MATERIAS ARTIFICIALES Cerámica, Plástico

Transcripción

1 MATERIAS ARTIFICIALES Cerámica, Plástico CPR. JORGE JUAN Xuvia-Narón Tecnología Entre otras las materias primas artificiales que se estudian son: Cerámicas Las cerámicas son materiales sólidos de carácter inorgánico, no metálicos ni polímeros, con diferentes propiedades: Alta resistencia a la temperatura Gran resistencia a la corrosión Alta resistencia al desgaste Alta resistencia a los agentes químicos Gran poder de aislamiento térmico y eléctrico De entre ellas se tienen: Vidrios Se denomina genéricamente cristal a todo vidrio transparente. Es un material obtenido de la fusión a unos, 1500 ºC, de arena con caliza y carbonato sódico, y enfriado a temperatura ambiente. El enfriamiento tiene gran importancia en el vidrio resultante pues: Enfriado rápido, vidrio resquebradizo Enfriado lento, vidrio opaco Existen distintos tipos de vidrios, cada uno con sus propiedades: Impreso Tiene marcas o dibujos producidos por los rodillos. Se usa en decoración. Armado Tiene mallas en su interior. Se usa en protección contra roturas. Óptico Tiene gran calidad y pureza. Se usa en óptica. Seguridad Endurecido y templado. Se usa en la industria del automóvil. 20

2 Refractario Tiene gran resistencia térmica. Se fabrican utensilios de cocina. Cerámicas Vítreas Materiales obtenidos mediante arcillas hidratadas, aluminosilicatos y otras sustancias inertes. Porcelana Material de color blanco, muy duro, frágil y buen aislante eléctrico. Barro alfarería Material utilizado para la construcción de distintos tipos de recipientes. Cerámicas para la Construcción Materiales formados por diferentes componentes, que requieren distintos tipos de fabricación y diversas técnicas de aplicación. Yeso Se obtiene a partir de sulfato cálcico hidratado. Se emplea en la construcción. Con él se elabora una pasta muy utilizada en el recubrimiento de techos y paredes. La escayola es un yeso calcinado muy utilizado en la fabricación de molduras. Cemento Se obtiene a partir de yeso, caliza y arcilla mediante un proceso de calcinación. Cuando la mezcla se enfría, se muele y se convierte en un polvo de color gris. El fraguado del cemento se produce por efecto del agua, y puede durar varias horas dependiendo de si el cemento es rápido o no. Mortero Se elabora a partir de arena, cemento y agua. Se emplea para la unión de ladrillos y baldosas. Hormigón Masa formada por cemento, arena, agua, grava. Es uno de los materiales más empleados en la construcción. Sus principales características una vez fraguado son: Resistente a la compresión Resistente a los agentes atmosféricos Resistente al fuego Impermeabilidad 21

3 Si en su interior se incorporan armaduras de acero, se obtiene el hormigón armado, que es mucho más resistente a determinados esfuerzos. Arena Formada por fragmentos muy pequeños de roca. Se emplea en la construcción para elaborar diversas mezclas como: Mortero, Hormigón, Pavimento de carreteras Grava Material compuesto por trozos de roca de mayor tamaño que la arena. Su presencia añade consistencia a diferentes pastas utilizadas en la construcción. Asfalto Mezcla de minerales e hidrocarburos. Muy impermeable y de color negro. Se mezcla con arena y cal y se emplea para el recubrimiento de pavimentos. Cerámicas Especiales Alúmina Cerámica empleada como soporte de circuitos electrónicos. Zirconita, Carburo y Nitruro de Silicio Cerámicas muy resistentes al desgaste y al impacto. Se emplean en herramientas de corte. Ferritas Tienen excelentes características magnéticas, por lo que se emplean en la construcción de imanes. Cerámicas Compuestas Son materiales que requieren técnicas de fabricación complicadas y que tienen propiedades muy especiales. Fibras de vidrio Tienen aplicación en la formación de estructuras resistentes y como sustratos para circuítos impresos. Cermet Compuesto de carburo de cobalto y wolframio presenta gran resistencia y dureza. Se utiliza en herramientas de corte. Cerámicas de titanio y de magnesio Se utilizan para la obtención de materiales dieléctricos para condensadores, y sustratos para la construcción de chips de circuitos integrados. Cerámicas complejas Materiales superconductores 22

4 Plástico Son compuestos orgánicos derivados del petróleo y obtenidos mediante resinas sintéticas o mediante derivados de la celulosa. Pueden moldearse bajo condiciones de presión o temperatura no muy elevadas. Están constituidos por elementos sencillos llamados monómeros, que se unen formando grandes cadenas llamadas polímeros. Atendiendo a su comportamiento frente al calor, los plásticos se clasifican en: Termoplásticos Se funden o reblandecen al calentarlos, lo que permite su conformación. Se pueden reciclar con facilidad, ya que calentándolos nuevamente se ablandan permitiendo que se pueden volver a modelar. Envases, bolsas, recubrimientos eléctricos, discos de vinilo. Termoestables Una vez moldeados y endurecidos permanecen inalterables dentro de unos rangos de temperatura. Un inconveniente es que su reciclaje es difícil, contaminante y costoso. Baquelita, poliéster Atendiendo a su composición los plásticos se clasifican en: Plásticos de celulosa Obtenidos a partir de la celulosa extraída de la madera. Celofán Transparente y termoplástico. Es empleado en envolturas por su aspecto agradable. Es el material base de la cinta adhesiva. Celuloide Transparente, termoplástico e inflamable. Se empleaba para el registro fotográfico. Melamina Termoestable y muy empleado en la decoración como recubrimiento de aglomerados utilizados en la construcción de muebles. Baquelita Termoestable y muy utilizado en la industria eléctrica por su poder aislante. 23

