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MATERIALES NO METÁLICOS

SECCIONES

•EL PLÁSTICO

•LA MADERA

•LA CERÁMICA

•LAS FIBRAS TEXTILES

•LOS MATERIALES COMPUESTOS

•Polímeros y plásticos

•Elaboración de objetos de plástico

•Estructuras moleculares de los polímeros

•Los aditivos

•Propiedades de los polímeros

•Clasificación de los polímeros

•Reciclaje de los polímeros

EL PLÁSTICO

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1.1 Polímeros y plásticos

•Tipos de plásticos: rígidos, flexibles, elásticos, transparentes… •El más usado: el polietileno.

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Esta es la clasificación de los polímeros:1. Naturales: se hallan de manera espontanea en productos naturales como la

celulosa o el caucho.2. Artificiales: se obtienen industrialmente a partir de los polímeros naturales.

Es el caso del celuloide o la ebonita.

1.1 Polímeros y plásticos

3. Sintéticos: se obtienen industrialmente a partir de sus componentes elementales como por ejemplo el polietileno o el PVC .

También, concluimos una serie de características comunes o casi comunes a todos los plásticos. Estos son algunos de los ejemplos:

4. Facilidad para elaborar piezas finalizadas a partir de las materias primas: dar forma los plásticos es un proceso más rápido, sencillo y económico en comparación con los metales.

5. Los plásticos suelen ser bastante más ligeros que los metales.6. Resistencia a los agentes atmosféricos: los materiales plásticos son bastante

resistentes a los agentes atmosféricos lo que hace que no sea necesario protegerlos con otros materiales como la pintura

1.2 Elaboración de objetos de plástico

En el proceso de elaboración de plásticos existen dos grandes etapas: la obtención del plástico a partir de las materias primas (síntesis de los

polímeros) y la conformación para obtener los objetos o piezas.

SÍNTESIS DE LOS POLÍMEROS

CONFORMACIÓN

PetróleoGas natural

Carbón…

Materias primas plásticas (polímeros)

Objetos de plástico

1.2 Elaboración de objetos de plástico

SÍNTESIS DE LOS

POLÍMEROS Los procesos para la obtención de los polímeros industriales se conocen con el nombre de polimerización. Además, este proceso se puede realizar por adición o por condensación.

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

SÍNTESIS DE LOS

POLÍMEROS

Horno túnel de polimerización

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

SÍNTESIS DE LOS

POLÍMEROS

De arriba abajo y de derecha a izquierda: estufa de secado, túnel de secado, estufa de secado rotativa , horno de infrarrojos y sistema de carga y de descarga de hornos

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN Las industrias transformadoras o manipuladoras de plásticos utilizan técnicas muy variadas para darles forma; son los diferentes procesos de conformación de polímeros. Los más importantes son:

•Extrusión.•Moldeo por extrusión.•Moldeo por inyección.•Moldeo por espumado. • Moldeo por vacío.•Moldeo por compresión•Moldeo por calandrado.

1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Extrusión

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Moldeo por extrusión

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Moldeo por inyección

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Moldeo por espumado

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

Moldeo por vacío

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CONFORMACIÓN

1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Moldeo por compresión

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1.2 Elaboración de objetos de plástico

CONFORMACIÓN

Moldeo por calandrado

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1.3 Estructuras moleculares de los polímeros

En el grupo de las moléculas de los polímeros, losmonómeros pueden estar unidos entre sí formando una de las siguientes estructuras:

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ESTRUCTURA LINEAL

ESTRUCTURARAMIFICADA

ESTRUCTURAENTRECRUZADA

ESTRUCTURARETICULAR

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1.3 Estructuras moleculares de los polímeros

TERMOPLÁSTICOS

• Los termoplásticos son los plásticos que se ablandan cuando se calientan y se endurecen cuando se refrían.

Eg.: estructura lineal y ramificada.• Los elastómeros son los plásticos con un

comportamiento elástico que pueden ser deformados. con facilidad y sin romperse sus enlaces.

Eg.: estructura entrecruzada.• Los termostables son los plásticos con enlaces

covalentes muy fuertes entre sus moléculas lo cual provoca que se rompan ellos (los enlaces) y también las moléculas con gran facilidad.

Eg.: estructura ramificada.

