miércoles, 10 de agosto de 2011

Producción de Papel


Elaboración de Papel
Para la obtención del papel, es necesaria la obtención de la suspensión de fibras celulósicas con características determinadas tales como: tamaño de fibras, distribución de tamaños, composición, flexibilidad, resistencia, etc. Por otra parte, debido a que la materia prima más utilizada en la fabricación del papel son las pulpas de madera virgen, se describirá el proceso de fabricación de pulpa a partir de fibras vegetales madereras. A continuación se explican los diferentes pasos para su producción:
Lavado de la madera
Este tratamiento se realiza mediante aspersión de agua a presión para tratar de retirar cualquier partícula adherida a la madera, de forma natural o durante el transporte, para evitar impurezas en la línea de proceso.
Descortezado de madera
Los troncos son llevados a unos grandes cilindros huecos giratorios. El rozamiento que se produce entre ellos y entre los troncos y la pared interior del cilindro, hace que la corteza se separe del núcleo del tronco.
La importancia de esta operación radica en que la cantidad de corteza que debe utilizarse tiene que ser mínima, ya que produce un efecto debilitador indeseable en la pasta de papel. Durante este proceso se pierde una mínima fracción de madera, pero esto es admisible en aras de la superior calidad de la pulpa obtenida.
El objetivo que se busca en esta parte del proceso es la separación de las fibras (celulosa) que constituyen el núcleo del tronco. Para ello se deben romper las uniones entre fibras constituidas por ligninas y otros elementos. Se pueden seguir dos grandes métodos para conseguir este objetivo:
Una vez acondicionada la madera, se introduce en la unidad correspondiente para separar las fibras que constituyen el esqueleto de la madera.
Existen tres grandes grupos de procesado de la madera para la separación de las fibras y la lignina, que se clasifican en función de la naturaleza de la separación; estos son:
Procesos mecánicos:
La única acción separadora es la aplicación de fuerzas mecánicas de compresión y cizalladura para conseguir la separación de las fibras. Se emplea un procedimiento similar al empleado en un molino. En una gran cámara se hace girar sobre su eje a una piedra que es la que se encarga, por fricción, de separar las fibras de las que está compuesto el tronco del árbol.

