UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ingeniería Escuela Académica Profesional de Ingeniería de Materiales
TEMA:
“RESINAS EPOXI”
CURSO:
MATERIALES COMPUESTOS
DOCENTE:
ING. ALEXANDER VEGA ANTICONA
INTEGRANTES:
ALVARADO CAMPOS, Luis Alexander ARMAS MARINO, Sara Alejandra PACHECO NARRO, Ronald RODRIGUEZ ARQUEROS, Eder Jhonatan RODRIGUEZ VICTORIO, Elmer Armando
TURNO:
VIERNES 9-11:00 am
GRUPO:
3
FECHA:
14-10-11
TRUJILLO – PERU Octubre – 2011
I.
INTRODUCCION
Las resinas epoxi son una clase de materiales termoestables utilizados ampliamente en compuestos estructurales y aplicaciones especiales, ya que ofrecen una combinación única de propiedades que son inalcanzables con otras resinas termoestables. Son materiales termofraguables que se tornan duros y no fusibles bajo la acción de agentes acelerantes. Las resinas epoxi se obtienen a partir de la reacción entre la epiclorhidrina y un compuesto polihidroxilado, normalmente el difenol propano o Bisfenol A, aunque también pueden emplearse monómeros de fenol-formaldehido como el Bisfenol F. El nombre epoxi provienen de los compuestos epoxi que existen en sus cadenas. Los compuestos epoxi son un grupo de éteres cíclicos u óxidos de alqueno (alkileno) que poseen un átomo de oxígeno unido a dos átomos de carbono adyacentes (estructura oxirano). Estos éteres reaccionan con los grupos amino, oxhidrilo y carboxilo (endurecedores), así como con los ácidos inorgánicos, para dar compuestos relativamente estables.
Figura 1. Estructura química característica del grupo epoxi. La mayoría de resinas epoxi contienen también grupos – OH OH susceptibles de tomar parte en las reacciones de polimerización formando enlaces cruzados que refuerzan la retícula. Las resinas epoxi están constituidas comúnmente de dos componentes principales que se mezclan previamente antes de ser usados; al mezclarse reaccionan causando la solidificación de la resina, su curado se realiza a temperatura ambiente, durante ese curado o secado se forman enlaces cruzados lo que hace que su peso molecular sea elevado. La resina epoxi está disponible en una amplia variedad de formas físicas desde líquidos de baja viscosidad a sólidos de alta temperatura de fusión, se pueden someter una amplia gama de procesos y aplicaciones.
II.
CARACTERISTICAS DE LAS RESINAS EPOXI Mínima contracción durante el proceso de curado, ya que habitualmente el proceso no implica la separación de productos secundarios volátiles o subproductos. 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 en comparación a otras resinas. Gran resistencia química, que vendrá influenciada por el agente de curado; tienden a superficies mojadas con facilidad, que los hace especialmente adecuados para aplicaciones de materiales compuestos. 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. Son bastante resistentes a disolventes, ácidos y álcalis. Tienen gran versatilidad en el curado, dependiendo del tipo de catalizador endurecedor (las más utilizadas en la fabricación con materiales compuestos son las de curado a 120ºC y curado a 180ºC).
Tabla 1: propiedades de las resinas epoxi en comparación con las resinas poliéster.
III.
FORMULACION DE UNA RESINA EPOXY
Los tres elementos básicos de una formulación de resina epoxi que debe ser comprendido cuando se selecciona un sistema termoestable son la resina base, elementos curativos, y los modificadores. Al formular una resina epoxi para un uso particular, es necesario conocer lo que cada uno de estos componentes contribuye al rendimiento físico y mecánico de la pieza durante y después de la fabricación.
IV.
TIPOS DE RESINA EPOXI
Las tres principales clases de epoxis usados en aplicaciones de compuestos son:
Glicidil fenólicos eteres Glicidil aminas aromaticas Cicloalifaticos
A. GLICIDIL FENOLICOS ETERES Glicidil fenólicos Éteres se forman por la reacción de condensación entre epiclorhidrina y un grupo fenol. La primera resina epoxi comercial de esta clase, el DIGLICIDIL ÉTER DE BISFENOLA (DGEBA), hoy en día sigue siendo el más utilizado.
