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Apunte de Tecnología: Polímeros termoestables, termofraguantes o termorígidos.

PLASTICOS TERMOESTABLES

Los polímeros termoestables, termofraguantes o termorígidos son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al calentarlos por primera vez. Después de enfriados no pueden recuperarse para transformaciones posteriores.

Esto se debe a su estructura molecular, de forma reticular tridimensional. En otras palabras, constituyen una red con enlaces transversales. La formación de estos enlaces es activada por el grado de calor, el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de formaldehído en el preparado base. Esta característica puede verse en los esquemas de las fórmulas químicas que aquí se exponen.

Material compacto y duro

Fusión dificultosa (la temperatura los afecta muy poco)

Insoluble para la mayoría de los solventes

Crecimiento molecular en proporción geométrica frente a la

Reacción de polimerización (generalmente es una

Policondensación).

Clasificación de los materiales termoestables:

• Resinas fenólicas
• Resinas ureicas
• Resinas de melamina
• Resinas de poliéster
• Resinas epoxídicas

Resinas Fenólicas

Nombre común: Bakelitas

Se forman por policondensación de los fenoles (ácido fénico o fenol) y el formaldehído o formol. Este último es el estabilizador de la reacción. Su proporción en la solución determina si el material final es termoplástico o termoestable.

Tenemos estos tipos de bakelita:

BAKELITA A o RESOL	BAKELITA B o RESITOL	BAKELITA C o RESITA
La reacción se detiene antes de los 50°C	Se detiene a temperatura intermedia entre la A y la C.	Se obtiene calentando el resitol a 180 - 200°C
Puede ser líquida, viscosa o sólida	Sólida y desmenuzable	Dura y estable
Soluble en: Alcoholes Fenol Acetona Glicerina	Insoluble para la gran mayoría de los solventes conocidos.	Totalmente insoluble. Sólo es atacada por el ácido sulfúrico concentrado y los álcalis hirviendo.
Se utiliza en disolución como barniz aislante.	Al calor se vuelve termoplástica.	No higroscópica, ni inflamable.
Es la bakelita mas usada. Para la mayoría de sus usos se la "carga" o refuerza.	Es el estado intermedio. También tiene algunas aplicaciones como barniz, pero en condiciones de temperaturas ambiente.	Resiste temperaturas de 300°C y tiene buena resistencia al choque. Poca elasticidad y flexibilidad.

Otras Resinas Fenólicas Con Distintos Aldehídos

1. Resinas solubles y fusibles
2. Resinas insolubles e infusibles
3. Resinas solubles en aceites secantes

Se presentan como productos laminados, en piezas moldeadas y como productos de impregnación.

Resinas Ureicas

Se obtienen por policondensación de la urea con el formaldehído.

Propiedades y características generales:

• Similares a las bakelitas
• Pueden colorearse
• Ventajas: resistencia muy elevada a las corrientes de fuga superficiales
• Desventajas: Menor resistencia a la humedad

Menor estabilidad dimensional.

Aplicaciones:

• Paneles aislantes
• Adhesivos

Resinas De Melamina

Se forman por policondensación de la fenilamina y del formol.

Características y propiedades generales:

• Color rojizo o castaño.
• Alto punto de reblandecimiento
• Escasa fluidez
• Insolubles a los disolventes comunes
• Resistencia a los álcalis
• Poco factor de pérdidas a alta frecuencia
• Excelentes: Resistencia al aislamiento
• Rigidez dieléctrica

Aplicaciones:

Debido a la importancia del escaso factor de pérdidas a alta frecuencia, estas resinas son muy utilizadas en el campo de las comunicaciones, como material para los equipos de radiofonía,componentes de televisores, etc.

Resinas De Poliéster

Se obtienen por poliesterificación de poliácidos con polialcoholes.

Acido tereftálico Glicerina

Pentaeritrita

Acido maleico

Características y aplicaciones:

• Elevada rigidez dieléctrica
• Buena resistencia a las corrientes de fuga superficiales
• Buena resistencia a la humedad
• Buena resistencia a los disolventes
• Buena resistencia al arco eléctrico
• Excelente estabilidad dimensional
• Arden con dificultad y con un humo muy negro

Resinas Epoxídicas

Se obtienen por reacción del difenilolpropano y la epiclorhidrina.

Según las cantidades en que se adicionan los constituyentes y las condiciones en que se efectúan las reacciones se obtienen resinas sólidas, viscosas o líquidas.

Son característicos los grupos epóxidos, muy reactivos, comprendidos en la molécula mientras es un material termoplástico. Desaparecen durante el endurecimiento.

Son, en pocas palabras, termoplásticos endurecidos químicamente. Se obtienen las propiedades características por reticulación de las moléculas epoxídicas bifuncionales con agentes endurecedores

1. Acidos
2. Alcalinos

Acidos:

1. Anhídrido ftálico
2. Anhídrido maleico
3. Anhídrido piromelítico

Alcalinos:

1. Trietilenotetramina
2. Dietilenotriamina
3. Dicianamida
4. Etc.

Propiedades y características generales

• No se desprenden gases durante su endurecimiento
• El material no se contrae una vez terminado el proceso de endurecimiento
• Se emplean puras o diluidas con carga.
• Una vez endurecidas, se adhieren a casi todos los cuerpos
• Se utilizan a temperatura ambiente o algo mas elevada
• Buena resistencia mecánica
• Buena resistencia a los agentes químicos

Aplicaciones generales

En resinas epoxídicas, solo se pueden nombrar algunas de las aplicaciones,ya que la lista es extensa, debido a la extrema utilidad que estos polímeros tienen en la industria, en la electromecánica, en la vida diaria, etc. Esta nómina no pretende ser exhaustiva, sino solo dar un pantallazo general acerca de los usos que pueden tener los epoxis.

• Revestimiento e impregnación aislante (por ejemplo, en los bobinados de los motores)
• Adhesivos. Se considera que los adhesivos epoxídicos son, después de los naturales, los mas consumidos en el mundo, en cualquiera de sus formas y aplicaciones.
• Barnices aislantes
• Recubrimientos varios: pantallas metálicas, elementos activos de máquinas eléctricas, piezas de conexión eléctricas, etc.
• Uno de sus usos mas difundidos es la construcción con este material de transformadores de medida para tensiones de hasta 80 kV.

Estas resinas epoxy son estudiadas por la ocupación específica que tienen y las posibilidades que presentan:

Las resinas epoxy pueden modificarse de acuerdo al uso previsto

Mediante la adición de "cargas" o refuerzos de fibras.

Otros Termoestables

Estos polímeros son en realidad termoplásticos; cuya reacción fue controlada y conducida en el laboratorio para que las moléculas se enlacen al final de la misma, produciendo así un producto final termoestable.

Este es el caso del poliuretano entrelazado.

Propiedades

• Altamente resistentes al desgaste
• Inalterables a los agentes químicos (solventes, ácidos, etc.)

Aplicaciones:

• Aislamiento térmico y eléctrico (cables, alambres, etc.)
• Aislamiento sonoro.
• Planchas para la construcción de carrocerías (automotores, vagones, etc.)
• Adhesivos uretánicos