Un plástico reforzado está constituido por una matriz de resina polimérica combinada con algún agente de refuerzo. La matriz polimérica permite la conformación del material, dándole cohesión, y las fibras de refuerzo confieren propiedades mecánicas como resistencia y rigidez. Las fibras de refuerzo más utilizadas en aplicaciones para ingeniería son las de vidrio y las de carbono, pudiendo recurrir para aplicaciones específicas las fibras de boro o aramida.

Normalmente el material compuesto está formado por la matriz polimérica y un solo tipo de fibras, de diferente tamaño (cortas, continuas) y disposición (unidireccional, trenzada), siendo menos común la combinación de fibras de distinta naturaleza (vidrio y carbono).

La utilización de los materiales compuestos se ha incrementado en diversos campos de la ciencia y la tecnología debido a su elevada rigidez y resistencia específica, bajo peso, buena resistencia al desgaste y la corrosión, estabilidad dimensional, excelente relación resistencia a fatiga/peso y propiedades direccionales, ofreciendo claras ventajas sobre los materiales convencionales como componentes resistentes o estructurales en un gran número de aplicaciones en los sectores de aeronáutica, automoción, construcción de máquinas y biomecánica. La mayor funcionalidad y la menor necesidad de mantenimiento son también dos razones adicionales para el desarrollo de estos materiales.

Las fibras de vidrio constituyen el refuerzo utilizado de forma mayoritaria debido a que reducen la tasa de expansión, incrementan el módulo de elasticidad, tienen características deseables como su alta rigidez y durabilidad y resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión y su bajo precio.

Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan ampliamente en diversas estructuras como aeronaves, robots, máquinas y prótesis. Estas aplicaciones requieren de una alta calidad superficial, incluyendo exactitud y integridad superficial.

El maquinado en torno

La utilización de los materiales compuestos de matriz polimérica requiere el desarrollo de adecuados proceso de fabricación para obtener componentes mecánicos con características dimensiónales rigurosas.

Los procesos de conformación primarios utilizados son numerosos (inyección, extrusión, bobinado, etc) y dependen tanto de la naturaleza termoplástico o termoestable del material como de la propia aplicación concreta (forma de la pieza, prestaciones deseadas, imperativos de producción). Por procesos de conformación secundarios entendemos las diferentes operaciones de maquinado (torneado, fresado, taladrado). El maquinado es un proceso de fabricación en el cual se utiliza una herramienta de corte para eliminar el exceso de material hasta conseguir la forma y dimensiones deseadas. En los últimos años ha crecido el interés por el maquinado de los materiales compuestos mediante técnicas convencionales y los esfuerzos han ido encaminados a predecir las fuerzas de corte observando los modos de fractura que cusan la separación de la viruta.

El torneado es una de las operaciones de maquinado mas utilizadas en la industria para producir una gran variedad de componentes de acuerdo con especificaciones estrictas de diseño. Las superficies de los acoplamientos mecánicos para diversas aplicaciones tribiologicas se consiguen en la actualidad mediante operaciones de torneado.

El proceso de torneado de los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras es diferente al de los metales y el cuerpo de conocimientos teórico y experimental de los metales no es aplicable directamente.

Los materiales compuestos contienen dos fases con propiedades mecánicas y térmicas muy diferentes, que se traducen en interacciones complejas entre la matriz y el refuerzo.

Las propiedades físicas y térmicas del material compuesto dependen del tipo, porcentaje y orientación de la fibra, de las propiedades de la matriz polimérica así como de la variabilidad de la propia matriz.

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Las bombas de paletas de grafito

¿Qué son las bombas de paletas de grafito?

Son bombas de desplazamiento volumétrico y compuestas por un rotor, paletas deslizantes y una carcaza. Estas bombas pertenecen al grupo de las bombas mecánicas. Son de alto rendimiento y para servicio continuo.

Las paletas de grafito

Las aspas o paletas son fabricadas con grafitos polimerizados e impregnados con resinas especiales.

Dicha impregnación hace que las aspas adquieran las propiedades físicas necesarias para trabajar en condiciones extremas.

Las paletas fabricadas en grafito y compuestos de fibra, son recomendadas especialmente para su uso en bombas de vacío y compresores rotativos. Pueden trabajar en condiciones de funcionamiento en seco o húmedo y su límite de trabajo está por encima de cualquier otro tipo de material.

Principales características de las bombas de paletas de grafito

En la gran variedad de las bombas de paletas de grafito encontramos las siguientes características:

• Las paletas fabricadas en grafito y compuestos de fibra, son recomendadas especialmente para su uso en bombas de vacío y compresores rotativos. Pueden trabajar en condiciones de funcionamiento en seco o húmedo y su límite de trabajo está por encima de cualquier otro tipo de material.
• Auto-lubricante: Una de las principales propiedades del grafito es la auto-lubricación y por tanto ideal para bombas que trabajen en vacío o con líquidos cuyas características de lubricación sea pobre. Incluso en aplicaciones sin necesidad de auto-lubricación, la paleta de grafito da un fino pulido a la pared del cilindro que reduce el índice de desgaste de la paleta.
• Químicamente inerte y no tóxico: El grafito con impregnación de resina, no contamina los líquidos o gases y puede emplearse con seguridad en procesos de alimentos o en otros campos donde la pureza sea esencial.
• Resistente a los agentes químicos: Las paletas de grafito son químicamente resistentes contra la mayoría de los medios y en especial en ambientes corrosivos y agresivos.
• Alta resistencia mecánica: Uno de los principales requerimientos que se necesitan en los materiales para paletas, es la resistencia mecánica. Las paletas de grafito, por sus propiedades, cubren presiones que van desde los 3.2 Kg/cm2 y velocidades hasta 12.7 m/sg.

Propiedades de las paletas en fibra: Las paletas de fibras están especialmente indicadas en compresores con engrase. La composición más utilizada es la de tejido de algodón con resina fenólica e impregnación de grafito. Tienen excelentes propiedades mecánicas y de estanqueidad, gran estabilidad dimensional y son adecuadas para trabajar en aceite y aire.

Aplicaciones de las bombas de paletas de grafito

En la gran variedad de las bombas de paletas de grafito encontramos las siguientes aplicaciones:

• Máquinas de empaquetar.
• Bombas de vacío.
• Compresores rotativos.
• Máquinas de imprenta.
• Equipos para procesos de alimentos.
• Contadores para depósitos.

Aplicaciones típicas de las bombas de paletas de grafito

Las bombas de paletas de grafito tienen aplicaciones en diversas industrias, en las que destacan:

Industria grafica

Todo tipo de servicio de vacuotransporte o retención en las diferentes maquinas para plegar, imprimir, insoladoras, fotografías, etc.

Medicina

Siempre que se requiera vacío en todo tipo de intervención: Quirúrgica, odontológica, partos, equipamientos de salas de diálisis, etc.

Industria plástica

Termoformado en general. Envasado en blisters de todo tipo de elementos bajo films termoplásticos, transportes de placas, etc.

Industria en general

Succión de vapores de muestra para diferentes ensayos destinados a detectar determinados gases: Análisis de combustión de hornos en general o de tratamientos térmicos, Detención de hidrocarburos en líneas en envasado de bebidas gaseosas (envases plásticos), vacuotransporte de chapas metálicas, vidrio, acrílico, mármol, etc.

Proveedores de bombas de paletas

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Todo acerca del Polipropileno

Al polipropileno se le conoce con las siglas PP. Es un plástico muy duro y resistente, es opaco y con gran resistencia al calor pues se ablanda a una temperatura más elevada de los 150 ºC). Es muy resistente a los golpes aunque tiene poca densidad y se puede doblar muy fácilmente, resistiendo múltiples doblados por lo que es empleado como material de bisagras. También resiste muy bien los productos corrosivos .

Estructuralmente es un polímero vinílico, similar al polietileno, sólo que uno de los carbonos de la unidad monomérica tiene unido un grupo metilo El polipropileno, pertenece al grupo de los termoplásticos, es una cadena larga de polímero, hecha del monómero de propileno. Después de la exposición del propileno al calor y a la presión con un catalizador activo metalico, el monómero de propileno se combina para formar una cadena larga de polímero, llamada “propileno”, del griego “poly” que significa muchos y “mero” que significa unidades.

La clasificación más importante del polipropileno, se basa en su estructura química:

El polímero atáctico, es caracterizado por sus características pegajosas, amorfas y bajo peso molecular. Proveen el mismo efecto de un plastificante, reduciendo la cristalinidad del polipropileno. Una cantidad pequeña del polímero atáctico el final del polímero puede ser usado para proporcionar ciertas propiedades mecánicas, como rendimiento a bajas temperaturas, elongación, propiedades de procesabilidad y ópticas. Su formula es:

Desde el punto de vista comercial, el polipropileno isotáctico es el más importante en comparación con el atáctico y el sindiotáctico; el propileno isotáctico es la estructura más stereo-regular del polipropileno. Por esto, es logrado un alto grado de cristalinidad. Como resultado, muchas propiedades mecánicas y de procesabilidad del polipropileno son altamente determinadas por el nivel de isotacticidad y su cristalinidad. Aunque el incremento de la cristalinidad del polipropileno hace al material menos duro que le polietileno. La formula del polipropileno isotáctico es la siguiente:

El polipropileno sindiotáctico ha llegado a ser recientemente una realidad comercial, los radicales metilo, están alternados a lo largo de la cadena de manera ordenada estereoquímicamente, como lo muestra la siguiente figura:

La fórmula del monómero y del polímero es la siguiente;

El polipropileno se obtiene mediante la polimerización del propileno en presencia de catalizadores alquilmetálicos:

El polipropileno se puede obtener a partir del monómero propileno, por polimerización Ziegler-Natta y por polimerización catalizada por metalocenos.

Los diferentes procesos que se le pueden aplicar al polipropileno, son fundamentalmente inyección, extrusión, moldeo por soplado y calandrado. Es apto para el termo conformado y conformado en frió.

A continuación se enlistas las principales propiedades del polipropileno

Propiedades físicas

Propiedades mecánicas

Propiedades eléctricas

Propiedades químicas

Dentro de los principales aplicaciones y usos que tiene el polipropileno, se encuentran:

Historia

El polipropileno es sin duda, uno de los polímeros con mayor opción de futuro. Este hecho se ve justificado con el hábito creciente de sus mercados, aún en los tiempos más agudos de crisis. Dentro de la mayoría de los sectores en los que se encuentran nuevas aplicaciones, dan lugar a un material estructural, considerado uno de los más atractivos por las ventajosas condiciones de competitividad económica, que caracterizan al polipropileno como miembro del grupo de los termoplásticos de gran consumo frente a los ingenieriles, y más frente aquellos de altas prestaciones.

En 1954 el italiano G. Natta, siguiendo los trabajos elaborados por K. Ziegler en Alemania, logró obtener polipropileno de estructura muy regular denominado isotáctico. Su comercialización en Europa y Norteamérica se inicio rápidamente en 1957, en aplicaciones para enseres domésticos.

Los trabajos de Natta y Ziegler que permitieron conseguir polímeros de etileno a partir de las olefinas, abrieron el camino para la obtención de otros polímeros. Este plástico, también con una estructura semicristalina, superaba en propiedades mecánicas al polietileno, su densidad era la más baja de todos los plásticos, y su precio también era muy bajo, pero tenía una gran sensibilidad al frío, y a la luz ultravioleta , lo que le hacía envejecer rápidamente. Por este motivo su uso se vio reducido a unas pocas aplicaciones.

Pero el descubrimiento de nuevos estabilizantes a la luz, y la mayor resistencia al frío conseguida con la polimerización propileno−etileno, y la facilidad del PP a admitir cargas reforzantes, fibra de vidrio, talco, amianto, etc. y el bajo precio de dieron gran auge a la utilización de este material.

La amplia gama de propiedades del polipropileno, lo hace adecuado para una gran variabilidad de aplicaciones en diferentes sectores, y marca la parada ante los materiales del futuro, además de suponer una alternativa, mucho más económica. Debido a esto, el empleo de este material esta creciendo, gracias en gran parte, al desarrollo de nuevos y mejores productos.

Se utiliza para muchas piezas de automóviles, como por ejemplo los parachoques, en carcasas de electrodomésticos y cajas de baterías, y otras máquinas, para rafias y monofilamentos, fabricación de moquetas, cuerdas, sacos tejidos, cintas para embalaje. Debido a que soporta temperaturas cercanas a los 100 ºC, es utilizado para tuberías de fluidos calientes. También se puede encontrar también en envases de medicamentos, de productos químicos, y sobre todo de alimentos que deban esterilizarse o envasarse en caliente, además se utiliza en forma de film ya que tiene una gran transparencia y buenas propiedades mecánicas: mirillas para sobres, cintas autoadhesivas, etc.

Los materiales plásticos hoy en día, representan un inmenso grupo que se distingue casi en su totalidad, por el hecho de ser desarrollados por el hombre, y son consideradas sustancias macromoleculares y en su mayoría orgánicas, además de ser utilizados cada día más, en diferentes y nuevos campos de aplicación

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Fuentes consultadas y referencias adicionales:

http://materiales.eia.edu.co/ciencia%20de%20los%20materiales/articulo-el%20polipropileno.htm
http://www.pslc.ws/mactest/pp.htm
http://www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/industria/polipropileno.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Polypropylene
http://pdf.rincondelvago.com/el-plastico-y-su-historia.html
http://www.dow.com/polyolefins/about/pptechctr/primer/what.htm
http://www.arqhys.com/arquitectura/plastico-tipos.html