Introduccion a Los Materiales Compuestos Poliméricos

INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES COMPUESTOS POLIMÉRICOS

1. Definición, principales características y clasificación

Las nuevas tecnologías requieren de materiales con una combinación de propiedades favorables para trabajar en condiciones exigentes de trabajo, tales como elevada resistencia al impacto, a la corrosión y a la abrasión; propiedades difíciles de conseguir agrupar utilizando losmetales, sus aleaciones, los materiales cerámicos y los polímeros convencionales; ya que frecuentemente los materiales más resistentes son relativamente pesados. Los diseños con una sustancial mejora de propiedades se han venido logrando con el desarrollo de los materiales compuestos o “composites”, los que aportan respuestas adecuadas a las elevadas exigencias de trabajo antes citadas.

1.Definición

Un Material Compuesto es aquel que esta formado por dos o más componentes, físicamente distintos y mecánicamente separables, que aportan una acción combinada que permite obtener un material final con propiedades superiores que las que presenta cada componente por separado

Para considerar que un material es compuesto los componentes del mismo también deben ser químicamente distintos, sincontinuidad fenomenológica. Por ejemplo, un cerámico conformado por distintos componentes cristalinos o amorfos, no se le considera como compuesto por ser continuos desde el punto de vista fenomenológico. Esa condición de mezcla de componentes distintos permite que al fabricarlos se combinen distintos materiales de tal forma que la dispersión de uno o varios materiales en otro puede hacerse demanera controlada, permitiéndose así fijar unas determinadas propiedades óptimas en función del uso que se le vaya a dar.

2. Características principales

• La mayoría de los materiales compuestos están formados por dos fases, una llamada matriz, que es continua y rodea a la denominada dispersa ó refuerzo, la cual mejora sus prestaciones. Por lo general, las propiedades de los compuestos sonfunción de las propiedades de las dos fases, de sus proporciones relativas y de la geometría de la fase refuerzo.

• Pueden fabricarse mezclando los distintos materiales de tal forma que la distribución de un material en el otro pueda hacerse de manera controlada para alcanzar unas propiedades óptimas.

• Existen materiales compuestos naturales, como por ejemplo la madera, que consiste enfibras de celulosa flexible embebidas en un material rígido llamado lignina; y el hueso que es material formado por colágeno, una proteína resistente pero blanda, y por apatito, un mineral frágil.

• Investigadores e ingenieros, a la hora de diseñar materiales compuestos, han combinado metales, cerámicos y polímeros para producir una nueva generación de materiales con propiedades mecánicasmejoradas. La mayoría han sido creados para mejorar propiedades como rigidez, tenacidad y resistencia a la tracción a temperatura ambiente y a temperaturas mayores.

• Las propiedades de los compuestos son función de las propiedades de las fases constituyentes, de sus proporciones relativas (generalmente cuantificadas en términos porcentuales de volumen ocupado) y de la geometría de la fase refuerzo.Esto último se refiere al tamaño, la distribución y la orientación de las partículas o de las fibras o de la forma que tenga ese refuerzo.

• Entre las cualidades especiales que sitúan a los materiales compuestos por encima de otros materiales se encuentran:

1) Su bajo peso (generalmente se diseñan tomando en cuenta que tengan esta característica);

2) Su alta durabilidad;

3) Suadaptación al proceso de diseño y fabricación de partes de equipos y estructuras;

4) Facilitan la optimización de los procesos de diseño, favoreciendo así la disminución del número de piezas;

5) Disminuyen la realización de operaciones de mantenimiento;

6) Mejoran las propiedades tribológicas;

7) Facilitan el reciclado y

8) Son empleables a elevadas temperaturas....