volverse a fundir y procesar puesto que cuando se calientan se degradan y se descomponen. Los plásticos termoestables típicos son fenólicos, poliésteres insaturados y epoxis. Monómero. Compuesto molecular simple que puede unirse de forma covalente con otros para formar cadenas moleculares largas (polímeros). Ej. El etileno. Cadena polimérica. Un compuesto de gran masa molecular cuya estructura consiste en un gran número de pequeñas unidades que se repiten, denominadas meros. Los átomos de carbono son los átomos mayoritarios en las cadenas principales en la mayoría de los polímeros. Mero. Unidad que se repite en la cadena polimérica de la molécula. Polimerización. Reacción química por la cual se forman moléculas de gran masa molecular a partir de monómeros. Copolimerización. Reacción química en la cual se forman moléculas de gran masa molecular a partir de dos o más tipos de monómeros. Polimerización en cadena. El mecanismo de polimerización por el cual cada molécula polimérica aumenta su tamaño rápidamente una vez que el crecimiento ha comenzado. Este tipo de reacción ocurre en tres pasos. Iniciación de la cadena, propagación de la cadena y terminación de la cadena. El nombre implica una reacción en cadena y se inicia usualmente por medio de alguna fuente externa. Ej. La cadena de polimerización del etileno en polietileno. Grado de polimerización. Masa molecular de una cadena polimérica dividido por la masa molecular de su mero. Funcionalidad. Número de localizaciones con un enlace activo en un monómero. Si el monómero tiene dos posiciones activas se dice que es bifuncional. Homopolímero. Un polímero consistente en un solo tipo de unidades de monómeros. Copolímeros. Cadena polimérica consistente en dos o más tipos de unidades de monómeros.

Entrecruzamiento. Formación de enlaces primarios de valencia entre moléculas de cadenas poliméricas. Cuando ocurre un entrecruzamiento extensivo como en el caso de las resinas termoestables, el entrecruzamiento genera una supermolécula con todos los átomos. Polimerización por etapas. Mecanismo de polimerización por el cual el crecimiento de la molécula del polímero sucede por una reacción intermolecular en etapas. Sólo está involucrado un tipo de reacción. Las unidades de monómero pueden reaccionar entre sí o con cualquier molécula polimérica de cualquier tamaño. Se asume que los grupos activos de los extremos de un monómero o cadena polimérica tienen la misma reactividad sin importar la longitud del polímero. Frecuentemente se condensa algún subproducto como el agua en el proceso de polimerización. Ej. La polimerización del nylon 6,6 a partir del ácido adípico a la hexametilendiamina. Polimerización en masa. Polimerización directa de monómeros líquidos en un polímero en una reacción en la cual el polímero permanece soluble en su propio monómero. Polimerización en solución. En este proceso se utiliza un solvente el cual disuelve al monómero, al polímero y al iniciador de la polimerización. Diluyendo el monómero con el solvente se reduce la velocidad de polimerización y el calor liberado por la reacción de polimerización es absorbido por el disolvente. Polimerización en suspensión. En este proceso se utiliza agua como medio de la reacción y el monómero es dispersado más que disuelto en el medio. El polímero se obtiene en forma de pequeñas perlas que son filtradas, lavadas y secadas para formar polvo para el moldeado. Moldeo por inyección. Proceso de moldeo por el cual un material plástico reblandecido por el calor es forzado por un tornillo de vuelta cilíndrico a entrar en una cavidad de moldeo relativamente fría donde se da al plástico la forma deseada. Moldeo por soplado. Método de fabricación de plásticos en el cual un tubo hueco es forzado a la forma interior de la cavidad del molde por presión interior de aire. Extrusión. El material plástico reblandecido pasa a través de un orificio, produciendo un producto continuo. Ej. El tubo de plástico extrusionado. Moldeo por compresión. Un proceso de moldeado de plásticos termoestables en el cual el compuesto a moldear es situado en primer lugar en la cavidad del molde. Se cierra el molde uy se aplica calor y presión hasta que se cura el material. Moldeo por transferencia. Proceso de moldeado de plásticos termoestables en el cual el material a moldear es primeramente reblandecido por el calor en una cámara de transferencia y después es forzado por medio de lata presión a una o más cavidades del molde para un curado final. Relleno. Sustancia inerte de bajo costo añadida a los plásticos para hacerlos menos costosos. Pueden utilizarse también los rellenos para mejorar algunas propiedades físicas como la resistencia a la tensión, resistencia al impacto, dureza, resistencia al desgaste, etc. Elastómero. Material que a temperatura ambiente se alarga bajo una pequeña tensión al menos dos veces su longitud y vuelve rápidamente a casi su longitud original al eliminar la tensión. Vulcanización. Reacción química que causa el cruzamiento de las cadenas poliméricas. La vulcanización generalmente se refiere al entrecruzamiento de las cadenas moleculares de caucho con el azufre, pero la palabra puede también utilizarse para otras reacciones de entrecruzamiento de polímero como las que ocurren en los cauchos de silicona.

http://html.rincondelvago.com/polimeros.html