ingenieria


Universidad del Bío-Bío
Facultad de Ingeniería
Depto. de Ingeniería Mecánica




















El kevlar y las fibras de carbono en los nuevos materiales compuestos.







Alumno : Jorge González I
Carrera : Ingeniería Civil MecánicaProfesor : Federico Grossman

18 de Diciembre de 2012




Introducción.



En este trabajo vamos a investigar sobre el kevlar o poliamida y la fibra de carbono, sus aplicaciones, propiedades y todo lo relacionado con estas fibras.

Las fibras son estructuras unidimensionales, largas y delgadas. Se doblan con facilidad y su propósito principal esla creación de tejidos. Los polímeros útiles como fibras son los que tienen un alto grado de cristalinidad y fuerte interacción de cadenas adyacentes, esta orientación incrementa la fuerza ténsil.

El kevlar: Es un poliamida sintetizada aromática e infusible, esta forma provee una gran resistencia en dirección longitudinal y baja en la dirección transversal, sólo se fabrica como fibra (mediantefricción en solución). Sus propiedades de tracción son superiores a las de las fibras textiles normales debido a un alto grado de orientación molecular resultante de sus moléculas lineales rígidas y de su propensión a formar cristales líquidos durante la fricción en solución y esto hace que el kevlar se presente en forma de barra. Sus propiedades mecánicas suelen ser bajas. Su coeficienteespecífico de tracción es alto y cercano al de los composites de fibra de carbono pero su resistencia a la compresión es bastante débil.
Además de los composites, sus aplicaciones incluyen ropa de protección, chalecos antibalas, productos de fricción, reforzamiento de elastómeros, cascos, etc. (p.ej. tubos y cintas de transportadores de cinta).

La fibra de carbono es un material compuesto, constituidoprincipalmente por carbono. Tiene propiedades mecánicas similares al acero y es tan ligera como la madera o el plástico. Por su dureza tiene menor resistencia al impacto que el acero. La fibra de carbono proviene generalmente de dos fuentes, poliacrilonitrilo (PAN) y brea, las cuales reciben el nombre de precursor. Al tratarse de un material compuesto, en la mayoría de los casos seutilizan polímeros termoestables. El polímero es habitualmente resina epoxi, de tipo termoestable aunque otros polímeros, como el poliéster o el viniléster también se usan como base para la fibra de carbono aunque están cayendo en desuso.











Fibra de kevlar
El kevlar, el cual es una fibra de poliamida fabricada por el hombre, este tipo de fibra tiene un desempeño muy superior a las otrasfibras, ya que es muy resistente y de liviano peso, con la comodidad y la protección. El kevlar es aproximadamente cinco veces más resistente que el acero en igualdad de peso.
Para describir bien el kevlar, necesitamos entender bien lo que es una poliamida, estas se considera como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamadogrupo amino). También se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente.

El kevlar solo puede ser procesado mediante el proceso de fricción en solución, el cual consiste en obtener la fibra desde el proceso de polimerización, yaque en este punto, se puede controlar sus propiedades, cabe notar que para las fibras como el kevlar solo es posible procesarlas como fibras, ya que su resistencia mecánica y su estructura cristalina no permite realizar otro proceso de transformado. Ahora describiremos el proceso de hilado del kevlar, pero muy brevemente dado que la información es muy limitada.
Como ya antes dicho, la...