ELASTÓMEROS

TERMOESTABLES

ESTRUCTURA LINEAL

ESTRUCTURARAMIFICADA

ESTRUCTURAENTRECRUZADA

ESTRUCTURARETICULAR

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1.4 Los aditivos

Las diferentes propiedades de los polímeros, que dependen del grado de polimerización y de la estructura molecular, pueden ser modificados o mejorados añadiéndoles diversas substancias o aditivos. Los aditivos más comunes son los siguientes:

cargas

plastificantes

estabilizantes

colorantes ignífugos desmoldeo lubricantes

1.5 Propiedades de los polímeros

Propiedades eléctricas Los polímeros industriales en general son malos conductores eléctricos, por lo que se emplean masivamente en la industria eléctrica y electrónica como materiales aislantes. Para evitar cargas estáticas en aplicaciones que lo requieran, se ha utilizado el uso de antiestáticos que permite en la superficie del polímero una conducción parcial de cargas eléctricas. Propiedades físicasEstudios de difracción de rayos X sobre muestras de polietileno comercial, muestran que este material, constituido por moléculas que pueden contener desde 1.000 hasta 150.000 grupos CH2 – CH2 presenta regiones con un cierto ordenamiento cristalino, y otras donde se evidencia un carácter amorfo. A temperaturas más bajas los polímeros se vuelven más duros y con ciertas características vítreas debido a la pérdida de movimiento relativo entre las cadenas que forman el material.

1.5 Propiedades de los polímeros

Propiedades mecánicas Son una consecuencia directa de su composición así como de la estructura molecular tanto a nivel molecular como supramolecular. Actualmente las propiedades mecánicas de interés son las de los materiales polímeros y éstas han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología por ejemplo, cambiar la temperatura a la que los polímeros se ablandan y recuperan el estado de sólido elástico o también el grado global del orden tridimensional.

a continuación…..Georges Charpy

1.5 Propiedades de los polímeros

Georges Charpy1865 – 1945 (Rhône-Alpes, France)La resistencia de los polímeros se mide con el ensayo del péndulo de Charpy, igual que en los metales, y se obtiene, de esta manera, un valor del estirado del material. Este valor depende en gran medida de la temperatura: a bajas temperaturas los polímeros acostumbran a romperse con facilidad; a una temperatura determinada se produce una transición de comportamiento frágil-dúctil , mientras que a temperaturas altas, la resistencia al impacto es prácticamente nula.

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ADESIVOS

Resina epoxi (araldite)

Cianoacrilatos

Formaldehído, Urea-Formaldehído

Poliacetato de Vinilo

FIBRAS

Acetato de celulosa (viscosa , rayón …)

Poliamida (nailon)

Poliéster (tergal, terileno, trevira…)

Acrílicos (crilenka, dralón, leacril…)

Elastómeros (neopreno, licra…)

Hay muchas clasificaciones posibles de los polímeros. En este caso los clasificamos en función de sus aplicaciones.

1.6 Clasificación de los polímeros

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1.6 Clasificación de los polímeros

PINTURAS

Resina Acrílica

Resina epoxi

Poliuretano

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1.6 Clasificación de los polímeros

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PLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS TERMOESTABLES

CELULOSOS

VINÍLICOS

POLIÉSTERES

ELASTÓMEROS

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FO PLUS I

NFO

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1.5 Reciclaje de los polímeros

Estos son algunos de los procesos que se pueden encontrar en una fábrica de reciclaje del plástico:

• Reelaboración de objetos (como muestra el esquema de la izquierda).

•Pirólisis

•Incineración

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• Clasificación

• Madera natural

•Madera artificial

LA MADERA

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a continuación…..

La madera es un material natural con una estructura compleja y no homogénea que básicamente está formada por moléculas de celulosa reforzadas por una substancia polimérica llamada lignina.

2.1 Clasificación

NATURAL

CONTRACHAPADAARTIFICIAL AGLOMERADA

DURA BLANDA

ALISTONADA

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2.2 Madera natural

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En la industria de la madera, los árboles se clasifican en árboles de madera blanda y de madera dura. Los de madera blanda son árboles de hoja perenne como el pino o el abeto; en cambio, los de madera dura son árboles de hoja caduca como el roble.