Procesos semiquímicos:
Se utiliza una combinación de tratamientos mecánicos con la adición de ciertos reactivos químicos que aceleran y optimizan la separación.
Procesos químicos:
Están basados en tratamientos puramente químicos, adicionando a la madera reactivos químicos que producen por sí solos la separación de la lignina de la celulosa. Normalmente son llevados a cabo a alta temperatura y presión.
La madera reducida a la granulometría adecuada se cuece en un gran recipiente a presión añadiéndole diversos productos químicos tales como sosa cáustica, bisulfito sódico, entre otros (dependiendo del sistema elegido) y vapor de agua.
Preparación de la pasta:
La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una gran batidora), donde se mezcla agua con la pasta de papel.  El pulper es una gran cuba, normalmente a nivel inferior al del suelo, en cuyo interior se encuentra una gran hélice. Al añadir la pasta de papel, comienza el proceso de disgregación de fibras, primero por el impacto al caer los fardos, después por el rozamiento de la hélice con la pasta y finalmente por el rozamiento de las mismas fibras entre sí. Esta acción genera calor que ayuda a la dispersión.
Refino:
Después, las fibras en suspensión se han de tratar físicamente mediante un proceso de fricción, para aumentar su capacidad de "afieltrarse" y unirse entre sí. A este proceso se le llama "refino". Consiste en frotar las fibras entre sí y contra unos discos metálicos. Esto hace que se rompan parcialmente y se creen una especie de pelos que son los que crearán los puentes de hidrógeno y darán al papel mayor resistencia a la tracción.
Una vez refinado, pasa por varias tinas (contenedores de líquidos) donde se le añaden aditivos tales como colorantes, cargas minerales (para añadir blancura, disminuir porosidad, etc.), productos especiales (para aumentar la resistencia al agua, a la tracción, etc.)
Una vez se le han añadido todos los elementos que se necesitan y la pasta ha reposado un pequeño tiempo para eliminar la latencia (propensión de la fibra a enredarse, convirtiéndose en pegotes), llega a la máquina de papel donde será tratado para ser después secado en un sitio secante.
Proceso de laminación de la pasta en máquina:
Consiste en poner las fibras en una suspensión acuosa con consistencias comprendidas entre 4 y 12 g/L para que puedan unirse convenientemente. Esta pasta es llevada a la caja de entrada, mediante el distribuidor, que transforma la forma cilíndrica de la pasta en una lámina ancha y delgada. Posteriormente llega a la mesa de fabricación, que contiene una malla metálica de bronce o de plástico, que al girar constantemente sobre los rodillos, hace de tamiz que deja escurrir parte del agua, y a la vez realiza un movimiento de vibración transversal para entrelazar las fibras. Las telas transportan al papel por unos elementos desgotadores o de vacío, entre ellos están los foils, los vacuofoils, las cajas aspirantes, el rodillo desgotador o "Dandy Roll" y el cilindro aspirante. La función de estos elementos es la de absorber el agua que está junto a las fibras, haciendo que la hoja quede con un buen perfil (espesor) homogéneo a todo el ancho.
Después la hoja es pasada por las prensas, éstas están provistas de unas bayetas que transportan el papel y a la vez absorben el agua de la hoja cuándo ésta es presionada por las prensas. El prensado en húmedo consta de 4 fases:
1ª fase, compresión y saturación de la hoja
El aire abandona los espacios entre fibras y su espacio es ocupado por el agua, hasta llegar a la saturación de la hoja, que es cuándo la hoja no puede absorber más agua.
2ª fase, compresión y saturación de la bayeta
Se crea una presión hidráulica en el papel y el agua empieza a pasar del papel a la bayeta hasta llegar a la saturación de ésta.
3ª fase, expansión de la bayeta
La bayeta se expansiona más rápido que el papel y sigue absorbiendo agua hasta la máxima sequedad de la hoja
4ª fase, expansión de la hoja
Se crea una presión hidráulica negativa y el agua vuelve de la bayeta al papel, en éste momento hay que separar la hoja de la bayeta lo más rápidamente posible.

Después del prensado en húmedo la hoja pasa a los secadores dónde se seca mediante unos cilindros que son alimentados con vapor. La hoja es transportada por unos paños que ejercen una presión sobre los secadores para facilitar la evaporación del agua de la hoja.
De los secadores el papel llega a la calandria o calandra. Estos son cilindros superpuestos verticalmente y apretados entre sí que en su interior puede circular vapor para calentar el papel, o agua para refrescarlo (según el tipo de papel que se desee fabricar. Este proceso, además de alisar y compactar la estructura del papel, da mayor brillo a la superficie del papel. Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso.

Corte
El transformado de bobinas de papel a papel cortado, se realiza en una máquina llamada Cortadora.
El papel una vez cortado, se separa en paquetes:
  • Resma - 500 hojas
  • Media resma - 250 hojas
  • Cuarta - 125 hojas
  • Quinta - 100 hojas

domingo, 10 de julio de 2011

PVC

Policloruro de vinilo (PVC)
El poli (cloruro de vinilo) es un polímero termoplástico, es decir, fluye al calentarlo pues pasa de sólido a líquido y se endurece al enfriarse, en donde su estructura posee pocos o ningún entrecruzamiento. Es un material blanco que se reblandece alrededor de los 80°C y se descompone sobre los 140°C. Existen dos tipos en la industria:
·         Los rígidos para envases, tuberías, ventanas.
·         Los flexibles para cables, juguetes, calzado, pavimentos, recubrimiento, techos tensados

