INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E
INDUSTRIAS EXTRACTIVAS ACADEMIA DE QUÍMICA ORGÁNICA ORGÁNICA Y POLÍMEROS LABORATORIO DE POLÍMEROS IV
Integrante del equipo: Hernández González Erick Alejandro. Pérez Ordóñez Monserrat.
GRUPO: 8IM10 Equipo: 2 Prof.: M. en C. Sergio Hernández Garrido. Fecha de experimentación: lunes 1° de septiembre de 2014.
Fecha de entrega: lunes 8 de septiembre de 2014.
Laboratorio de Polímeros IV
OBJETIVO Obtener piezas elaboradas a partir de resina poliéster cristal por la técnica de vaciado y encapsulado. encapsulado. Conocer las diferencias de ambas técnicas.
INTRODUCCIÓN
Resinas Poliéster Se presentan en forma de líquido lí quido algo viscoso (la viscosidad podrá ser mayor o menor según de cuál de ellas se trate), debe rebajarse con monómero de estireno y pre acelerarse con cobalto. Es totalmente translucida. Para fraguar requieren del agregado de un acelerador (líquido color violeta oscuro) y de un catalizador (líquido transparente cristal). El acelerador es el componente que regula los tiempos de la reacción de fraguado mientras que el catalizador es el que inicia la reacción. Es importante destacar que hasta que no se incorpora el catalizador no se produce ninguna reacción por lo que este componente debe ser siempre el último en ser incorporado; puede dejarse preparada la resina con acelerador, pigmentos, cargas, etc. y luego catalizarla al momento de ser usada. De hecho, las resinas transparentes cristal vienen pre aceleradas requiriendo del usuario sólo el agregado de catalizador.
Propiedades Alto rendimiento, relativa adherencia, económica, recibe muy bien cargas minerales. Lata cristalización puede quebrarse como facilidad.
Recomendaciones y Usos Reproducciones Reproducciones solidas o huecas de piezas artísticas o artesanales de mediana a pequeña dimensión, aceptable fibra de vidrio.
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VACIADO El vaciado es un método de procesado muy sencillo y por lo tanto antigua y comúnmente usado, además de que es flexible, esto debido a que puede usarse tanto en polímeros termoplásticos como en polímeros termofijos. Es muy económico y sencillo. Consiste en verter una resina termoplástico que en esta caso fue la resina (termoplástica tipo poliéster, fenólica o termofija tipo acrílica, plastisol, uretanos) en un molde abierto (aluminio, polietileno, hule silicón, vidrio y cerámica, entre otros) y posteriormente ser endurecida por enfriamiento o por reacción química.
La presión externa no interviene en este proceso para formar las piezas como se hace en otras técnicas. Dependerá en ciertos casos el uso de vacío, centrifugado y otras técnicas de densificación y compactación. La aplicación de vaciado se hace a estatuas, tubos, instrumentos, instrumentos, barras, placas y películas. Han surgido diversas variantes, como el “slush molding” (sinterizado rotacional), usado para obtener piezas huecas con buenos acabados, tanto internos como externos. También existe el vaciado estático o el rotomoldeo, pero hay una vertiente bastante usada para fines de recubrimiento, ornato y conservación que es el “encapsulado”, es un método derivado del vaciado.
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Resina poliéster cristal preparada Moldes de polietileno Colorantes líquidos Catalizador Periódico Thinner Estopa
2 •Limpiar los moldes de polietileno con thinner. •Llenarlo con agua simulando el volumen que ocupará la resina.
•Pesar el vaso de precipitados con el agua y por diferencia calcular la cantidad de resina a ocupar.
•Hacer el cálculo del número de gotas que se utilizará de catalizador.
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5 •Por cada 100 mL de resina se agregan 35 gotas de catalizador, en el caso de cada molde hacer el cálculo de acuerdo al volumen de resina ocupado.
•Secar el molde y el vaso de precipitados para proceder a preparar la resina con las gotas de catalizador adecuadas. Agregar colorante.
•Verter la resina preparada en el molde y meter a la estufa a 120 °C por tres minutos (vaciado). 6
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• Denfriarfriar y sacar del molde la figura.
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•Para el encapsulado seguir los pasos anteriores, la diferencia estará en que el molde no se llenara totalmente totalmente ; al sacar el molde de la estufa, sobre la superficie colocar el material que deseemos encapsular.
•Proceder a verter la resina y con el calor que ha acumulado el molde dejar que la resina seque y sacar del molde. •En caso de que no logre secarse completamente, dejrlo en la estufa por 3 minutos. 9
CUESTIONARIO A) Determinar el tiempo total que dura el proceso. El tiempo depende de varios factores ya que se llevan a cabo diferentes etapas: preparación del molde, preparación de la resina con la cantidad de catalizador previamente calculada, vaciar la primer capa de resina en el molde, curado con calor, enfriamiento de la pieza, colocación del objeto a encapsular, verter la segunda capa de resina y dejar polimerizar con el calor que ha quedado acumulado en el molde. Es necesario limpiar el material después de usarlo usarlo con Thinner y estopa. estopa. Por pieza el vaciado es mucho más rápido que el de encapsulado variando entre 5 a 10 minutos. A nivel laboratorio el proceso en general dura alrededor de una hora.
B) Determinar el costo del encapsulado. El costo de la materia prima en general incluyendo moldes, resina, catalizador, Thinner, estopa, colorantes, es alrededor de $200.00. Si desglosamos el costo total: Litro de resina $68.00 Moldes $5.00 c/u (6 moldes= $30.00) Catalizador (20 g) $12.00 Colorantes (20 g) $5.00 c/u (5 piezas =$25.00) Thinner y estopa $64.00
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C) Desarrollar el diseño de un equipo de vaciado y encapsulado.
Moldes
Observaciones
Para un vaciado y encapsulado ideal y presentable como producto final, hay que observar y tener mucho cuidado que no existan burbujas, en el caso de encapsulado que la pieza no se mueva de lugar de donde originalmente queremos. La agitación es esencial para homogenizar tanto el catalizador como el colorante que deseamos emplear en nuestro producto cuidando que haya mucha formación de burbujas. La temperatura será importante para la aceleración del endurecimiento de nuestro producto (curado); a nivel laboratorio se llevó a cabo a 120° Celsius y con un tiempo aproximado de 3 minutos. Es importante no rebasar este tiempo para cuidar que los moldes no se degraden por el calor. En el caso de nuestras piezas: para el delfín usamos 10 ml de resina y 6 gotas de catalizador; para la mariposa usamos 20 ml de resina y 8 gotas de catalizador.
Conclusiones Las técnicas de vaciado y encapsulado son muy antiguas, antiguas, existe un sinfín de de variedades de productos que se pueden elaborar a partir de ellas a bajo costo y de una manera sencilla; no se necesita maquinaria muy cara o de tecnología de punta para la realización de productos ya que se puede hacer manualmente, simplemente hay que tomar en cuenta la temperatura, mezcla de la resina y catalizador junto con el colorante deseado; dependiendo del tamaño del molde será la cantidad de resina y catalizador utilizada. En el caso del encapsulado, se rompió la pieza dentro del molde. No secó de manera correcta por lo que se concluye que le hizo falta catalizador. En el caso del vaciado nuestras piezas no tuvieron ningún defecto.
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BIBLIOGRAFÍA http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-238.pdf Curso práctico de polímeros IV, Flor del monte, Heliodoro Hernández, Víctor Martínez, Manuel Moreira , pág.9-12 Transformación de termoplásticos, termofijos y reciclado, Flor del monte, Heliodoro Hernández, Víctor Martínez. pág.45 http://unamcidi.blogspot.mx/p/resinas-poliester.html http://www.megapoliester.com/OLDWEB/terminos.htm
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