UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA
TEMA: CUESTIONARIO DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE CURADO DE RESINA CRISTAL DE POLIÉSTER CURSO: MATERIALES II DOCENTE: EMILIO CHIRE RAMIREZ GRUPO: 3 PRESENTADO POR: CARRILLO ZEGARRA, SERGIO ALEXANDER AREQUIPA –PERÚ 2017
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1. ¿Qué diferencias pueden observarse en el tiempo de gelación de cada combinación?
Dependiendo de cuanto acelerador se halla usado, la temperatura máxima de gelación cambia. 2. ¿Qué diferencias se observan en el tiempo de solidificación sustentar?
Una de las diferencias básicas en el tiempo requerido para la solidificación y al gunos no tienen una bajada de temperatura normal, sino más bien irregular. 3. Realizar la curva exotérmica representativa para cada combinación INFORME
GRÁFICO COMPARATIVO 140 120
MESA 4 10COBALTO - 15 MEK
100 80
MESA 1 4 COBALTO - 5 MEK
60 40
MESA 2 6 COBALTO - 10 MEK
20 0 0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
4. Para realizar el modelo de una pieza ¿cuál es la mejor combinación de resina, acelerador y catalizador? ¿Por qué?
El acelerador fluctúa entre 0.1 y 0.5% en relación con la resina, así mismo el catalizador se usa entre el 1 y 3% en la relación con la resina, para el modelo de una pieza se recomienda usar una relación de 1 a 5 entre el acelerador y el catalizador, para obtener resultados óptimos en cuanto al tiempo de curado y las pendientes exotérmicas. 5. Explique las características de las fibras más empleadas y enuncie sus principales aplicaciones Fibra de vidrio
Características:
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Para entender con profundidad las características de este material novedoso que ha desplazado a materiales convencionales como el aluminio o el acero en la confección de productos para las industrias, resulta menester hacer mención de sus propiedades. Entre los rasgos más pronunciados de la lana de vidrio se encuentran su transparencia, su alto nivel de dureza y su maleabilidad. Cuando se encuentra fundida, es decir no solidificada (después de ser expuesta a 1250°C, lo cual demuestra su alta resistencia ignífuga), adquiere propiedades de maleabilidad. Con respecto a su constitución, está compuesta de sílice (presente en el cuarzo y la arena), el carbonato de sodio y la cal. Pese a que su invención y uso industrial data de la época moderna, se conoce desde tiempos muy remotos. Para aumentar la resistencia de la fibra de vidrio, se suelen utilizar reforzamientos derivados de polímeros termofijos, como resinas epoxi, vinil éster o poliéster. Estos plásticos especiales son líquidos en un principio y posteriormente se solidifican y adquieren la forma de los moldes donde son puestos a enfriar. Para acelerar el tiempo de solidificación se suele usar un catalizador. Entre las más relevantes características de este material, pueden mencionarse su excelente capacidad como aislante térmico, su resistencia a la corrosión de sustancias o a la degradación ambiental, su tolerancia en condiciones térmicas elevadas, su maleabilidad y su potencial de resistir a la tracción. Sin omitir su precio accesible, en comparación con materiales sumamente caros como el hormigón, el plástico común, el acero inoxidable, etcétera. Aplicaciones: Con las propiedades y características mencionadas, se puede entender por qué es tan utilizada la fibra de vidrio para la fabricación de productos variados. Por ejemplo, se usa para: la elaboración de plataformas navales y piezas para el ámbito náutico; la fabricación de cables con fibra óptica tan utilizados hoy en día en el mundo de las telecomunicaciones; la producción de materiales y productos sumamente ligeros y resistencia en conjunción con plásticos termoestables, por ejemplo, vigas ipr, perfiles estructurales, tanques de almacenamiento, etcétera. El transporte de la luz como la natural o los rayos láser; la construcción de piezas protésicas en el ámbito de la traumatología; la reparación y creación de autopartes gracias a su estabilidad dimensional; entre otros. ¿No creen que se trata de un material
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sumamente multifuncional cuyas propiedades no tienen que envidiar nada a los materiales convencionales? Fibra de carbono
Características: La fibra de carbono es el término con el cual se hace referencia a un material compuesto de índole no metálico y de la clase de los poliméricos. En cuanto a la composición de la fibra de carbono, podemos decir que está formado por una matriz. A la misma se la conoce también con el nombre de fase dispersante, cuya finalidad es la de darle forma a la resina. Dicha pieza o resina contiene un refuerzo que está realizado mediante el empleo de fibras de carbono y cuya materia prima constitutiva es el polietilnitrilio. Asimismo se trata de un material sumamente caro, en especial porque tiene muy buenas propiedad mecánicas, las cuales son muy elevadas, al tiempo que cuenta con una gran ligereza. Otras razones por las cuales tienen un precio muy elevado es porque se trata de un polímero sintético cuyo sistema de producción es muy extenso y, por ende, más que costoso. A dicho proceso se lo debe llevar a cabo con una temperatura alta que ronde los 1100º y 2500º en una atmósfera de hidrógeno. Este proceso ha llegado a durar meses, siempre dependiendo de la calidad que se busque para el resultado final. Por otra parte, cuando se emplean materiales termoestables se puede llegar a retrasar el procedimiento, fundamentalmente porque pasa a ser necesitado un complejo utillaje o dispositivo especializado en el tema, siendo un buen ejemplo de esto el horno calificado como autoclave. La fibra de carbono, comparte con las de vidrio el caso de la metonimia, es decir, un recurso literario que implica darle al todo el nombre de una parte, como aquí ocurre con el de las fibras que funcionan como reforzadoras del material y no viceversa. Debido a que es un material compuesto, en casi todas las ocasiones lo que se emplea son polímeros termoestables. En cuanto al polímero propiamente dicho, se trata de una suerte de resina epoxi de la clase de las termoestables. Sin embargo, otro tipo de polímeros (un ejemplo es el poliéster) se puede usar también como base para el material que nos ocupa, a pesar de que esto no sucede muy frecuentemente. Aplicaciones:
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Entre los rasgos principales de la fibra de carbono compuesto podemos destacar una gran cantidad. Uno de ellos es su elevada resistencia a todo lo mecánico, ya que funciona con una suerte de módulo de elasticidad muy elevado. Otra característica importante es la baja densidad que posee, sobre todo si se trazan paralelismos con otros elementos (el acero, por mencionar un ejemplo). Su elevado precio es algo que definitivamente diferencia a este material de otros y que se produce por las razones mencionadas anteriormente. Otra clase de resistencia que tiene la fibra de carbono es la resistencia a los agentes exteriores, a lo que podemos unir su capacidad para realizar un aislamiento. Una resistencia más que posee es aquella vinculada con las variaciones en los grados de temperatura, pudiendo además conservar su forma, aunque siempre y cuando intervenga la matriz termoestable. Asimismo, cuenta con buenas propiedades ignífugas. En lo que respecta a los usos, la fibra de carbono es ampliamente utilizada en industrias como la aeronáutica y automovilística, al tiempo que puede ser empleada para la fabricación de barcos y bicicletas, donde se destacan como fundamentales sus propiedades mecánicas y su relevante rasgo de ligereza. Muchas computadoras portátiles, trípodes e incluso cañas para realizar tareas de pesca también tienen este material en su composición. 6. ¿Qué cargas pueden emplearse en la resina y que propiedades otorga a la mezcla?
Combinación de dos o más materiales para dar una combinación de propiedades, que no se pueden obtener con los constituyentes individuales. Se espera alta resistencia y baja densidad (relación resistencia-peso). El grado de aumento de las propiedades de la matriz depende de la fuerza de cohesión en la interface matriz-partícula. En la mayoría de los compuestos, la fase dispersa es más dura y resistente que la matriz (más blanda y dúctil). Las partículas tienden a restringir el movimiento de la matriz. Las propiedades mecánicas aumentan al incrementarse la cantidad de partículas.
7. ¿Qué efectos produce el aumento de octoato de Cobalto y Catalizador en la resina?
Este elemento sirve para modificar la velocidad de reacción en las resinas poliéster. El cual funciona como acelerante en el proceso de fraguado y además activa el MEK es decir regula los tiempos de la reacción de fraguado. El iniciador reacciona con el acelerador creando radicales libres que atacan los dobles enlaces de la molécula de poliéster insaturado y del estireno, produciéndose el entrecruzamiento que solidifica
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el poliéster. Estas reacciones de curado se pueden producir incluso a temperatura ambiente, dependiendo del acelerador e iniciador que se utilicen.
8. ¿Qué otros tipos de resina se utilizan como matriz de materiales compuestos?
Fibra de aramida Características: PARA-ARAMIDAS *Tienen una resistencia muy alta (5 veces más fuerte que el acero). *Poca pérdida de fuerza durante la abrasión repetida, la flexión y el estiramiento. *Tiene una estabilidad dimensional excelente. META-ARAMIDAS
*Excelente estabilidad térmica. *Llama retardante. *Aislamiento eléctrico. *Estabilidad química. *Resistencia a la radiación. Aplicaciones: META-ARAMIDAS
*Para la ropa de protección. *Filtración de gas caliente. *Aislamiento eléctrico. PARA-ARAMIDAS *Sustituir el amianto en los forros de freno y embrague. *Como refuerzo de neumáticos y en materiales compuestos como materiales para aviones, barcos, coches de alto rendimiento y equipamiento deportivo. La producción de fibras de aramida conocidos bajo los nombres Kevlar y Nomex. Tienen propiedades únicas y beneficiosas. Estas dos aramidas son similares en su estructura básica, pero la diferencia está en su estructura, ya que el Kevlar es un paraaramida y el Nomex es un meta-aramida. Aquí hablaremos por separado de cada fibra.
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9. ¿Por qué es importante conocer el tiempo de trabajo de la resina? Figura 1. Diagrama TTT esquemático para el curado isotérmico de un termoestable. (Aronhime y Gillham, 1986) [3]
Tiempo de gelificación Temperatura hasta la que se puede trabajar la resina
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Tiempo de curado Temperatura en la que se produce el endurecimiento.
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Temperatura máxima Temperatura a partir de la que se da el curado final.
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10. ¿Qué función tiene el monómero en la resina?
El grado de curado es muy importante, ya que dicta mucha de las propiedades físicas y mecánicas de las restauraciones de resinas compuestas. Este curado es influenciado por muchos factores incluyendo la adición de promotores e inhibidores de la polimerización, la estructura química de los monómeros, la energía impartida por los medios químicos o la luz para activar la reacción, la composición del material de relleno, etc. Desde hace más de 3 décadas los composites dentales comerciales utilizan el monómero de Bis-GMA como el formador de su resina matriz. Otros monómeros bases usados durante muchos años excluyen al di metacrilato de uretano (UDMA), el tetra metacrilato de uretano, el bis (metacriloximetil) triciclo decano, el bisfenol Adi metacrilato etoxilado (Bis-EMA) y un poliuretano lineal hecho de Bis-GMA y hexametilendixocianato. Debido a su baja viscosidad, los composites basados en UDMA pueden curar más ampliamente que los composites basados en Bis-GMA. El Bis-GMA tiene una alta viscosidad por lo que necesita ser diluido con una resina más fluida para ser aplicable como material restaurativo. El TEGDMA (di metacrilato de trietilenglicol) tiene excelente viscosidad y características de copolimerización y es casi siempre usado como el monómero diluente para UDMA o para el m as viscoso Bis-GMA. Otros diluentes incluyen al etileno y hexametilenglicol di metacrilato y al benzilmetacrilato.
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