Características
  • ·         Elevada resistencia a la abrasión
  • ·         Buena resistencia mecánica y al impacto
  • ·         Por sus aditivos, puede ser rígido o flexible
  • ·         Es estable e inerte
  • ·         Es un material altamente resistente, puede durar más de sesenta años
  • ·         Presenta poca inflamabilidad debido a los átomos de cloro que lo forman
  • ·         Es un buen aislante eléctrico
  • ·         Es versátil, se vuelve flexible y moldeable a bajas temperaturas
  • ·         Alto valor energético
  • ·         Es rentable debido al bajo costo de instalación y costo nulo de mantenimiento
  • ·         Es reciclable


Producción
El PVC se produce por medio de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo (VCM), en donde cerca del 57% de la masa es cloro. Hasta ahora el proceso de producción más usado es el de polimerización por suspensión.
En este proceso se introduce el VCM y agua en el reactor de polimerización junto con un iniciador de polimerización y otros aditivos químicos para producir la reacción. Los componentes del contenedor de reacción son continuamente mezclados para mantener la suspensión y asegurar un tamaño uniforme de las partículas de la resina de PVC. Como la reacción es exotérmica, requiere de un mecanismo de enfriamiento que mantenga el contenido del reactor a una temperatura adecuada. Mientras el volumen también se contrae durante la reacción, se añade agua para mantener la suspensión de la mezcla.
Una vez que la reacción termina su recorrido, el líquido acuoso de PVC se desgasifica y “filtra” (stripping) para remover el exceso de VCM, luego pasa por una centrífuga para remover el agua. El líquido se seca más en un cauce de aire caliente, el aire resultante se tamiza antes de su almacenamiento.
Existen otros procesos de polimerización como el de micro-suspensión y de emulsión, que producen PVC para otras aplicaciones.
Esquema Básico de Producción

Aplicaciones en Costa Rica
  • ·         Aislamiento para cables eléctricos, en donde debido a su resistencia eléctrica y a la llama hace que sea muy seguro en caso de cortos circuitos.
  • ·         Tubos para sistemas de agua potable, drenaje, aguas negras, ventilación, conductores eléctricos, así como mangueras para la irrigación.
  • ·         En la fabricación de botellas y envases para el empaquetado de alimentos, medicinas, herramientas, componentes electrónicos.
  • ·         En la construcción para empaques de ventanas y puertas, también tablas para la construcción de edificios y casas.
  • ·         En la industria agrícola para biodigestores.



Fuentes:
http://es.wikipedia.org/wiki/Policloruro_de_vinilo

domingo, 3 de julio de 2011

Uniones Atornilladas

Importancia
La importancia del cálculo para las uniones atornilladas es que siempre se tendrán condiciones diferentes, esto quiere decir que:
Las cargas no serán las mismas, pudiera ser una carga distribuida, tensiones en una cuerda, varias cargas en diferentes posiciones.
La longitud del centro del patrón con respecto a la carga será diferente, ya sea una o dos dimensiones.
La cantidad de tornillos que se ocupará en el diseño dependerá del diseñador, y esto afectará directamente en el diámetro de los tornillos; e inclusive en el material utilizado para fabricar el tornillo.
Los esfuerzos de corte para los tornillos variarán debido a las cargas, el número de tornillos, posición, entre otros.
Características
·         Fácil desmontaje
·         Altas tensiones
·         Unión con discontinuidad
·         Alta resistencia a la temperatura
·         Necesidad de poco equipamiento
·         Portabilidad inmediata
·         Unión de cualquier material
Aplicaciones
Tiene innumerables aplicaciones en la construcción, manutención y reparación de carrocerías de vehículos, fijación de piezas, paneles de techo, puertas y ventanas, molduras y canaletas para agua lluvia, antirruidos, correderas de vidrio, cubiertas, instalaciones de accesorios, cerrajerías, etc.
Para fijaciones en madera, techumbres, molduras, bisagras, cubiertas, puertas, ventanas, la fijación de cubiertas para techumbres y en aplicaciones de ambientes corrosivos
En la fabricación de muebles en general, tales como mesas, camas, gabinetes, etc. Su fácil instalación permite ser colocado sin problemas por el montador; posibilitando una sólida y rígida fijación, con un bajo costo operacional
También en terminaciones eléctricas, enchufes e interruptores
Tornillos de acero que taladran sus propios agujeros. Sujetan paneles de yeso a miembros de acero de respaldo

Obtención de Gases Industriales

Gases Industriales
Los gases industriales son un grupo de gases manufacturados que se comercializan para usarlos en diferentes aplicaciones en la industria. Pueden ser orgánicos e inorgánicos y se obtienen del aire en un proceso de separación o producidos por una síntesis química, suelen tomar formas líquida o sólida al comprimirlos.
Acetileno (C2H2)
Este gas se obtiene por medio de quenching (enfriamiento rápido) de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición.
El acetileno se usa en equipos de soldadura y en la producción de algunos plásticos y de caucho sintético.
Dióxido de Carbono (CO2)
El CO2 está presente en ciertas cantidades en el aire, pero su extracción proviene de los depósitos de piedra caliza (CaCO3).
Se puede utilizar para neutralizar residuos alcalinos y también como refrigerante en sistemas frigoríficos o de congelado como hielo seco.
Monóxido de Carbono (CO)
Este gas se obtiene por la combustión incompleta de sustancias como: gasolina, keroseno, carbón, petróleo, tabaco o madera.
Actualmente el CO no tiene un uso importante en la industria pero fue usado en la Segunda Guerra Mundial como combustible debido a la escasez de gasolina, en donde se introducía el mineral de carbono y la gasificación del gas alimentaba el carburador.
Cloro (dicloro, Cl2)
El dicloro se obtiene de la electrólisis del cloruro de sodio (NaCl) en disolución acuosa, denominado proceso del cloro-álcali. Se emplean tres métodos: la electrólisis con celda de amalgama de mercurio, la electrólisis con celda de diafragma y la electrólisis con celda de membrana junto con la mezcla de ácido clorhídrico con hipoclorito de sodio o permanganato de potasio
El principal uso industrial es como compuesto para producir el cloruro de polivinilo (PVC), tan utilizado en la mecánica en tuberías.
Hidrógeno (H2)
El hidrógeno se obtiene por medio de la electrólisis del agua, en donde al conducir corriente eléctrica sobre el agua los átomos de oxígeno se paran de los de hidrógeno.
Se utiliza para el refinado de los combustibles fósiles, la fabricación de ácido clorhídrico para combustibles de cohetes y la reducción de minerales metálicos. También en aplicaciones criogénicas (enfriamiento de un material a la temperatura de ebullición del nitrógeno [-195,79°C] o más bajas), en la investigación de la superconductividad; en la soldadura como soldadura de hidrógeno atómico. Se emplea como refrigerante en generadores eléctricos y bombas de hidrógeno. Además de todo esto, se han hecho investigaciones para utilizar el hidrógeno como combustible, el hidrógeno no es una fuente de energía, sino que es un portador de energía. El producto de la combustión sería H2O, pero para poder hacer esto se necesitaría más energía de la que el mismo hidrógeno pueda producir, y además existen pilas de combustible que están en desarrollo.
Cloruro de Hidrógeno (HCl)
Se obtiene por síntesis de sus elementos en disolución de ácido clorhídrico o por reacción del ácido sulfúrico con el cloruro de sodio.
Metano (CH4)
El metano se extrae principalmente del gas natural en donde representa el 97% del gas.
Se usa como combustible en las turbinas de gas y generadores de vapor para generar energía eléctrica. También es utilizado en procesos químicos industriales como la obtención de hidrógeno, metanol y ácido acético.
Óxido de Nitrógeno I (N2O)
El N2O se genera de la termólisis controlada del nitrato amónico o por reacción de amoniaco con ácido nítrico.
Se utiliza en la industria automotriz para aumentar la potencia del motor, y esto se logra con la cadena molecular del gas se rompe durante la combustión en la cámara, a unos 275 °C de temperatura, produciendo un aumento del oxígeno disponible para la combustión con lo que aumenta la potencia. Así mismo el nitrógeno liberado presente en la cámara actúa como un amortiguador térmico tras el aumento de energía liberada.
Propano (C3H8)
Se obtiene del gas natural o de los gases de los procesos de cracking (quebrantamiento de moléculas de un compuesto produciendo así compuestos más simples) producidos en las instalaciones petroquímicas.
Su uso es del aprovechamiento como combustible y de refrigerante (R290) o como gas impulsor de aerosoles.
Dióxido de Azufre (SO2)
Se produce de la combustión del azufre y del sulfuro de hidrógeno.
Tiene propiedades desinfectantes, se usa en la industria alimenticia como conservante y antioxidante, y es un buen disolvente.
Argón (Ar)
Este gas se obtiene de la destilación del aire licuado, en el que se encuentra una proporción de aproximadamente el 0,94%, y posteriormente de la eliminación del oxígeno residual con hidrógeno.
En la industria se usa en soldaduras por arco y a gas, fabricación de titanio y otros elementos reactivos, fabricación de monocristales de silicio y germanio para componentes semiconductores.
Nitrógeno (N2)
Es el componente principal de la atmósfera terrestre (78,1% del volumen), y se obtiene de la destilación fraccionada del aire líquido.
Procesos de fabricación en el ensamblado de metales como agente de contracción para poder meter piezas en hoyos de menor longitud o diámetro. Se usa también como atmósfera inerte para el almacenamiento de líquidos explosivos durante la fabricación de componentes electrónicos y de acero inoxidable. Además un uso importante es el de refrigerante ya que a presión atmosférica se condensa a -195,8 °C.
Oxígeno (O2)
En la industria, el oxígeno se obtiene por la destilación fraccionada del aire líquido.
El oxígeno se usa en los motores de propulsión de cohetes, también se usa para la combustión, la soldadura y en la fabricación de acero y metanol.
Helio (He)
Se obtiene por medio de la destilación fraccionada del gas natural que contiene hasta un 7% de helio.
Sus aplicaciones industriales son: refrigerante para investigaciones en superconductores y criogenia, soldadura por arco, túneles de viento supersónicos, refrigerante en reactores nucleares y como combustible líquido de cohetes.
Kriptón (Kr)
Es un gas raro de la atmósfera terrestre, pues hay muy poco 1 ppm (parte por millón), pero puede obtenerse de la destilación fraccionada del aire.

