Ceramicos

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Encuentro III
Comportamiento mecánico de Cerámicos, Polímeros y Compuestos

Cerámicos
Enlaces Covalentes Enlaces Iónicos Estructuras Cristalínas Amorfos de alta Tg

Temperatura ambiente
Comportamiento fundamentalmente elástico. Modo de falla más común Fractura Frágil Resistencia a altas temperaturas. Prácticamente nula capacidad de deformar plásticamente. Elevada Dureza Abrasivos

3Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Polímeros
Grandes cadenas carbonadas Enlaces covalentes Fuerzas de Van der Waals Semicristalinos o amorfos

Reseña histórica (los naturales)
Explotación de polímeros en estado natural 1820 Thomas Hancock fluidificación de la goma natural por efecto de cargas de corte repetitivas 1839 Charles Goodyear bases de la vulcanización. 1844patentes del proceso, 1851 N. Goodyear: ebonita, etc. 1846 Schönbein nitrocelulosa. (explosivo). 1862 A.Parkes Parkesina (nitrocelulosa plastificada). 1870 Hyatt celuloide 1892 Cross, Bevan, & Beadle “Proceso Viscoso” (disolución y posterior regenreación de la celulosa) Fibras textiles Hasta aquí materiales semi sintéticos

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Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Reseñahistórica (los sintéticos)
1910 producción de Bakelita (Leo Baekeland) fenol formaldehído
Primera resina totalmente sintética.

Primera Guerra Mundial desarrollo de la primera goma sintética (methyl rubber) a partir del 2,3 dimetil butadieno (sustituto de la goma natural).
Para esta época la industria de polímeros estaba firmemente establecida, sin embargo el pobre conocimiento estructural de losmismos impedía un desarrollo masivo. (agregados de pequeñas moléculas asociadas por fuerzas físicas)

1920 H.Staudinger

macromoléculas. (Nobel 1953)

H. Mark, K. Meyer, W. Carothers. P. Flory Nobel Qca. 1974.
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Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Desarrollo económico
Actualmente ˜ el 17% de la producción total de la industria Qca. son polímeros sintéticos. En losúltimos 25 años la producción de acero se ha mantenido prácticamente estable en tanto que la producción de plásticos se ha cuadruplicado. En el mismo lapso la producción de aluminio se ha incrementado un 50% aunque sigue siendo baja.
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Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Polímeros industriales
30 –40 tipos de polímeros, que se presentan en unas 13.000 variaciones, bajoaproximadamente 25.000 marcas diferentes. Puedes ser subdivididos en:
Resinas de consumo masivo (commodity) : materiales termoplásticos manufacturados en grandes volúmenes, (PP, PE, PVC). Polímeros a base de Poliestireno (PS). Resinas Avanzadas: materiales con propiedades(mecánicas, eléctricas, térmicas) mejoradas. (PA, POM, PC, PET, etc.). Resinas de alta performance: características de alta calidad, p.ej. Para altas temperaturas. (Aramidas, Polisulfonas, PEK, PTFE, etc.). Complejidad de los equipos de procesamiento.
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Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Clasificación
Según su comportamiento termomecánico, el cual es determinado por la estructura molecular.
Polímeros

Termoplásticos

Elastómeros

Termoestables

Amorfos
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Cristalinos

Entrecruz. QúimicosEntrecruz. Físicos

Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Distribución de peso molecular
Distribución discontinua, asumida continua. Teniendo en cuenta la naturaleza discontinua de la distribución, cada fracción macormolecular contiene Ni moléculas con Mi = αi M0
Fracción en peso
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Ni M i wi = ∑ Ni M i

Introducción a la Ciencia e Ingeniería de Materiales

Pesosmoleculares promedio
La caracterización de la distribución se realiza en términos de diferentes promedios de pesos moleculares.
Peso Molecular en número (xi fracción molar)
Como

Mn

∑N M =∑x M = ∑N
i i i i

i

wi =

Ni M i ∑ Ni M i Mn = 1

∑ (wi / M i ) =
11

∑N M
i

∑ Ni

i

∑w M
i =1 i



i

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