Materiales polimricosde inters industrialFuncionalidad de aditivos en plsticos

El trmino de material plstico, se utiliza para nombrar una gran variedad de polmeros sintticos.Es uno de los grupos de materiales industriales mas importantes por su variedad de propiedades y amplio campo de aplicaciones.

Esta variedad, es posible gracias a la modificacin de sus propiedades por medio de los aditivos aportados en su estructura molecular. Dichos aditivos, son sustancias dispersas en el polmero base.

Un plstico comercial contiene:El polmero base + los aditivos que, segn stos y su dosificacin, dar las propiedades al material.En las siguientes tablas se presentan diferentes aditivos y su funcin en la mezcla.

Aditivos en plsticos termoestablesDenominacinFuncinLubricantesFacilitan el procesadoPlastificantesMejoran el procesado, aumentan la flexibilidad, ductilidad y tenacidad.Carga y refuerzoCarga: Reducen el coste, utilizando rellenos mejorando la traccin, compresin y abrasinEstabilizantes trmicos y antioxidantesMejoran la resistencia a la degradacin trmica.En el PVC, para evitar prdidas de HCI (cido Clorhdrico o salfumn).Estabilizantes ante la luzEfecto pantalla ante la radiacin ultravioleta.IgnifugantesInhiben la combustin.EspumantesEstructuras celulares.ColorantesComunican un color especfico. PigmentosAntiestticosEvitan la electricidad estticaBiocidasEvitan el crecimiento microbiano.

En los elastmeros, es necesario entrecruzar las cadenas para conseguir la elasticidad necesaria mediante el vulcanizado, volviendo el material ms estable, duro, ms resistente al ataque qumicoy sin perder la elasticidad natural. Tambin se elimina la superficie pegajosa.

Aditivos en elastmerosDenominacinFuncinAgentes vulcanizantesEntrecruzan las cadenas para conseguir la elesticidad necesariaAcelerantes de vulcanizacinDisminuyen el tiempo de reaccin.Activadores y retardantesPotencian el efecto de los acelerantes.AntidegradantesProtegen el caucho del envejecimiento.AntioxidantesAntiozonantesCargasCargas reforzante, mejoran las propiedades mecnicas.Cargas diluyentes, abaratan el precio.PlastificantesFacilitan la preparacion de la mezcla y su posterior conformacin.FacticiosMejoran el acabado superoficial de artculos fabricados por extrusin.Colorantes y pigmentosDan color.EsponjantesFabricacin de gomas alveolares

Comportamiento de los plsticos

Los materiales plsticos son malos conductores elctricos y trmicos por lo que se utilizan como aislantes. Pero frente a determinados productos qumicos se producen envejecimientos o fisuraciones.Las principales ventajas de stos materiales son:

Los comportamientos trmicos y mecnicos, se estudian empleando el ensayo tensin-deformacin. Y ya que sus propiedades mecnicas dependen de la temperatura se estudian tambin las caractersticas trmicas.

Aqu se muestran las etapas por las que es sometida la probeta, segn las cargas y los cambios de rea de seccin transversal que van ocurriendo hasta el momento de la falla.

La temperatura de transicin vtrea establece la frontera entre el comportamiento rgido-quebradizo y el elstico-deformable. En estas grficas se relacionan el volumen especfico con la temperatura.Comportamiento trmico

De esto se desprende que por debajo de la transicin vtrea el volumen libre necesario para el movimiento de las cadenas del polmero disminuye provocando un comportamiento rgido-quebradizo. Mientras que por encima de esa temperatura el volumen libre aumenta posibilitando el movimiento entre las cadenas lo que permite el cambio de comportamiento de rgido a elstico-deformable.

Por su comportamiento mecnico, los polmeros se pueden agrupar en tres grandes tipos:

a) Los polmeros frgiles, que se rompen a la deformacin elstica.b) Los que inicialmente se deforman de forma elstica para despus hacerlo de forma plstica (similar al acero).c)Los totalmente elsticos (elastmeros).

Estas caractersticas mecnicas son bastantes sensibles a los cambios de temperatura.Comportamiento mecnico

La estructura interna de los materiales polimricos y las fuerzas de unin les proporcionan propiedades como:Resistencia mecnica relativamente baja.Bajo mdulo de elasticidad.Dependencia de las propiedades mecnicas con el tiempo.Importante dependencia de la temperatura.Gran sensibilidad al impacto y a la entalla.

En general, los plsticos termoestables son mas frgiles que los termoplsticos.

En esta tabla se observa que por debajo de la Transicin vtrea (Tg) el elevado mdulo viscoelstico indica que ambos polmeros tienen un comportamiento rgido, mientras que por encima de Tg el polmero cristalino mantiene su comportamiento en funcin de del grado hasta la temperatura de fusin (Tf), el polmero amorfo se deforma segn la componente viscoelstica.

*******Trazo continuo=material amorfo.Por debajo de la temperatura de transicin vtrea (Tg) el polmero es un slido amorfo con comportamiento vtreo-quebradizo, mientras que por encima de (Tg) es un slido amorfo-deformable. A medida que la temperatura aumenta se hace ms fluido hasta convertirse en un lquido pastoso.Trazo discontinuo=polmero semicristalinoHay una diferencia y es la importante variacin de volumen a la temperatura de fusin (Tf), adems del cambio de pendiente de Transicin vtrea (Tg).

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