martes, 28 de junio de 2011

Armazones o bastidores para máquinas y estructuras

Armazones o bastidores para máquinas y estructuras
El diseño de armazones para máquinas es en gran medida un arte ya que requiere de acomodar los componentes de máquina. Existen requisitos técnicos que deben ser satisfechos al igual que para la estructura. Los parámetros de diseño más importantes están:
·         Resistencia: deberá resistir a todos los esfuerzos de tracción y de corte con el fin de evitar rupturas en el armazón
·         Aspecto: deberá verse bien a los ojos, la estética es muy importante
·         Resistencia a la corrosión: debe de utilizarse materiales que soporten la corrosión por muchos años, para así expandir su vida útil
·         Tamaño: el tamaño deberá ser el adecuado al componente de máquina o máquina que será cubierta
·         Atenuar la vibración: la estructura deberá impedir la vibración de los componentes que estás dentro de esta, pues la vibración altera el funcionamiento correcto de las partes y puede ocasionar la ruptura de la misma estructura
·         Rigidez: la estructura deberá ser rígida para conseguir la protección de ser humano y de las mismas partes. Que al manipular la estructura o ya en funcionamiento la máquina, esta armazón no sufra deformaciones
·         Costos de fabricación: el costo es muy importante debido a que un diseño muy caro es poco rentable, y al contrario, un diseño muy barato pone en duda la calidad
·         Peso: el peso de la estructura es un factor importante porque puede afectar la eficiencia del diseño de una máquina y hasta de poder manejarla. Pesos bajos no serían los recomendables para esfuerzas de tracción y corte muy altos. Pesos altos no serían recomendables para su manejo o instalación
·         Reducción de ruido: cuanto menos ruido mejor será para los operarios de las máquinas y en general de todas las personas, ya que hay leyes que regulan la cantidad de sonido que una empresa pueda emitir
·         Vida útil: depende de algunos los factores anteriormente descritos y al final de todo es el más importante, pues el diseño y fabricación correctos da como resultado una longeva vida útil para la estructura o armazón.
Antes de iniciar un proyecto de diseño de un armazón, se debe tomar en consideración los siguientes factores:
ü  Fuerzas que ejercen los componentes de la máquina a través de los puntos de montaje como cojinetes, pivotes, abrazaderas y bases de otros elementos mecánicos
ü  Manera en que se va a soportar la propia estructura
ü  Precisión del sistema; deflexión permisible de los componentes
ü  Cantidades que se van a producir e instalaciones disponibles
ü  Disponibilidad de herramientas analíticas como análisis de tensiones por computadora y análisis experimental de tensiones
ü  Relaciones con otras máquinas, muros y demás
Materiales
Al igual que con los elementos de máquina que se analizan, las propiedades de resistencia y rigidez del material resultan de primordial importancia. El acero se clasifica con resistencia muy alta si se le compara con otros materiales para fabricar armazones. Sin embargo, es mejor tomar en cuenta algo más que solo resistencia a punto cedente, resistencia máxima a esfuerzo de tracción o resistencia debida a la durabilidad. El diseño se puede realizar con varios materiales a fin de evaluar el rendimiento general. La razón de resistencia a densidad es susceptible de originar una selección de material diferente. Es por eso que se utiliza el aluminio, titanio y materiales compuestos en aeronaves, vehículos aeroespaciales y equipo para transporte. La rigidez de una estructura o armazón suele ser el factor determinante, y no la resistencia; esta rigidez es indicada por el coeficiente de elasticidad.
