Obtención Química de Polímeros

Para obtener un polímero se deben unir químicamente cientos de miles de moléculas de monómeros. Se obtienen los homopolímeros. Si la cadena polimérica se forma por la unión de diferentes monómeros se obtienen los copolímeros.

En la policondensación, el crecimiento de la cadena se produce por la reacción química entre dos grupos funcionales, en gran parte de los casos con la pérdida de una molécula pequeña, agua o ácido clorhídrico.

En la poliadición, el crecimiento de la cadena tiene lugar por adición continua de moléculas pequeñas de un mismo tipo, que se une a otras sin que se produzca la pérdida de ninguna molécula.

El Petróleo

Es un líquido oscuro y menos denso que el agua. Es una mezcla de hidrocarburos formados por hidrógeno y carbono. Contiene parafina, naftaleno y aromáticos.

Tipos de Polímeros

Polímeros Termoplásticos

Forman largas cadenas de átomos de carbono unidos de manera rígida. Se comportan como plásticos cuando se calientan, por lo que pueden ser conformados por fusión y posterior solidificación en el molde. Los más utilizados son el polietileno, el poliestireno, el metacrilato…

Polímeros Termoestables

Son más resistentes y frágiles, ya que forman cadenas de átomos de carbono entrecruzadas. No admiten reciclaje, ya que se descomponen cuando son calentados. Son ejemplos de este tipo de polímeros las resinas fenólicas que se utilizan en los adhesivos, las poliureas.

Elastómeros

Son otro tipo de polímeros como el caucho. Son capaces de deformarse al ser sometidos a presión y recuperar la forma inicial al cesar la presión. Como ejemplos, la silicona, el polibutadieno y el policloropreno.

El PET

Es un poliéster que se ha utilizado en la fabricación de fibras. Actualmente se utiliza en la fabricación de frascos, botellas, películas y piezas.

2.3 Materiales Cerámicos

Son compuestos formados por elementos metálicos y no metálicos enlazados de forma iónica y/o covalente. Se comportan mejor que los metales y polímeros a temperaturas elevadas y bajo condiciones ambientales agresivas; sin embargo, su fragilidad no los hace aptos para muchas aplicaciones industriales.

Tipos de Materiales Cerámicos

• Cristales: Contienen un 70% de silicio, además de sosa y cal, en estado no cristalino.
• Vitrocerámicas: Son vidrios que pierden su estado amorfo mediante procedimientos de solidificación controlada, y luego llegan a un estado policristalino. Se utilizan como intercambiadores de calor o encimeras de cocina.
• Arcillas: Son silicatos de aluminio hidratados fáciles de conformar. Sus productos se clasifican en línea blanca y línea estructural.
• Refractarios: Están compuestos por partículas gruesas de óxidos metálicos unidos por materias refractarias más finas. Resisten el ataque químico y las temperaturas elevadas.
• Abrasivos: Son un ejemplo de este grupo el diamante, el carburo de silicio, el carburo de tungsteno o la alúmina.
• Cementos: Son silicatos de calcio en forma de polvo fino que, al mezclarse con agua, forman una pasta que se endurece con el tiempo a temperatura ambiente.

Características de Algunos Materiales Cerámicos

• Vitrocerámicas: Los materiales cerámicos son poco resistentes a los impactos y su procesamiento es lento y caro. Las vitrocerámicas tienen una resistencia mecánica superior a la de otros materiales cerámicos.
• Cerámicas avanzadas: Se incluyen en este grupo los carburos, los nitruros, los boruros y óxidos. Tienen unas excelentes propiedades mecánicas y físicas a temperaturas elevadas.
• Alúmina: Tiene una buena resistencia a temperaturas elevadas y es un excelente aislante térmico. Se utiliza como aislante en bujías y en la fabricación de implantes ortopédicos.
• Nitruro de aluminio: Es un buen aislante eléctrico y tiene una elevada conductividad térmica. Se utiliza en la fabricación de circuitos integrados.
• Carburo de silicio: Destaca por su excelente resistencia a la corrosión a temperaturas elevadas. Se utiliza como recubrimiento de metales y en la fabricación de materiales.
• Carburo de boro: Se trata de un material duro, extremadamente ligero y resistente al desgaste por abrasión.
• Alúmina y óxido de aluminio: La alúmina pura es un metal dúctil y maleable, capaz de soportar impactos sin llegar a romperse. El óxido de aluminio es un material cerámico muy estable químicamente y con un punto de fusión de 2020 ºC, resistente a elevadas temperaturas pero muy frágil.
• Cermets: Se trata de un material compuesto formado por partículas cerámicas en una matriz metálica.

2.4 Materiales Compuestos

Están constituidos por una matriz o material aglutinante y otros materiales en forma de refuerzo como fibras o partículas. El material resultante posee las mejores propiedades de cada uno de los componentes por separado.

Según el refuerzo se diferencian en:

Refuerzo con Partículas

Las partículas son más duras que la matriz y mejoran las propiedades mecánicas del material compuesto. Los cermets están constituidos con partículas duras como el TiC y el WC en una matriz metálica de níquel o cobalto.

Refuerzo con Fibra

La fibra está incluida en una matriz blanda y dúctil.

Refuerzo Estructural

Se clasifican en sándwich y laminares. Los laminares están formados por diferentes láminas apiladas con refuerzos en diferentes direcciones, como la madera contrachapada. Se utilizan en la fabricación de fuselajes de aviones y paredes de edificios.

Hay varios tipos de matrices: