INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
LABORATORIO DE POLÍMEROS IV
PRACTICA No.4
Recubrimiento de una lámina de acero con resina
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fenol-formaldehido y relleno de fibra de vidrio
Profesor: Ing. Aurora Hernández Garrido Alumno: Maya Cruz Diego
Equipo: 2
Grupo: 8IM12
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Conocer el equipo que se utiliza para el recubrimiento de equipo industrial con material plástico reforzante. b) Seleccionar el plástico y material reforzante para un recubrimiento eficaz. c) Ajustar parámetros de mezcla resina, material reforzante. d) Optimizar las materias primas y condiciones de aplicación. e) Revisar los espesores de la pieza recubierta. f) Verificar la calidad del material recubierto.
INTRODUCCIÓN
El desarrollo tecnológico industrial y en particular a partir de la década de los 50, han experimentado un impulso a su quehacer habitual que no tiene otro periodo similar en la historia de la humanidad. Entre sus logros más espectaculares y como síntesis de la era actual, la tecnología de los materiales plásticos reforzados para adaptarlos a equipos industriales destinados a la producción dentro de condiciones de uso siempre más severas y exigentes. Al respecto, además de las mejoras relativas a los tratamientos y a las condiciones de utilización de los materiales tradicionales, para extender al máximo sus posibilidades de empleo se ha presentado especial interés a los productos de síntesis y a cierta clase de materiales compuestos, a matriz metálica y en especial a matriz resinosa reforzados con fibras, que han evidenciado una capacidad extraordinaria de adecuación a los fines prácticos de la tecnología. La aplicación de altos polímeros, tecnopolimeros, polímeros de ingeniería, superpolímeros son hoy en día los términos familiares con que se designa un grupo numeroso de plásticos y con mayor precisión de termo-plásticos, dotados en mayor o menor grado de determinadas características en el orden físico, químico, mecánico, eléctrico que los hacen particularmente importantes en la industria. Algunos de estos productos tienen empleo inmediato en aplicaciones de ingeniería por sus propiedades específicas que pueden casi siempre acrecentares con el agregado de determinados refuerzos, generalmente del tipo fibroso como en el caso de fibra de vidrio, de carbono y asbesto para ampliar su uso. La práctica seleccionada para este proceso tiene como objetivo principal el capacitar al alumno en el recubrimiento de recipientes metálicos con resinas reforzadas y utilizando también materiales de relleno. Los termofijos reforzados modernos consisten esencialmente en el polímero termofijo (polímero base), o termoplástico en el cual ha sido dispersada la carga de refuerzo. Las
cargas más usadas son las fibras, predominando las de vidrio y asbesto, además puede haber presencia de aditivos. El principal efecto de la carga de refuerzo es aumentar la rigidez (módulo) y la resistencia del polímero. Son válidas en condiciones de esfuerzos altos y para tiempos de servicios largos y altas temperaturas en efecto; es una característica general muy importante de los compuestos termoplásticos reforzados el hecho de que los polímeros matriz sean viscoelásticos. La incorporación de un refuerzo puede aumentar en tres veces la temperatura de distorsión bajo carga de estos materiales, así como mejorar su resistencia a la compresión, a la fricción y la rigidez. Por definición, la función principal de una carga de refuerzo es la de mejorar las propiedades mecánicas del polímero base. Para un nivel razonable del contenido de carga y dado un buen contacto interfase y una buena adhesión entre carga y matriz, las mejoras en la rigidez y en la resistencia serán función de las propiedades de la carga. Además, con cargas fibrosas, las mejoras pueden resultar incrementadas por la influencia de la relación longitud/diámetro de la fibra y por el efecto anisotrópico de la orientación de la misma. Por esto, las cargas de refuerzo más efectivas son las fibras de alto módulo y de gran resistencia. La fibra de vidrio y de asbesto constituyen el refuerzo de elección para la mayoría de los termoplásticos o térmofijos comerciales reforzados. En general, la resistencia de un material se determina por su estructura química y por su morfología que incluyen el orden molecular y la orientación de las moléculas individuales o de cristales. Partiendo de datos estructurales básicos, se puede determinar la máxima resistencia y rigidez teórica del material. Con la ayuda de conceptos tales como la densidad de energía cohesiva.
PROCEDIMIENTO
Medir la lámina que se va a cubrir con resina y material reforzante. Calcular la cantidad de resina a utilizar.
Limpiar la lámina con solvente o lijarla hasta tener un acabado liso.
Medir la cantidad de resina a utilizar y agregarle catalizador.
Colocar la lámina en un lugar adecuado para la aplicación del recubrimiento.
Aplicar una ligera capa de resina a la lamina
Ponerle una malla de fibra de vidrio y posteriormente con ayuda de una brocha esparcir la resina restante alrdedor de toda la placa cubriendo 0.5 cm mas de lo que mide la placa.
Repetir el procedimiento en la otra cara de la lámina.
Meter a la estufa hasta que se seque.
Checar la calidad del acabado hasta que esté completamente seco y endurecido el recubrimiento.
Pulir la superficie del recubrimiento.
CUESTIONARIO
1. Describe las partes que componen el proceso de recubrimiento de material plástico reforzado Selección de la pieza recubrir Tratado de la pieza Selección de la resina recubridora y fibra reforzante 2. Indique que plásticos se pueden reforzar y su aplicación al equipo industrial Las resinas más utilizadas son: Resinas epoxi Aminas Anhídridos Resinas de poliéster no saturado PEEK: es un material termoplástico parcialmente cristalino, que ofrece una combinación única de altas propiedades mecánicas, resistencia a la temperatura PPS: Al igual que el anterior, este material presenta propiedades termoplásticas incluso en el material compuesto final. Presenta una resistencia química y térmica sobresaliente (232 °C continuos) y una excelente resistencia a la baja temperatura. Además es inerte a la mayoría de los compuestos químicos en un amplio rango de temperaturas. Requiere alta temperatura para su proceso. PEI: Características más importantes: Resistencia inherente a la llama, baja emisión de humos, resistencia a altas temperaturas por largo tiempo, estabilidad dimensional, estabilidad química e hidrolítica. PAI: Esta matriz se moldea como un material termoplástico pero que tras el post curado presenta propiedades parcialmente termoestables, lo que permite aumentar la resistencia a altas temperaturas. 3. ¿Qué función desempeñan los materiales reforzantes? Proporcionar buenas propiedades mecánicas a los revestimientos. 4. ¿Qué función tiene la adición de un material catalizador? Acelerar la reacción para que se obtenga más rápido el producto 5. Explique la manera de recubrir un recipiente pequeño con teflón
6. Explique si es posible aplicar el poliacrilonitrilo a recipientes industriales y luego someterlo a calentamiento para obtener un polímero en escalera.
OBSRVACIONES La resina era transparente y cuando se puso en la estufa cambio a color amarillo.
CONCLUSIÓN El material obtenido fue un compositie ya que el polímero esta formado por dos componentes en este caso la fibra de vidrio y resina Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan ampliamente en diversas estructuras como aeronaves, robots, máquinas y prótesis. Estas aplicaciones requieren de una alta calidad superficial. El refuerzo de fibra de vidrio, provee al compuesto: resistencia mecánica, estabilidad dimensional, y resistencia al calor. La resina plástica aporta: resistencia química dieléctrica y comportamiento a la intemperie.
