Elementos sintéticos: Tipos, características y formas de identificación.
HISTORIA DE LOS MATERIALES SINTETICOS
Los materiales sintéticos no se encuentran en la naturaleza, sino que
los seres humanos son aquellos que los fabrican, es decir, son
materiales artificiales.
El inicio de todo este mundo material comenzó en el año 1860 con la
aparición del celuloide. Éste material se creó a partir de la
modificación química de las moléculas de celulosa que se encuentran en
las plantas. Su utilización más conocida se dio en el cine y fotografía,
de ahí viene el nombre de "el mundo del celuloide" que se refiere al
"mundo del cine". Un gran problema de este material era su extremada
inflamabilidad y sensibilidad a la luz.
En 1862, Alexander Parkes había creado un material duro que podía ser moldeado (Parkesin). Primer material semi-sintético.
En 1906 Leo Hendrik Baekeland creó la Baquelita, un material sintético
que al contrario de todos los plásticos, en vez de derretirse, se
endurecía.
Después de la Primera Guerra Mundial, se comenzó a crear materiales
sintéticos derivados del petróleo. El polimetilo de metacrilato ó más
famosamente llamado "Plexiglás", fué uno de los materiales más conocidos
de esa época.
Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, se dió a conocer al mundo el "Teflón", nombre químico Politetrafluoroetileno.
OBTENCION DE LOS MATERIALES SINTETICOS
La Polimerización, la polimerización es una reacción química en
la que los monómeros, que son pequeñas moléculas con unidades estructurales
repetitivas, se unen para formar una larga molécula en forma de cadena, un
polímero. Cada polímero típico consta de mil o más de estos monómeros, que son
como los ladrillos del edificio.
La policondensación o polimerización por condensación, es un proceso de polimerización donde distintas sustancias reaccionan para crear uno o más monómeros, los cuales se unirán entre si para formar un dímero, que por reacción con otros monómeros o dímeros (o trímeros, o tetrámeros...) dará a lugar el correspondiente polímero. El proceso inicial es muy distinto a la polimerización por adición, donde las sustancias iniciales sirven a su vez como monómeros. Para que una policondensación se lleve a cabo satisfactoriamente, los
monómeros formados han de tener un nivel de funcionalidad mínimo de 2,
de lo contrario la cadena de monómeros en formación dejaría de crecer y
no se formaría el polímero. En cada unión de dos monómeros se pierde una
molécula pequeña, por ejemplo agua. Debido a esto, la masa molecular
del polímero no es necesariamente un múltiplo exacto de la masa
molecular del monómero.
La poliadición, denominada también polimerización por adición, es una
técnica de polimerización en la que se van adicionando, de una en una,
moléculas de monómero insaturado a una cadena de polímero en
crecimiento. Es típico en la reacción de poliadición que los átomos
individuales, normalmente los átomos de hidrógeno, vaguen de un monómero
a otro al unirse ambos monómeros por medio de un enlace covalente. Los
monómeros, como en las reacciones de policondensación, deben adicionarse
en cantidades estequiométricas.
CLASIFICACIÓN DE LOS SINTETICOS
Conocemos
también materiales que mantienen su forma aún cuando se les aplica
fuerza, mientras que otros pueden ser estirados y luego vuelven a su
forma original. Estas características básicas también se utilizan para
clasificar a los materiales sintéticos: los materiales térmicamente
deformables se llaman termoplásticos, los materiales resistentes al
calor se llaman termoendurecibles y los materiales elásticos se llaman
elastómeros.
Un
termoplástico es un plástico que, a temperaturas relativamente altas, se vuelve plástico,
deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en
un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente. La mayor
parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio de fuerzas de Van der Waals débiles (polietileno); fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, o incluso anillos arómaticos apilados (poliestileno). Los polímeros termoplásticos difieren de los polimeros termoestables o termofijos en que después de calentarse y moldearse pueden recalentarse y formar otros objetos.
Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se
moldean varias veces (historial térmico), generalmente disminuyendo
estas propiedades al debilitar los enlaces.
Los más usados son: el polietileno (PE), el polipropileno (PP), el polibutileno (PB), el poliestireno (PS), el polimetilmetacrilato (PMMA), el policloruro de vinilo (PVC), el teflón y el nylon (un tipo de poliamida).
Se diferencian de los termoestables o termofijos (baquelita, goma vulcanizada) en que éstos últimos no
funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que se queman, siendo
imposible volver a moldearlos
Los materiales elastómeros son aquellos materiales que están formados por polímeros que se encuentran unidos mediante enlaces químicos, adquiriendo una estructura final ligeramente reticulada.
La principal característica de los materiales elastómeros es la alta
elongación o elasticidad y flexibilidad que disponen dichos materiales
frente a cargas antes de fracturarse o romperse.
Propiedades de los materiales elastómeros:
- No se pueden derretir, antes de derretirse pasan a un estado gaseoso
- Se hinchan ante la presencia de ciertos solventes
- Generalmente insolubles.
- Son flexibles y elásticos.
- Menor resistencia al fenómeno de fluencia que los termoplásticos
APLICACION DE LOS SINTETICOS EN EL AUTOMOVIL
MICA : mineral que se encuentra generalmente
en unión de otros. Esta construido por diversos silicato, siendo los más
comunes los de aluminio o magnesio con potasio y sodio.
- Peso específico : 2,7 a 3,1
- Resistencia : elevadas temperaturas antes de fundirse entre 1200 y 1300 ºC.
- Aislante del calor y de la electricidad.
- Aplicaciones : zonas altas de temperatura, resistencia de planchas eléctricas, estufas
y focos de automóviles.
- Se clasifican industrialmente en claras, semiclaras y mezcladas.
ERTALON 6 x Au+ :
- Densidad : 1,15 gr./cm.
- Temperatura : -40 a 120 ºC.
- Dureza : 80 shore D.
- Absorción : 2,20 % de humedad.
- Resistencia : limitada.
- Aplicaciones : bujes, poleas con alta carga, gran estabilidad dimensional.
ROBALAN EXTRA( UHMW):
- Densidad : 0,94 gr./cm.
- Temperatura : -200 a 80 ºC.
- Dureza : 67 shore D.
- Absorción : 0% humedad.
- Resistencia : excelente.
- Aplicaciones: placas de desgaste, revestimiento altos de impacto y absorción, baja carga.
CUARSO : mineral compuesto por anhídrido silico, que cuando es incoloro se le conoce con el nombre de cristal de roca.
Elevada resistencia al calor, ase de el un mineral adecuado en la
construcción de crisoles que soportan hasta más de 1800 ºC sin fundirse.
- Aplicaciones : para hacer vidrios y porcelana que sirven para fabricar aisladores.
- Peso especifico : 2,1 a 2,8 ºC.
GOMA LACA
:sustancia resinosa que se produce de las ramas de algunos arboles al
ser picados por un insecto llamado Coccus laca, que posee una materia
colorante que es lo que le da el color característico.
Esta es insoluble al agua, pero el alcohol lo disuelve con gran facilidad.
- Aplicaciones : se emplea en conductores eléctricos con muy buenos resultados.
TEFLON :
- Densidad : 2,17 gr./cm.
- Temperatura : 220 a 260 ºC.
- Dureza : 51 shore D.
- Absorción : 0% de humedad.
- Resistencia Q: excelente.
- Aplicaciones : boquillas, asientos de válvula, industrias químicas.
VIDRIOS :
material artificial compuesto de dos o más silicatos metálicos,
debiendo ser uno de ellos necesariamente de sodio o potasio, con otros
de calcio, aluminio, plomo, etc., los cuales se funden mezclados y se
dejan enfriar lentamente.
Para hacer objetos de vidrio este no
se trabaja a su temperatura de fusión, sino que a unos 800 ºC,
temperatura a la cual se encuentra en estado pastoso o plástico.
Los vidrios más comunes que se pueden obtener son:
Vidrios de silicato de potasio y calcio.
Vidrios de silicato de sodio y potasio.
Vidrios de silicato de plomo y potasio.
Vidrios coloreados.
Vidrios de cuarzo puros.
ASBESTO:
Características: Aislante natural del calor y la electricidad.
Se funde con mucha dificultad entre 1200 y 1300 ºC.
Aplicaciones : Como aislante del calor se utiliza en gran escala para recubrir
Exteriormente hornos o calderas que entregan calor a la atmósfera.
CHATTERTON:
Material aislante artificial de la electricidad compuesta por GUTA-
PERCHA, resinas y alquitrán en las proporciones siguientes:
-Guta Percha 60%
-Resinas 20%
-Alquitrán 20%
A la temperatura ordinaria, es un cuerpo sólido color negro intenso.
-Aplicaciones : Empleado en la electricidad en forma de cemento, el que debido a su gran
adherencia. Se aplica en estado plástico.
BALATA:
producto semejante al guta- percha que se utiliza como aislador de la
electricidad en reemplazo de ésta con muy buenos resultados.
Obtenida de ciertas especies de árboles de Venezuela y Brasil en la misma forma que el caucho.
DUROCOTON:
Densidad : 1,40 gr./cm
Temperatura: - 30 a 120 ºC
Dureza : 90 shore D
Absorción : 1,20 % de
Resistencia Q : Limitada
Aplicaciones : Engranajes, bujes, piezas eléctricas.
TECHNYL
Densidad : 1,14 gr./cm
Temperatura : - 32 a 100 ºC
Dureza : 73 shore D
Absorción : 2,50 % de Humedad
Resistencia Q: Limitada
Aplicaciones : Engranajes, bujes, poleas, ruedas
CELISOL
Densidad : 1,40 gr./cm
Temperatura : - 200 a 80 ºC
Dureza : 67 shore D
Absorción : 0% de Humedad
Resistencia Q: Excelente
Aplicaciones : Placas de Desgaste, revestimiento altos de impacto y abrasión, bajo cargo.