Límites de deflexión recomendables
Deflexión a consecuencia de flexión
Una parte de una máquina en general: 0,0005 a 0,003 in/in de la longitud de la viga
Precisión moderada: 0,00001 a 0,0005 in/in
Alta precisión: 0,000001 a 0,00001 in/in
Deflexión debido a torsión
Una parte de una máquina en general: 0,001° a 0,01°/in de la longitud
Precisión moderada: 0,00002° a 0,0004°/in
Alta precisión 0,000001° a 0,00002°/in
Sugerencias de diseño para resistir la flexión
= PL3 / KEI
P = carga
L = longitud entre soportes
E = módulo de elasticidad del material de la viga
I = momento de inercia de la sección transversal de la viga
K = un factor que depende de la manera en que se carga y se soporta
En la ecuación la carga y la longitud deben mantenerse pequeñas y los valores E e I deben ser grandes.
Para que el diseño sea resistente a la flexión se debe tomar las siguientes sugerencias:
1.       Mantener la longitud de la viga tan corta como sea posible y colocar cargas cerca de los soportes
2.       Maximizar el momento de inercia de la sección transversal en el sentido de la deflexión. Esto se puede lograr colocando la mayor parte del material lejos del eje neutral de flexión
3.       Utilizar un material cuyo módulo de elasticidad sea alto
4.       Donde sea posible utilizar extremos fijos para la viga
5.       Considerar la deflexión lateral además de la deflexión en el sentido principal de la carga. Tales cargas se encontrarán durante la fabricación, manejo, embarque, uso inadecuado o golpes accidentales
6.       Evaluar en el diseño final la resistencia y rigidez
7.       Proporcionar apuntalamiento rígido en las esquinas de estructuras o armazones abiertos
8.       Cubrir la sección abierta de un armazón o estructura con un material laminado para resistir la distorsión (refuerzo mediante entrepaños)
9.       Considerar una construcción tipo armadura o entramado para obtener rigidez estructural con miembros de poco peso
10.   Utilizar riostras o apuntalamientos diagonales para dividir secciones en partes triangulares, una forma inherentemente rígida
11.   Usar montantes de refuerzo para paneles de gran tamaño a fin de reducir la vibración y el ruido
12.   Agregar riostras o apuntalamientos donde se aplican cargas o en los soportes para ayudar a transferir las fuerzas hacia miembros adyacentes
13.   Tener cuidado con los miembros que soportan cargas provistos de rebordes extendidos que pueden colocarse en compresión. Puede provocarse pandeo a nivel local (desgarramiento o inestabilidad local)
14.   Colocar las conexiones en puntos de baja tensión
Sugerencias para diseñar miembros de manera que resistan la torsión
θ = TL / GR
T = torque aplicado o momento de torsión
L = longitud a lo largo de la que actúa el torque
G = módulo de elasticidad ante esfuerzo de corte de material
R = constante de rigidez torsional
Se debe tomar en cuenta la forma del miembro para poder obtener una estructura rígida las cuales pueden ser: tira delgada, forma de canal, tubo hueco abierto, tubo hueco cerrado y tubo cuadrado cerrado; de los cuales los últimos dos son los más utilizados debido a la alta rigidez torsional. Además se deben escoger las riostras ya sea: transversal convencional, diagonal única y diagonal doble.
Sugerencias:
1.       Siempre que sea posible utilizar secciones cerradas
2.       Evitar secciones abiertas que se fabrican con materiales delgados
3.       Para armazones anchos, abrazaderas, mesas, bases y demás; utilizar riostras diagonales que se colocan a 45° a los lados de la estructura o armazón
4.       Utilizar conexiones rígidas (soldaduras)