2.3 Madera artificial

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AGLOMERADOSCONTRACHAPADOS

ALISTONADOSTABLEX y

DM

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SINTÉTICOSNATURALES

Estos son los diferentes tableros más importantes que se encuentran en el mercado.

2.3 Madera artificial

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AGLOMERADOS

CONTRACHAPADOS

TABLEX y DM

Puede clicar sobre las diferentes cajas para ir a Google Imágenes® y encontrar directamente las fotografías correspondientes.

Se consiguen encolando chapas de madera natural de forma que las direcciones de las vetas de los tableros formen un ángulo de 90˚.

Se forman a partir de partículas encoladas con resinas sintéticas a base de formaldehído y prensadas para conseguir su compactación.

El tablex está formado a partir de fibras de madera (mucho más pequeñas que las partículas de los aglomerados), que son prensadas humedecidas y sin colar .

2.3 Madera artificial

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NATURALES

ALISTONADOS

SINTÉTICOS

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Se forman a partir de listones de madera blanda encolados lateralmente con resinas sintéticas y revestidos por las dos caras con dos o cuatro chapas de madera dura con la veta entrecruzada, tal y como se realiza con el contrachapado.

Se obtienen con cortes tangenciales del tronco utilizando hojas de corte de acero especiales de un grosor de entre 0,3 y 0,6 mm.

Se obtienen a partir de resinas sintéticas, generalmente de melanina formaldehída. Estas resinas termoestables pueden tener acabados de imitación a la auténtica madera natural,.

• Clasificación

• Madera natural

•Madera artificial

LA CERÁMICA• Arcilla

• Cemento

• Vidrio

• Abrasivos• RefractariosPhoto by

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3.1 ArcillaPhoto by

Las arcillas se encuentran fácilmente en la naturaleza y en añadir agua se transforman en una masa plástica con mucha elasticidad. Destacan dos tipos diferentes: 1. Las estructuradas: utilizada en la fabricación de ladrillos y materiales similares

para la construcción.2. Las porcelanas: son las que se usan para la fabricación de sanitarios, baldosas ,

etc.

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3.2 CementoPhoto by

El cemento más usado hoy en día es el Cemento Portland. Éste y los demás materiales de este tipo son mezclados con agua dando lugar a una masa plástica. El Portland está compuesto, también, de sulfato de calcio hidratado.

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El cemento se produce en un horno giratorio a más de 1500 ˚C de una mezcla de arcilla y piedra calcaría.

3.3 RefractariosPhoto by

Este tipo de cerámica tiene muchas aplicaciones industriales gracias a sus propiedades: soportan altas temperaturas sin alterarse, no reaccionan químicamente con los elementos y proporcionan un gran aislamiento térmico. Los refractarios están formados por alúmina , silicio y magnesio.

3.4 VidrioPhoto by

Los vidrios son materiales cerámico formados por la fusión de silicio con otros óxidos y que tienen una estructura de sólido amorfo. A temperatura ambiente, estos materiales pueden ser considerados líquidos de una gran viscosidad, con una gran trasparencia, fragilidad y dureza.

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3.5 Abrasivos

Todos los materiales los cuales son duros, resistentes al desgaste o refractarios y por lo tanto sirven para la manipulación de otros materiales en la industria, se denominan abrasivos.

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LAS FIBRAS TEXTILES• Propiedades• Clasificación

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4.1 Clasificación

NATURALES

ARTIFICIALES

VEGETALES ANIMALES

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MINERALES

SINTÉTICAS

4.2 Propiedades

Resistencia a la tracción Elasticidad Uniformidad

Resistencia a los productos químicos

higroscopicidad Aislamiento térmico

Suavidad al tacto

LOS MATERIALES COMPUESTOS• Los contrachapados• El hormigón

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Los materiales compuestos son los que están formados por dos o más materiales de composición, forma y tamaño diferentes, sin que haya una combinación química entre sí.

5.1 El hormigón

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El hormigón es un material compuesto por Cemento Pórtland, arena y grava. Presenta una alta resistencia a la compresión, pero, tiene un inconveniente: su baja resistencia a la tracción hace que sea inadecuado para la construcción de bigas y pilares altos

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5.2 Los contrachapados

Los contrachapados son técnicas de elaboración de materiales compuestos que tienen como objetivo común la obtención de materiales ligeros, rígidos y resistentes.

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