Figura 2. Reacción entre el Bisfenol A y la epiclorhidrina para formar una resina epoxi. Variando las reacciones estequiométricas entre la Epiclorhidrina y el Bisfenol A, es decir, según la proporción de reactivos, se forman mezclas variables de resina de diferentes grados de polimerización. La diferencia principal entre estos grados es su viscosidad, que puede ir desde 5 hasta 14 Pa • s (5.000 a 14.000 cP) a 25 ° C (77 ° F). Como el peso equivalente aumenta también lo
hace la viscosidad. La viscosidad es últimamente dependiente de la distribución del peso molecular, con un menor peso molecular o mayor pureza del material obtiene una viscosidad inferior y una mayor tendencia a cristalizar durante el almacenamiento. Cuando el peso molecular es superior a 908, son sólidas, mientras que resinas con menor peso molecular son líquidas o semisólidas.
Tabla 3. Relación entre el peso molecular, el peso equivalente, la temperatura de transición vítrea y el valor de n.
Una variante importante es la resina epoxi producido a partir de tetrabromo bisfenol-A. Estas resinas bromadas se utilizan para impartir resistencia al fuego en el producto final y se utilizan comúnmente en aplicaciones eléctricas.
Figura 3. Tetrabormobisfenol A (TBBPA)
Figura 4. Resina epoxi bromado.
Otro tipo de resina epoxi fenólico es el DIGLICIDIL ÉTER DE BISFENOL-F. Se obtienen por la reacción de difenil-metano con epiclorhidrina, dando resinas que, para un mismo número de grupos epoxi (normalmente dos por molécula), tienen un menor peso molecular, lo que resulta en una menor viscosidad, un menor peso equivalente de epoxi y una mayor reactividad. Mejoras moderadas en la resistencia química se ven cuando bis-F resinas se utilizan en lugar de resinas bis-A. A diferencia de las resinas a base de bisfenolA, de alto peso molecular, las versiones no están disponibles actualmente.
Figura 5. Bisfenol F.
Figura 6. Estructura química del diglicidil éter de bisfenol F (DGEBF).
NOVOLACAS FENOL Y CRESOL, son otros dos tipos de glicidil éteres aromáticos. Estas resinas se fabrican en un proceso de dos pasos. La combinación de cualquiera de fenol o cresol con formaldehido produce un polifenol que se hace reaccionar posteriormente con epiclorhidrina para generar la resina.
Figura 7. Primer paso de la formación de una novolaca fenol: la formación de un polifenol a partir de fenol + formaldehido. Alta funcionalidad de resina epoxi y alta Tg de curado caracterizar estas resinas y las diferencia de los difuncionales bisfenol A/ F. Las novolacas fenol son líquidos de alta viscosidad, mientras que novolacas cresol suelen ser sólidas a temperatura ambiente. Son de interés general, porque una excelente temperatura de rendimiento se puede lograr a un costo relativamente modesto.
Figura 8. Estructura química de novolaca fenol.
Figura 9. Estructura química de novolaca cresol.
B. GLICIDIL AMINAS Glicidil Aminas se forman mediante la reacción de epiclorhidrina con una amina, con aminas aromáticas siendo preferido para aplicaciones de alta temperatura.
Figura 10. Diferentes tipos de estructuras de aminas y aminas aromaticas.
La resina más importante en esta clase, tetraglycidyl metileno dianilina (TGMDA).
Figura 11. Estructura química del tetraglicidil metilen dianilina. Esta resina se utiliza ampliamente en materiales compuestos avanzados para aplicaciones aeroespaciales, debido a sus propiedades excelentes a altas temperaturas. En general, estas resinas son más costosas que cualquiera de los bisfenoles difuncionales o las novolacas. Ventajas de las resinas TGMDA incluyen excelentes propiedades mecánicas y altas temperaturas de transición vítrea. Aminas Glicidil son líquidos de alta viscosidad o semisólidos a temperatura ambiente. Al igual que con las resinas DGEBA, una variedad de grados están disponibles, una vez más depende de la pureza, peso molecular y tamaño de las partículas. Otras aminas glicidílicas comerciales incluyen diglicidil anilina y tetraglycidyl meta-xileno diamina. La principal ventaja de estas resinas es su baja viscosidad a temperatura ambiente,
lo cual los hace útiles para aplicaciones que requieren flujo de resina muy alto, tales como liquidación de incandescencia o de moldeo líquido.