Fuente: Diseño de Elementos de Máquina Robert L. Mott

viernes, 17 de junio de 2011

POLÍMEROS

Polímeros
Los polímeros son sustancias formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.
Polimerización
La polimerización es un proceso químico por el cual, mediante calor, luz o un catalizador; se unen varias moléculas de un compuesto generalmente de carácter no saturado llamado monómero para formar una cadena de múltiples eslabones, moléculas de elevado peso molecular y de propiedades distintas, llamadas macromoléculas o polímeros. El tamaño de la cadena depende de parámetros como la temperatura y el tiempo de reacción, teniendo cada cadena un tamaño distinto, y por lo tanto, una masa molecular distinta. Existen dos tipos de polimerización: adición en donde todos los átomos forman parte del polímero; y condensación en donde uno de los átomos no formará parte del polímero, entonces se libera.
Clasificación
Existen muchas clasificaciones para los polímeros, pero para poder ser estudiadas mejor la siguiente clasificación corresponde a su comportamiento al elevar la temperatura.
Termoplásticos (TP): pasan de estado sólido a líquido al calentarlos (fluyen) y se endurecen al enfriarse, en donde su estructura molecular posee pocos o ningún entrecruzamiento. Se pueden conformar fácilmente y son económicos.
Ejemplos:
·         Acetales (polioximetileno)
·         Acrílicos (polimetilmetalicrato)
·         Acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)
·         Celulósicos (celofán, acetato-butirato de celulosa (ABC))
·         Fluoropolímero (politetrafluoroetileno (PTFE), también conocido como teflón)
·         Poliámidas (nylon)
·         Policarbonato (PC)
·         Poliésteres (tereftálato de polietileno (TPE))
·         Polietileno (baja densidad (PEBD) y alta densidad (PEAD))
·         Polipropileno (PP)
·         Poliestireno (PS)
·         Cloruro de polivinilo (PVC)
Termoestables (TS): estos no fluyen, cuando se calientan solo se consigue que se descompongan químicamente. Este comportamiento se debe a que su estructura molecular posee muchos entrecruzamientos lo que impide los desplazamientos relativos de moléculas.
Ejemplos:
·         Aminorresinas (urea formaldehido, melanina formaldehido)
·         Epóxicos (óxido de etileno (C2H3O), epiclorhidrina (C3H5OCI))
·         Fenólicos (fenol formaldehido)
·         Poliésteres (anhídrido maleico, etilenglicol)
·         Poliuretanos (glicol éter butilénico, disocianato difenilmetano)
·         Silicones
Elastómeros: estos fluyen al igual que los termoplásticos, con la característica especial de que presentan un comportamiento elástico, lo cual se pueden deformar fácilmente sin que se rompan sus enlaces o se modifique su estructura. Algunos pueden estirarse alargándose diez veces su tamaño original y volviendo a retomar su forma original.
Ejemplos:
·         Hule natural (HN)
·         Hules sintéticos
o       Hule butadieno (polibutadieno)
o       Hule butílico (PIB)
o       Hule cloropreno (policloropeno)
o       Hule etilen-propilénico (EPDM)
o       Hule isopreno (polisopreno)
o       Hule nitrilo (hule butadieno-acrinolitrilo)
o       Poliuretano (PUR)
o       Silicones (polidimetilsiloxano)
o       Hule estireno-butadieno (HEB)
o       Elastómero termoplástico (estireno-butadieno-estireno)
Aplicaciones en Mecánica
Termoplásticos:
·         Acetales: componentes automotrices, de maquinaria, artefactos de ferretería
·         Acrílicos: micas para luces traseras de automóviles, instrumentos ópticos, ventanas de avión
·         ABS: componentes para automóviles, artefactos, máquinas de negocios y accesorios para tubos
·         Fluoropolímeros: equipo químico y de procesamiento de alimentos
·         Poliámidas: cojinetes, engranes y partes similares donde se necesita resitencia y baja fricción
·         PC: partes moldeadas de maquinaria, máquinas de negocios, impulsores de bomba y cascos de seguridad
·         Polietileno: hojas, películas, aislamiento para alambres, botellas y tubos
·         PP: partes moldeadas por inyección para automóviles y aparatos domésticos, bisagras
·         PVC: tubos rígidos, aislamiento de alambres y cables, películas, hojas
Termoestables:
·         Epóxicos: encapsulado de transistores y laminación de tarjetas para circuitos impresos
·         Fenólicos: tarjetas para circuitos impresos, piedras abrasivas
·         Poliuretano: donde se requiera aislamiento y rigidez, como en relleno de tableros de las construcciones y paredes de los refrigeradores –no absorben agua-
·         Silicones: materiales para moldeo de materiales eléctricos, laminados para tarjetas de circuitos impresos, barnices y recubrimientos.
Elastómeros:
·         Hule natural: fabricación de llantas para automóviles
·         Hule butadieno: llantas para automóviles
·         Hule butílico: cámaras para llantas, forros para llantas
·         Hule cloropreno: mangueras para combustibles, partes para automotores (excepto llantas), transportadores de banda y empaques
·         EPDM: partes de llantas, aislamiento para alambres y cables
·         Hule isopreno: llantas para automotores, bandas transportadoras
·         Hule nitrito: mangueras para gasolina y sellos
·         Poliuretano: asientos para automóviles, parachoques
·         Silicones: empaques, sellos, aislamiento de cables
·         Huele estireno-butadieno: llantas, aislamiento de alambres
·         Elastómeros termoplásticos: bandas de hule, tubos eximidos, recubrimiento de alambres, partes moldeadas para automóviles
Fuentes: