Ingeniería
Páginas: 10 (2372 palabras)
Publicado: 7 de julio de 2012
Tema 2: Materiales compuestos de matriz orgánica: constituyentes
TEMA 2: MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ ORGÁNICA: CONSTITUYENTES
Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y de la construcción, reemplazando a los metales en muchas aplicaciones.
2.1 – Matrices.Generalidades
La matriz cumple varias funciones en el material compuesto: a) Su función principal es soportar la carga aplicada y transmitirla al refuerzo a través de la interfase. Para ello la matriz debe ser deformable b) Proteger las fibras del medio externo y mantenerlas unidas. Esta función requiere una buena compatibilidad entre matriz y refuerzo.
Las matrices poliméricas pueden sertermoestables o termoplásticas en función de si presentan o no reticulaciones:
a) Las matrices termoestables presentan uniones covalentes formadas en la reacción de reticulación o curado. Estas matrices presentan las siguientes características. Son fáciles de procesar antes del curado debido al bajo peso molecular de las resinas precursoras o prepolímeros. Debido a la formación de reticulación son mástenaces. Son más frágiles que las termoplásticas.
b) Las matrices termoplásticas no tienen uniones permanentes entre cadenas porque no reticulan. Estas matrices presentan las siguientes características. Son más difíciles de procesar ya que deben tener un alto peso molecular para presentar buenas propiedades mecánicas. Se pueden reciclar ya que se reblandecen al calentar y vuelven a la forma sólidaal enfriarlos.
1
Tema 2: Materiales compuestos de matriz orgánica: constituyentes
2.2 – Matrices termoestables
Las resinas termoestables son aquellas que sufren una serie de reacciones químicas, llamadas de curado o reticulación, dando lugar a un producto rígido, insoluble e infusible. La obtención de matrices termoestables se da en dos etapas: a) En la planta química se polimerizaparcialmente el monómero formando cadenas lineales. b) En la planta de producción donde se completa la reticulación bajo calor y presión.
2.2.1- Resinas de poliéster insaturado
Son las más utilizadas en la fabricación de composites de uso general. La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo en dos pasos:
1) Policondensación: se produce por la reacción de un diol y dos ácidosdicarboxílicos. Uno de los ácidos debe presentar instauraciones y si el otro es saturado la resina tendrá mayor flexibilidad.
HCOO-R-COOH + HO-R’’-OH →
HO-[CO-R-CO-R’’-O]n –H +H2O
2) Reticulación con estireno. La resina preparada en la etapa anterior se impregna con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la reticulación.
2
Tema 2: Materiales compuestos dematriz orgánica: constituyentes
H O C H
H C H O
O C H C H C
O C n +
H C H
H C
H O C H
H C H O
O C H H H C CH2 H C H C C C
O C
H O C H
H C H O
O C H
O C
La reticulación se lleva a cabo con un iniciador (generalmente peróxidos) y un acelerador (sales de cobalto). Los iniciadores son moléculas que se descomponen por la acción del calor o de la luz dandoespecies muy reactivas denominadas radicales. Estos radicales reaccionan con una molécula de poliéster o estireno dando lugar a nuevos radicales produciéndose una reacción en cadena.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas: Son fáciles de procesar ya que se pueden reticular incluso a temperatura ambiente) Poseen buena resistencia química Tienen bajo precio
Entre sus desventajas destacan:Su contracción en el curado es elevada La reacción de curado es altamente exotérmica y esto puede generar daños en el material. 3
Tema 2: Materiales compuestos de matriz orgánica: constituyentes
-
En la reticulación se producen elevadas emisiones de estireno Las propiedades mecánicas son medias
2.2.2- Resinas viniléster
La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo...
TEMA 2: MATERIALES COMPUESTOS DE MATRIZ ORGÁNICA: CONSTITUYENTES
Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y de la construcción, reemplazando a los metales en muchas aplicaciones.
2.1 – Matrices.Generalidades
La matriz cumple varias funciones en el material compuesto: a) Su función principal es soportar la carga aplicada y transmitirla al refuerzo a través de la interfase. Para ello la matriz debe ser deformable b) Proteger las fibras del medio externo y mantenerlas unidas. Esta función requiere una buena compatibilidad entre matriz y refuerzo.
Las matrices poliméricas pueden sertermoestables o termoplásticas en función de si presentan o no reticulaciones:
a) Las matrices termoestables presentan uniones covalentes formadas en la reacción de reticulación o curado. Estas matrices presentan las siguientes características. Son fáciles de procesar antes del curado debido al bajo peso molecular de las resinas precursoras o prepolímeros. Debido a la formación de reticulación son mástenaces. Son más frágiles que las termoplásticas.
b) Las matrices termoplásticas no tienen uniones permanentes entre cadenas porque no reticulan. Estas matrices presentan las siguientes características. Son más difíciles de procesar ya que deben tener un alto peso molecular para presentar buenas propiedades mecánicas. Se pueden reciclar ya que se reblandecen al calentar y vuelven a la forma sólidaal enfriarlos.
1
Tema 2: Materiales compuestos de matriz orgánica: constituyentes
2.2 – Matrices termoestables
Las resinas termoestables son aquellas que sufren una serie de reacciones químicas, llamadas de curado o reticulación, dando lugar a un producto rígido, insoluble e infusible. La obtención de matrices termoestables se da en dos etapas: a) En la planta química se polimerizaparcialmente el monómero formando cadenas lineales. b) En la planta de producción donde se completa la reticulación bajo calor y presión.
2.2.1- Resinas de poliéster insaturado
Son las más utilizadas en la fabricación de composites de uso general. La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo en dos pasos:
1) Policondensación: se produce por la reacción de un diol y dos ácidosdicarboxílicos. Uno de los ácidos debe presentar instauraciones y si el otro es saturado la resina tendrá mayor flexibilidad.
HCOO-R-COOH + HO-R’’-OH →
HO-[CO-R-CO-R’’-O]n –H +H2O
2) Reticulación con estireno. La resina preparada en la etapa anterior se impregna con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la reticulación.
2
Tema 2: Materiales compuestos dematriz orgánica: constituyentes
H O C H
H C H O
O C H C H C
O C n +
H C H
H C
H O C H
H C H O
O C H H H C CH2 H C H C C C
O C
H O C H
H C H O
O C H
O C
La reticulación se lleva a cabo con un iniciador (generalmente peróxidos) y un acelerador (sales de cobalto). Los iniciadores son moléculas que se descomponen por la acción del calor o de la luz dandoespecies muy reactivas denominadas radicales. Estos radicales reaccionan con una molécula de poliéster o estireno dando lugar a nuevos radicales produciéndose una reacción en cadena.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas: Son fáciles de procesar ya que se pueden reticular incluso a temperatura ambiente) Poseen buena resistencia química Tienen bajo precio
Entre sus desventajas destacan:Su contracción en el curado es elevada La reacción de curado es altamente exotérmica y esto puede generar daños en el material. 3
Tema 2: Materiales compuestos de matriz orgánica: constituyentes
-
En la reticulación se producen elevadas emisiones de estireno Las propiedades mecánicas son medias
2.2.2- Resinas viniléster
La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.