5 Teflón Termoplástico, buen aislante y de gran resistencia mecánica, térmica y química. Se emplea como soporte de circuitos electrónicos. Cloruro de polivinilo, PVC Termoplástico, muy duro y con propiedades mecánicas similares a la de los metales. Se hace flexible añadiendo plastificantes y se utiliza como aislante de conductores eléctricos, tubos de conducción de líneas eléctricas, discos de música, juguetes. Metacrilato de metilo Termoplástico de altas prestaciones físicas, químicas y ambientales. Se utiliza en decoración como vidrio orgánico. Espuma de poliuretano Termoplástico rígido o flexible. Las rígidas se usan como aislantes térmicos y acústicos. Las flexibles se emplean en embalajes. Poliestireno Termoplástico transparente de gran poder aislante. Se emplea en dispositivos de iluminación por su alto índice de refracción. Polietileno Termoplástico incoloro y translúcido muy resistente a los agentes químicos. Se emplea como material aislante en embalajes de alimentación. El proceso de fabricación de los plásticos es: Se añaden los gránulos o granza a partir de los cuales se obtiene el plástico. Se añade las cargas que mezclada con la granza mejora las propiedades del plástico. Se añaden los colorantes para obtener el color deseado. Se añaden en pequeñas proporciones los aditivos y catalizadores que mejoran las propiedades del plástico y el tiempo de obtención de los mismos. Todos los métodos de fabricación de objetos de plástico parten de la misma materia prima y siguen el proceso de fabricación antes mencionado. Sin embargo existen distintos métodos de fabricación: Extrusión o moldeado por aire a presión La materia prima cae en la tolva a un tornillo sin fin, la cual la empuja hacia una resistencia eléctrica que la funde. A continuación ésta cae sobre un molde hueco, momento en que se inyecta aire a presión obligando a que el plástico 24

6 fundido se adapte a la forma del molde. Al entrar en contacto con las paredes del mismo, el plástico se enfría y se solidifica. Se abre el molde y se extrae la pieza ya terminada. Moldeo por inyección Una vez fundida la materia prima se introduce a presión dentro del molde. Se obtienen piezas no huecas. Moldeo por termo conformado o deformación en caliente Cuando los plásticos termoestables se calientan por primera vez se ablandan y se degradan Entonces es el momento de obtener la forma deseada mediante presión. La deformación en caliente consiste en: Disponer una pieza de plástico rígida sobre un molde o estampa y bajo un macho con la forma del objeto que se quiere fabricar. El macho presiona y adapta la pieza al molde. Cuando hay que dar forma a un plástico termoestable ambas piezas molde y macho deben estar calientes para ablandar y degradar la materia prima. Se deja enfriar se abre el molde y se extrae la pieza. Moldeo por prensado En este caso se introducen los componentes, granza, cargas y aditivos, convenientemente triturados en forma de polvo en el interior de un molde. Un macho presiona la mezcla al tiempo que el molde se calienta hasta que la materia plástica alcance una cierta fluidez. La pieza obtenida se deja enfriar en el molde para que se endurezca. Finalmente se procede a su extracción Calandrado Se calienta el material plástico hasta que alcance un estado pastoso. Se hace pasar a través de unos rodillos con lo que se logra obtener láminas de espesores muy pequeños y uniformes. El material resultante suele recibir un acabado complementario, estampado, metalizado. El calandrado se utiliza para!a fabricación del PVC, tejidos recubiertos, portafolios, transparencias. 25

7 Fibras artificiales Presentan la ventaja de unos menores costes de fabricación, así como la de obtener ciertas características específicas, brillo, textura, resistencia a las arrugas. Cabe destacar: Fibras derivadas de la celulosa Rayón Seda artificial. Por su facilidad de secado se emplea en la fabricación de bañadores. Lanital Lana artificial. Tiene características similares a la lana. Fibras de polimerización Nylon Tiene gran resistencia a la rotura, es elástica y de poco peso. Con esta fibra se producen tejidos ligeros y resistentes que no encogen al lavarlos, secan rápidamente y no necesitan planchado. Perlán Tiene características similares a las de nylon pero con propiedades ligeramente inferiores. Dentro del conjunto de operaciones necesarias para obtener telas destacan: Hilatura Proceso por el cual las fibras textiles se transforman en hilos mediante máquinas de hilado continuo. Tisaje Proceso mediante el cual se obtiene la tela. Se realiza en los telares. Las características de la tela dependen de este proceso y son función de la: Fibra utilizada. Urdimbre ó forma en que se entrecruzan los hilos longitudinales. Trama ó forma en que se entrecruzan los hilos transversales Los dibujos de las telas se obtienen empleando hilos tintados o sometiendo la tela a un proceso de estampación. 26