C. CICLOALIFATICOS Cicloalifaticos se diferencian de los otros epóxicos por que contiene un grupo epoxi, que es interno en la estructura del anillo en vez de externa o colgante. Una viscosidad muy baja (0,25 a 0.45 Pa • s, o 250 -450 cP a 25 ° C o 77 ° F) y el relativamente alto rendimiento térmico-mecánico (por una resina alifática) caracterizan a esta clase de materiales. El alto Tg posible con cicloalifáticos se debe principalmente a la diferencia en la estructura formada en la reticulación. La reticulación formada por curar se conecta directamente a la estructura de base cíclica. Si bien esta estructura cíclica es alifática y por lo tanto más flexible que los materiales aromáticos se describió anteriormente, la distancia entre enlaces cruzados se reduce. Puede ser importante señalar que a diferencia de epoxis bis-A, resinas epoxi cicloalifáticas reaccionan muy lentamente con algunas aminas a temperatura ambiente.
Figura 12. Estructura química de una resina epoxi cicloalifatica típica.
En general, una lista de las resinas epoxi de uso común y sus proveedores se pueden encontrar en la Tabla 4.
Tabla 4. Resinas epoxi.
V.
PARAMETROS QUE CARACTERIZAN UNA RESINA EPOXI
La temperatura de transición vítrea (Tg) que es un fuerte indicador de la temperatura de servicio o de uso de un compuesto polimérico. La Tg es la temperatura por debajo del cual un polímero existe en el estado vítreo donde sólo el movimiento de vibración está presente, mientras que por encima de esta temperatura, los distintos segmentos moleculares son
capaces de moverse uno respecto al otro en lo que se denomina el "estado de la goma." El módulo de un material por encima de su Tg suele ser varios órdenes de magnitud inferior a su valor por debajo de la Tg, por lo que se convierte en una consideración importante al seleccionar una resina epoxi. La Tg también está fuertemente afectada por la presencia de humedad absorbida o disolventes. Así, la exposición a la humedad o disolventes también debe tenerse en cuenta al seleccionar o diseñar las resinas para aplicaciones particulares. La temperatura de transición vítrea de la resina epoxi curada depende de la estructura molecular que se desarrolla en la matriz durante el curado, el cual es impulsado por características tales como la densidad de entrecruzamiento, la rigidez de la estructura del polímero, y las interacciones intermoleculares. Existe un acuerdo general, sin embargo, que cura las formulaciones de resina adecuado para aplicaciones de temperatura elevada son en gran parte determinada por la densidad de reticulación. La Tg está estrechamente relacionado con la temperatura de curación y va a cambiar a medida que cambie ésta, por lo que un sistema de resina de curada a baja temperatura tendrá una Tg menor que el mismo sistema curado a una temperatura más alta. Todos los sistemas, sin embargo, tendrá una última Tg determinada por su formulación que no puede ser mejorada por un aumento en la temperatura de curado. En la mayoría de las resinas epoxi curadas, Tg retrasará la temperatura de curado de 10 a 20 ° C (20 a 35 ° F). Es importante recordar que la estructura molecular y otras características del producto curado dependen igualmente de la resina base, el agente de curado, y modificadores empleados en la formulación.
El peso equivalente de epoxi (PEE) que es otra característica clave que determina la idoneidad para el uso de resina, que puede definirse como el peso de la resina epoxi por grupo. Dividiendo el peso molecular de una resina por el número de grupos epoxi por molécula puede aproximar el peso equivalente de una resina. Por ejemplo, la resina epoxi más sencilla, el diglicidil éter del Bisfenol A, tiene un peso molecular de 340 y dos grupos epoxi. Así pues el PEE será 170. Pero como la composición real de las resinas epoxi comerciales no se conoce exactamente, ya que se trata de mezclas de distintos pesos moleculares y distinta funcionalidad, el PEE de una resina no se indica normalmente como un valor fijo sino que queda comprendido en un intervalo de valores. Otro dato de interés es el índice de epoxi (Epoxy Value), que se define como el número de grupos epoxi en 100 g de resina y que se calcula fácilemte dividiendo 100 por el EEW. Así, si el EEW de una resina es 312, el índice de epoxi será 100/312=0.32. Cada 100 g de resina contendrán 0.32 equivalentes de grupo epoxi.
Todos estos valores son importantes a la hora de realizar cálculos estequiométricos con los endurecedores a fin de determinar la relación de mezcla entre una resina epoxi dada y un endurecedor determinado, como se verá más adelante.
Tabla 2. Tipos de resinas según el EEW (PEE), el índice epoxi medio y su reactividad.
Como es lógico, a medida que crece el peso molecular de la resina aumenta también el EEW y desciende el índice de epoxi, lo cual quiere decir que desciende la funcionalidad al ser menor el número de equivalentes epoxi por 100 gramos de resina, lo que se traduce en una menor reactividad.
VI.
CURADO
Su estructura química ha de ser transformada en un entramado o red tridimensional, constituida por enlaces covalentes en todas las direcciones. Puesto que las resinas base son lineales, es preciso, normalmente en el momento de la aplicación, añadir un agente de entrecruzamiento adecuado que transforme el polímero lineal soluble en un polímero entrecruzado insoluble e infusible. Este proceso se conoce con el nombre de curado, entrecruzamiento o endurecimiento de la resina El mecanismo de curado implica la interacción del anillo oxirano, fundamentalmente con hidrógenos activos, dando como resultado la apertura del ciclo. El mecanismo de esta reacción es de tipo iónico. A. REACCIONES DE CURADO El mecanismo principal de las reacciones de curación se puede resumir a continuación:
a) Polimerización por los grupos epoxi: esta reacción está facilitada por la acción catalítica de las aminas terciarias, es decir compuestos que no poseen hidrógeno reactivo. b) Reacción de adición con aminas primarias, en la cual reacciona un grupo epoxi con una amina que contenga un átomo de hidrógeno reactivo. c) Esterificación de los ácidos grasos (ácidos monocarboxílicos), que primordialmente son reacciones de adición y condensación. d) Reacción con anhídridos ácidos (por ejemplo ácido ftálico), en la que el grupo oxhidrilo de la resina reacciona con el grupo CO del anhídrido. e) Reacción con resinas de fenol formaldehido (sobresolar), en la que los grupos oxhidrilo fenólicos y METILOL de las resinas fenólicas reaccionan con los grupos epoxi. f) Reacción con amino-resinas (urea formaldehído, melamina- formaldehído), en la que los grupos metilol (-- CH2OH) o metilolbutilados reaccionan con los grupos epoxi y con la resina; grupos OH (oxhidrilo), como en e), junto con la reacción de una amina primaria y secundaria (RNH2 y-NH--), como en b). g) Reacción de los grupos oxhidrilo con isocianatos, en la que el grupo-OH de la resina reacciona con el grupo N:C:O del isocianato. Todas las reacciones con los grupos epoxi son exotérmicas, siendo la temperatura un factor decisivo en la velocidad de estas reacciones aumentándola al hacerlo la temperatura, de ahí que sea necesario un preciso control de la misma para evitar la degradación del material. Las acciones a), b) y g) pueden realizarse a temperatura ambiente, pero las demás requieren aplicación de calor para que se realicen los dobles enlaces. Los productos de reacción c) ésteres epoxídicos- son resinas útiles y requieren curación, mediante oxidación con aire seco o mediante dobles enlaces (Condensación), con amino-resinas (urea formaldehído, melamino-formaldehído) a elevadas temperaturas. La naturaleza exotérmica de las reacciones incrementa el riesgo de los componentes volátiles.
B. TIPOS DE AGENTE DE CURADO La polimerización (curado), se inicia mediante la adición de pequeñas cantidades de un agente de curado, que normal mente son anhidros difuncionales o aminas. Entre los más comunes tenemos el dietiltriamina (DETA)
Otras aminas utilizadas, tenemos:
Trietilentetraamina (TET)
Butilendiamina (BDA)
Aminas aromaticas.(MPD, DDPM, DDPS)
Aunque también la reacción de curado se puede realizar mediante ácidos: ftalico, maleico, piromelitico, metilnadico
Anhídridos
Los anhídridos reaccionan con los grupos hidroxílicos de la resina epoxi en primera instancia para formar grupos carboxílicos que reaccionan con los grupos epoxi para formar hidroxi-diésteres, los cuales pueden reaccionar con otro grupo anhídrido o con otro grupo epoxi formando un enlace éter.
