Laboratorio de Tecnología de Materiales
Laboratorio N° 6 MATERIALES SINTÉTICOS
INFORME Integrantes: Castro Villantoy Rafael Córdova Villaverde Anthony Guerrero Arenas Jostin Huaman Rodríguez Jhampierr Quispe Bernabé Carlos
Profesor: Cárdenas Herrera Mirelly Gianina Grupo: C12 - 02 - A Semana 9 Fecha de realización: 20 de Agosto Fecha de entrega: 04 de Octubre
2011 – I
OBJETIVOS
Poder identificar mediante ensayos físicos las características de los diferentes tipos de materiales sintéticos. Reconocer los materiales sintéticos de aquellos de similar apariencia.
FUNDAMENTO TEÓRICO Los plásticos: Materiales polímeros orgánicos (compuestos formados por moléculas orgánicas gigantes), que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el polietileno y el nailon. Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia y densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticos (se ablandan con el calor), mientras que las entrecruzadas son termoestables (no se ablandan con el calor).
TERMOPLÁSTICOS: El poliestireno, el cloruro de polivinilo (PVC) y el polietileno fueron los primeros termoplásticos que se desarrollaron y siguen siendo muy utilizados. Todos los termoplásticos se funden cuando se calientan a temperaturas suficientemente altas y se vuelven a solidificar cuando se enfrían, esto significa que se pueden reutilizar.
POLIETILENO: Se le conoce con las siglas PE. Existen fundamentalmente dos tipos de polietileno:
Polietileno duro: Se utiliza para fabricar envases de distintos tipos de fontanería, tuberías flexibles, prendas textiles, contenedores de basura, botellas, etc. Todos ellos son productos de gran resistencia y no atacables por los agentes químicos. Polietileno blando: Una de sus más valiosas propiedades es la de ser un buen aislante. Lo podemos encontrar bajo las formas de transparentes y opaco. Se utiliza para bolsas y sacos de los empleados en comercios y supermercados, tuberías flexibles, aislantes para conductores eléctricos (enchufes, conmutadores), juguetes, etc. que requieren flexibilidad.
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VIDRIO ACRÍLICO: Se le conoce con las siglas PMMA. Se emplean como sustitutivo del vidrio para construir vitrinas, dada su resistencia a los golpes. Los compuestos acrílicos son termoplásticos (capaces de ablandarse o derretirse con el calor y volverse a endurecer con el frío), impermeables al agua, y tienen densidades bajas. Estas cualidades los hacen idóneos para fabricar distintos objetos y sustancias, entre los que se incluyen materiales moldeados decorativos, cristales de seguridad, gafas protectoras. Paneles luminosos, letreros. Etc.
POLICLORURO DE VINILO: Se le conoce con las siglas PVC. El PVC es un plástico duro, Se ablanda y deforma a baja temperatura, teniendo una gran resistencia a los líquidos corrosivos, por lo que es utilizado para la construcción de depósitos y cañerías de desagüe. El PVC en su presentación más rígida se emplea para fabricar tuberías de agua, tubos aislantes y de protección, canalones, revestimientos exteriores, ventanas, puertas, conducciones y cajas de instalaciones eléctricas.
POLIAMIDAS: Se le conoce con las siglas PA. La poliamida puede presentarse de diferentes formas aunque los dos mas conocidos son la rígida y la fibra. En su presentación rígida se utiliza para fabricar piezas de transmisión de movimientos tales como ruedas de todo tipo (convencionales, etc...), tornillos, piezas de maquinaria, piezas de electrodomésticos, herramientas y utensilios caseros, etc... En su presentación como fibra ( nylon) ,debido a su capacidad para formar hilos, se utiliza este plástico en la industria textil y en la cordelería para fabricar medias, cuerdas, tejidos y otros elementos flexibles.
PLÁSTICOS REFORZADOS CON FIBRA DE VIDRIO : Se le conoce con las siglas GFK. Por ser muy resistentes a los golpes se utiliza en la construcción de embarcaciones, herramientas especiales y moldes, tuberías, depósitos, piezas para carros, piezas de aviones. etc.
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TERMOESTABLES: o
o
BAQUELITA: Se le conoce con las siglas PF. . Al no ablandarse por el calor y por aprovechar sus propiedades aislantes tanto térmicas como eléctricas, la Baquelita también se emplea para mangos de utensilios y aparatos sometidos al calor, aparatos de mandos eléctricos, tapones, etc. POLITETRAFLUORETILENO: Se le conoce con las siglas PTFE.Se aplica en la fabricación de cojinetes secos, válvulas, revestimientos, aislantes electrónicos, etc.
ELASTOMEROS: Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos
PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS
Observar el aspecto exterior de las muestras así como su comportamiento dentro del agua. Utilizando la pinza para sujetar las muestras, quemarlas una por una con el mechero y observa las características de la llama: tamaño, forma, color, olor y otros.
Observar el material durante el quemado e indicar si se ablanda, funde, gotea, destruye, carboniza y otro.
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CARACTERISTICA DEL ENSAYO
MATERIAL SINTETICO O N E L I ) T E P E I ( L O P
E D O L ) O I R N I C U V V P R I ( O L O L P C
O N E r o R I ) p S T P o S ( n c E e I T L O P
A D I ) n o M A l y A I P ( N L O P
o c O ) i l i C I A r c L I M a o R M i r C P ( d A i V
E ) F D R t a ( l A L i e N I O k a S N B E E R F
ASPECTO
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Rígido en caliente Se prende al contacto con la llama del mechero
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Crepita (suena al quemarse) Se ablanda Gotea Suena al gotear Hace fibras Olor penetrante (picante) Olor a cera Olor a pelo quemado Despide humo negro (hollín)
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Llama larga Llama amarilla Se negrea Hace muñón
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Rugoso Liso Flota en agua (densidad)
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REACCION AL QUEMADO
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Análisis 1. ¿Cuál de los materiales sintéticos ensayados es menos denso que el agua? Poliestireno expandido (10-25 Kg/m 3), polietileno (0.95 g/cm 3), poliamida (1.14 g/cm3). Ya que se trabajo con agua de caño (esta presenta una densidad mayor a 1 g/cm3).
2. ¿Qué materiales ensayados son duroplastos? Resina de fenol es el único material duroplasto.
3. ¿A qué se debe el olor “picante” del PVC? Cuando el PVC es quemado, libera dioxinas y furanos clorados. Estas sustancias son tóxicas en bajas concentraciones, se bioacumulan en los tejidos y son persistentes en el ambiente.
4. ¿Qué características le dan al nylon su gran resistencia mecánica? PROPIEDAD Alargamiento a la rotura Coeficiente de dilatación Térmica de 20ºC a 50ºC Coeficiente de Fricción Densidad Dureza a la bola
UNIDAD % m/m K 3
g/cm N/mm 2
Dureza “Shore”
Módulo de elasticidad Punto de fusión Resistencia Superficial Resistencia al impacto Resistencia a la tracción Temperatura máxima de utilización Temperatura mínima de uso
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N/mm 2 ºC 2
KJ/m N/mm 2 ºC ºC ºC
NORMA DIN 53455
DIN 53479 DIN 53456 DIN 53505 DIN 53457 ASTM D789 DIN 53482 DIN 53453 DIN 53455 NORMAL CON PUNTAS
NYLON (PA6, PA66) >50 85·10-6 0,3 1,14 136 D75 2.850 220 5·1010 3,8 78 90 150 -40
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5. ¿Por qué se utiliza la bakelita en la fabricación se soquetes, tomacorrientes o elementos que soporten relativamente alta temperatura? CARACTERÍSTICAS: -
Elevada rigidez dieléctrica Excelente resistencia mecánica Buenas propiedades eléctricas Elevado poder aislante y gran resistencia a la humedad Difícilmente inflamable
6. Menciona dos ejemplos de aplicaciones de los materiales ensayados:
POLIETILENO (PE) Bolsas Tubos y contenedores
• •
Cloruro de Polivinilo (PVC) Juguetes Partes de automoviles
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Poliestireno Recipientes Embalajes
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Poliamida (PA) Hilos de pescar Tornillos
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Acrílico (PMMA) Envases Prendas de vestir
• •
Resina de Fenol (RF) Bolas de billar Interruptor y tomacorrientes
• •
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CONCLUSIONES
Logramos identificar mediante los ensayos físicos las características de los diferentes tipos de materiales sintéticos usados en la industria y los reconocimos entre aquellos de similar apariencia. Llegamos a la conclusión de que los materiales sintéticos tienen en general algunas propiedades específicas, como por ejemplo, son aislantes eléctricos, no soportan elevadas temperaturas, son de baja densidad y tienen, en general, baja resistencia a la tracción. De los materiales sintéticos con los que trabajamos en el laboratorio, nos dimos cuenta hay algunos que flotan en el agua, tal es el caso del polietileno, poliestireno y de la poliamida; mientras que otros no lo hacían, por ejemplo, el cloruro de polivinilo, el acrílico y la resina de fenol. Lo materiales no flotan en el agua porque son más densos. Los materiales sintéticos que se mantienen rígidos en caliente son el polietileno, la poliamida, el acrílico y la resina de fenol; por ello, no se recomienda usar en altas temperaturas el cloruro de polivinilo y el poliestireno, porque no mantendrían su rigidez. Los materiales que se prenden al contacto con el fuego son el polietileno, el acrílico y la resina de fenol. El único material que cremita, es decir que suena al quemarse, es el acrílico. El acrílico es muy resistente, ya que no se ablanda cuando se somete al fuego, lo mismo sucede con la resina de fenol. Por otro lado, los materiales que gotean al ser sometidos a una determinada temperatura son el polietileno, el poliestireno y la poliamida; estos mismos materiales, a excepción del polietileno, hacen muñón al deformarse. Los materiales que despiden humo negro al quemarse son el cloruro de polivinilo y el poliestireno; por esto mismo es que se negrean.
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