Figura 10. Reacción entre anhídrido y grupos hidroxilicos de la resina epoxi
Esta reacción se efectúa a 200ºC de temperatura y debe ser catalizada por productos ácidos o básicos. El producto final es un recubrimiento que posee una resistencia química y mecánica superior a los curados con aminas y poliamidas a temperatura ambiente
Resinas fenólicas
Las resinas fenólicas reaccionan con los grupos epoxi cuando se secan en horno a temperaturas de 150º-190ºC para producir una polimerización de enlaces cruzados.
Figura 11. Reacción entre resinas fenolicas y grupos epoxi Los grupos metilol en resina fenólicas pueden reaccionar también con los hidroxilos de las resinas epoxídicas, fortaleciendo la reticulación
Figura 12. Reacción entre los grupos metilol de resinas fenólicas y los grupos hidroxilos de resinas epoxídicas
Aminas
Los átomos de hidrógeno de la amina (NH2) reaccionan con el grupo epoxi
Figura 13. Representación esquemática de una resina epoxi reticulada (a) reacción del grupo epoxi con una molécula de DETA Las propiedades de una resina epoxi curado dependen de la densidad de los enlaces cruzados. En general, la resistencia a la tracción, módulo, temperatura de transición vítrea y estabilidad térmica, así como resistencias químicas se mejoran con el aumento de la densidad de reticulación, pero la deformación antes de la ruptura y tenacidad a la fractura se reducen.
Factores que controlan la reticulación
Son la estructura química de la resina a partir de líquido (por ejemplo, el número de de los grupos epóxido), funcionalidad del agente de curado (por ejemplo, el número de átomos de hidrógeno activo), y las condiciones de reacción, como la temperatura y el tiempo.
En general, la resistencia al calor de un epoxi mejora si contiene más aromático anillos en su cadena molecular básica
En general las aminas producen mayor velocidad de curado y buena resistencia química, aunque irritan la piel, los ácidos son menos tóxicos; pero no producen reticulación a temperatura ambiente
C. PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALTO – RENDIMIENTO EN LAS RESINAS EPOXI
Tabla 5. Diferentes tipos de agentes curativos.
VII.
MODIFICADORES
La tercera categoría importante de los componentes de la formulación epoxi son modificadores. Se utilizan para proporcionar un específico rendimiento físico y mecánico, tanto en la resina sin curar y curada. Las categorías generales de los modificadores incluyen flexibilizadores, termoplásticos, diluyentes, materiales ignífugos, cargas y pigmentos y colorantes. A. Flexibilizadores. Se utilizan para aumentar la flexibilidad, la resistencia a la fatiga, resistencia a las grietas, y la energía absorción (dureza). Estos polímeros pueden ser empleados como componentes líquidos, sólidos o partículas en una formulación. La flexibilización se puede conseguir introduciendo cadenas de gran longitud unidas covalentemente a la red durante el curado, o bien incorporando al polímero largas cadenas moleculares que permanezcan sin reaccionar con la resina transformada. Los cauchos líquidos más usados en compuestos epoxi son copolimeros con terminaciones carboxilo -acrilonitrilo-butadieno, o CTBNs. CTBNs se pueden mezclar con la mayoría de resinas epoxi, por lo que fácilmente se pueden añadir a formulaciones con sólo un pequeño incremento en la viscosidad de la resina a temperatura ambiente. Estos polímeros de cadena
larga tienen grupos terminales carboxilo que pueden reaccionar con el epoxi para reducir la densidad de reticulación y el aumento de la elongación. Los cauchos sólidos acrilonitrilo-butadieno tienen mayor peso molecular que los líquidos. Las cargas son generalmente baja debido a un rápido aumento de la viscosidad de la resina a medida que aumenta el contenido de caucho que puede ser disuelto directamente en la resina o la adición se puede facilitar con un solvente que más tarde se extrae. B. Los aditivos termoplásticos. Termoplásticos (TP) se utilizan mucho como flexibilizadores para aumentar la resistencia a la fractura de resinas epoxi. Pueden ser disueltos en la formulación o añadido como partículas. Sólo relativamente TP de bajo peso molecular puede ser disuelto en resina epoxi, y no todos son compatibles con epoxi, por lo que las opciones se limitan al seleccionar un endurecedor de este tipo. Termoplásticos de uso común en compuestos epoxi son fenoxi, amidas poliéter , polivinil butiral, polivinilo formal, polisulfona, polietersulfona, poliamida, polieterimida, y nylon. C. Diluyentes epoxi. Hay una serie de resinas que se utilizan como diluyentes en compuestos epoxicos. En la mayoría de los casos, estos son reactivos epoxi monofuncionales de muy baja viscosidad, aunque hay algunos diluyentes de resina difuncionales disponible. Mientras que las resinas monofuncionales como el butil éter de glicidilo, glicidiléter fenilo, y cresil glicidil éter son eficaces en la reducción de la viscosidad, su uso se traducirá en una reducción de las propiedades térmicas y mecánicas. Como regla general, los compuestos de bajo peso molecular son más eficaces como diluyentes, pero también tienden a ser volátiles y con frecuencia son irritantes, por lo tanto, deben ser utilizados en ambientes controlados. Los materiales de alto peso molecular son menos tóxicos y de menor impacto en otras propiedades, pero generalmente se utilizan en cargas mayores, ya que no son tan eficaces en la reducción de la viscosidad. Para hacer frente a esta disyuntiva, varios fabricantes de mezclas epoxi suministran grandes volúmenes de resinas premezcladas con diluyente para aliviar la necesidad de que el usuario los maneje. Al igual que con otros tipos de aditivos, el formulador selecciona un diluyente especial para equilibrar necesidades físicas con el rendimiento térmico-mecánico. D. Retardantes de flama. Retardantes de flama (RF) se pueden añadir a las resinas epoxi como material de relleno, o la matriz puede ser construida para incorporar las características de RF. Por lo general, mientras más carbono e hidrógeno hay en un sistema polimérico, más inflamables son. La presencia de halógenos y compuestos aromáticos en la formación de la resina epoxi disminuir la flamabilidad. Modificadores FR operan a través de los tres mecanismos que
rigen la pirólisis y combustión de los polímeros: la fase condensada, la fase de vapor, y la inhibición física. Rellenos como trihidrato de alúmina (Al (OH) 3) e hidróxido de magnesio (Mg (OH) 2) son eficaces para inhibir la combustión sufriendo descomposición endotérmica y liberando agua en estado gaseoso durante la combustión. Los óxidos producidos también pueden formar una barrera aislante que impide que el oxígeno llegue al polímero sin consumir. Por desgracia, deben ser utilizados en cargas de 30 a 40% en peso, lo cual prohíbe su uso en muchas aplicaciones compuestas. Resinas epoxi cloradas bromadas y agentes de curado pueden combinarse con antimonio, fósforo, boro o compuestos para reducir la inflamabilidad de compuestos epoxi. Estos compuestos trabajan en la fase gaseosa para liberar radicales libres y atrapar los · H y OH · que, bloqueando con ello las reacciones en cadena contribuyen a la descomposición. Trabaja también en la fase condensada para catalizar las reacciones que forman productos volátiles. En la actualidad hay una tendencia a minimizar el uso de halógenos porque tienen un impacto ambiental negativo que producen y altamente tóxicos y corrosivos gases de haluros de hidrógeno durante la combustión. E. Rellenos no reactivos. Rellenos se utilizan en las resinas epoxi como diluyentes, refuerzos, y para impartir características físicas específica tales como la baja densidad, bajo flujo, reducción de la contracción, y conductividad térmica o eléctrica. Los tipos de materiales de relleno utilizados varían ampliamente, pero en general se pueden clasificar como minerales, metales, vidrio, fibras, carbono, y orgánicos diversos. Físicamente, se puede utilizar en una variedad de formas, como polvos, pastas, copos, rebaños, esferas, microesferas, fibras cortas y whiskers. Cuando estos compuestos rellenan los sistemas, las variables a tomar en cuenta son la fracción de volumen del relleno, características de las partículas de relleno, (tamaño, forma, superficie, y distribución de tamaño de partículas), la proporción de relleno, la resistencia y el módulo de la carga, la adherencia del material de relleno a la resina, la viscosidad de la resina base, y la dureza de la resina base. F. Pigmentos Su misión es mejorar el aspecto de la formulación con coloraciones diversas. Pueden emplearse pigmentos inorgánicos, tales como el óxido de titanio, negro de humo, cromatos; o colorantes, azul y verde de ftalociamina.
Tabla : modificadores de las resinas epoxi.
VIII.
APLICACIONES
Algunas de sus aplicaciones más interesantes se encuentran en la industria aeroespacial y de recreación donde resinas y fibras se combinan para producir estructuras compuestas complejas. Tecnologías de epoxi satisface una gran variedad de diseños compuestos no metálicos en aplicaciones aeroespaciales militares y comerciales, incluyendo los paneles de piso, conductos, estabilizadores verticales y horizontales, las alas, e incluso el fuselaje. Esta misma química, desarrollado para aplicaciones aeroespaciales, ahora se está utilizando para producir marcos ligeros de bicicletas, palos de golf, tablas de snowboard, vehículos de carreras, e instrumentos musicales. Para apoyar estas aplicaciones, las resinas epoxi son formuladas para generar propiedades físicas y mecánicas específicas. Los diseñadores de estos sistemas deben equilibrar las
limitaciones de las materias primas y la química con las necesidades prácticas del fabricante. Mientras que las más simples formulaciones pueden combinar una sola resina epoxi con una curación, preparaciones más complejas incluyen múltiples resinas epoxi, modificadores de la resistencia o supresión de la flexibilidad o al fuego / humo, cargas inertes para el control de flujo o la coloración, y un paquete curativo que dirige reacciones específicas en momentos específicos.
APLICACIONES INDUSTRIALES 1.1. INDUSTRIA MARINA Las dos principales resinas epoxi que se utilizan en recubrimientos protectores para ambientes marinos se basan en una resina epoxi líquido de bajo peso molecular o en una resina epoxi sólido. Los "Shopprimers" son recubrimientos de muy bajo espesor que se aplican automáticamente en la línea de producción a las planchas y perfiles de acero consiguiendo de esta manera una protección anticorrosiva temporal durante los procesos de transporte, almacenaje y producción a altas y bajas temperaturas.
1.2. INDUSTRIA NÁUTICA Entre los productos epoxi para el sector náutico podemos encontrar: Masillas: Las masillas se utilizan para rellenar juntas, cráteres o fisuras, o para perfilar el casco disimulando irregularidades que luego se acentuarán con la aplicación de esmaltes brillantes. También se aplican masillas en la obra viva para alisar la superficie y mejorar el rendimiento de la embarcación pero, en estas ocasiones, debe sellarse la masilla con 3 capas de imprimación epoxy, porque ninguna masilla es especialmente impermeable ya que su función única es rellenar. Las masillas epoxy, no obstante, son más impermeables que las masillas de poliéster y, por lo tanto, son más aconsejables para el uso en ambientes marinos.
Imprimaciones epoxi: Anticorrosiva curada con poliamida, de dos componentes que contiene fosfato de cinc como pigmento inhibidor de la corrosión para superficies de acero. Se usa como imprimación general para sistemas epoxi, poliuretano e intumescente. Imprimación epoxi anticorrosiva para superficies de acero. 1.3. INDUSTRIA DE PAVIMENTOS Consistente en una solución de resina epoxi de baja viscosidad, curada con una combinación de poliamidas. Se utiliza para la fijación y refuerzo de sustratos porosos, como por ejemplo hormigón, cemento, ladrillo y otros materiales de construcción, antes del pintado definitivo. Especialmente indicado para el sellado de pavimentos.
Acabados Epoxi para pavimentos: Es una pintura epoxi de dos componentes, de capa gruesa, con buena resistencia mecánica y química. Forma una película dura y tenaz resistente al agua de mar y a las salpicaduras de gasolina, gasoil, aceites lubricantes y similares. Se utiliza:
1. Como capa de imprimación, intermedia o de acabado en ambientes fuertemente corrosivos. 2. Como pintura protectora y decorativa para pavimentos interiores de hormigón, cemento, acero y otros materiales de construcción en industrias, talleres, hospitales, almacenes, aparcamientos, etc. 1.4. 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 antisoldante de muchos circuitos impresos.
Encapsulado epoxi de circuito híbrido en una placa de circuito impreso IX.
REFERNCIAS BIBLIOGRAFICAS
“RESINA EPOXI”
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Resina_epoxi Visitado el 12/10/2011
“INDUSTRIA DE LA RESINA EPOXI”
Disponible en: http://www.epoxi.depintur.com/industria.html Visitado el 12/10/2011
“PROBBLEMAS REALES CON RESINA EPOXI”
Disponible en: http://www.distraltec.com.ar/faqs.php Visitado el 12/10/2011
“PROPIEDADES DE LA RESINA EPOXI”
Disponible en: http://www.allstudies.com/resinas-epoxi.html Visitado el 12/10/2011
