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Tema 5 3 ESO Materiales

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Academic year: 2020

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(1)

TEMA 5

(2)

5.1 Plásticos. Definición 5.2 Propiedades

5.3 Polimerización

5.4 Clasificación de los plásticos

5.5 Símbolos normalizados de materiales plásticos. Consumo 5.6 Fabricación de plásticos

5.7 Mecanizado y unión de plásticos 5.8 Reciclado de plásticos

(3)

5.1. PLÁSTICOS. DEFINICIÓN

Materiales formados por moléculas muy grandes llamadas polímeros, formadas por largas cadenas de átomos que contienen carbono. Los plásticos se fabrican a partir de materias minerales, vegetales e incluso animales.

(Polímero = Macromolécula)

(4)

AISLANTES AISLANTES

T

TÉÉRMICOSRMICOS AISLANTES

AISLANTES EL

ELÉÉCTRICOSCTRICOS

RESISTENCIA RESISTENCIA

QU

QUÍÍMICA A MICA A CORROSI

CORROSIÓÓNN

DENSIDAD BAJA DENSIDAD BAJA ELASTICIDAD, ELASTICIDAD, RESISTENCIA A RESISTENCIA A TRACCI TRACCIÓÓNN

FACILIDAD PARA FACILIDAD PARA TRABAJAR CON TRABAJAR CON ELLOS: DUCTILES Y ELLOS: DUCTILES Y

MALEABLES MALEABLES

TEMPERATURA DE TEMPERATURA DE

FUSI

FUSIÓÓN N

RELATIVAMENTE RELATIVAMENTE BAJA BAJA

5.2. PROPIEDADES

AISLANTES AISLANTES AC

ACÚÚSTICOSSTICOS

(5)

POLIMEROS

MOLECULAS PEQUEÑAS

MONOMEROS POLIMERIZACIÓNPROCESO DE

MOLÉCULAS GRANDES

5.3. POLIMERIZACIÓN

El proceso de polimerización consiste en la unión de pequeñas moléculas o monómeros, formando grandes cadenas de moléculas, denominadas POLIMEROS = PLÁSTICOS

1. POLIMERIZACIÓN POR ADICIÓN

2. POLIMERIZACIÓN POR CONDENSACIÓN

Tipos de polimerización, por adición o por condensación: MOLECULA

DE ETILENO

(6)

SEGÚN SU PROCEDENCIA

NATURALES SINTETICOS

PROCEDEN DIRECTAMENTE DE MATERIAS PRIMAS ANIMALES o VEGETALES:

celulosa, celofán, látex…

SE ELABORAN A PARTIR DE PRODUCTOS DERIVADOS

DEL PETROLEO, GAS NATURAL O CARBÓN: la

mayoría de los plásticos

SEGÚN SU ESTRUCTURA o COMPORTAMIENTO

ANTE EL CALOR

TERMOESTABLES

TERMOPLÁSTICOS ELASTÓMEROS

CADENAS DE ESTRUCTURA

LINEAL

CADENAS ENTRELAZADAS

FUERTEMENTE EN VARIAS DIRECCIONES

CADENAS UNIDAS LATERALMENTE

5.4. CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS

(7)

ºC MATERIAL SÓLIDO RÍGIDO MATERIAL DEFORMABLE O SEMISÓLIDO MATERIAL LÍQUIDO Temperatura Ambiente Temperatura de transición vítrea Ambiente Temperatura de Fusión

Cuando un material termoplástico llega a

la temperatura de fusión cambia a estado

líquido

Cuando un material termoplástico llega a la temperatura de transición vítrea el termoplástico empieza a fundirse, y se convierte en un material viscoso y fácil

de moldear

Por debajo de la temperatura de transición vítrea el termoplástico se encuentra en su situación

normal de trabajo

Tª FUSION

>

Tª DE TRANSICIÓN VITREA

Se ablandan con el calor, pudiéndose moldear con nuevas formas que se conservan al enfriarse. Es debido a que las macromoléculas están unidas por débiles fuerzas que se rompen con el calor, adquiriendo la forma deseada. Son los plásticos más utilizados

(8)

PLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES

Polietileno de alta densidad (HDPE o PEAD)

Denso Pesado

Muy Resistente Bastante rígido

Se ablanda a 120-130 ºC. Resiste ataques químicos

Envases de alimentos o líquidos, bolsas, carcasas de electrodomésticos,

juguetes, engranajes y tuberías.

Polietileno de baja densidad (LDPE o PEBD)

Ligero

Más blando y flexible que el de alta densidad.

Se ablanda a 85 ºC.

Puede ser transparento u opaco. Muy buen aislante eléctrico.

Bolsas y envoltorios, juguetes y artículos de menaje.

Policloruro de vinilo (PVC)

Duro y tenaz. Impermeable.

Poco inflamable.

Resistente a la corrosión. Puede producirse como material rígido o como material muy flexible Es un plástico bastante

contaminante.

(9)

PLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES

Polipropileno (PP)

Bastante rígido (más rígido y

resistente que el polietileno de alta densidad).

Densidad muy baja.

Resistente a esfuerzos y al choque. Resistente a la acción de productos químicos.

Muy buen aislante.

Se ablanda a unos 150 ºC.

Tiene una gran capacidad para ser doblado muchas veces y no

romperse.

Piezas industriales, componentes eléctricos y electrónicos, envases y menaje de cocina, cascos, papelería, juguetes, fibras para tapicerías, alfombras, moquetas y cuerdas.

Poliestireno (PE)

En estado sólido es bastante frágil y tiene sonido metálico. Resistencia mecánica

moderada.

Existe un forma de

poliestireno expandido (corcho blanco), que es buen aislante térmico, tiene muy baja densidad y amortigua los golpes.

Envases de alimentos (hueveras, cucharas para medicinas, moldes de bizcochos).

(10)

PLÁSTICOS

TERMOPLÁSTICOS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES

Polietielenterefta lato (PET)

Rígido y tenaz.

Resistente a la corrosión.

Resistente a la acción de productos químicos.

Envases de alimentos, botellas, fibras textiles (dacrón), base para cintas magnéticas (mylar). Polimetacrilato de metilo (PMMA) Transparente. Rígido.

No muy duro.

Buenas propiedades mecánicas.

Sustituto del vidrio en artículos domésticos, decoración, envases, faros, etc...

Poliamida (PA)

Resistente al desgaste.

Resistente a la acción de productos químicos.

Bajos niveles de rozamiento. Temperatura de fusión alta. Si se utiliza como fibra se suele denominar nailon.

Recubrimientos, rodamientos, fibras textiles (nailon), mangos de utensilios de cocina, láminas, ruedas dentadas, etc...

Politetrafluoretile no (PTFE), teflón

Buen aislante térmico y eléctrico. Resistente a la corrosión.

(11)

Poliestireno (PE) Poliamida (PA) Polimetacrilato de metilo (PMMA) Polipropileno (PP) Politetrafluoretileno (PTFE), teflón Polietielentereftalato (PET) Policloruro de vinilo (PVC) Polietileno de baja densidad (LDPE o PEBD)

Polietileno de alta densidad (HDPE o PEAD)

JUGUETES JUGUETES BOTELLAS NO BOTELLAS NO ESTRUJABLES ESTRUJABLES BOLSAS BOLSAS BOTELLAS BOTELLAS ESTRUJABLES ESTRUJABLES CORCHO CORCHO BLANCO BLANCO TUBERIAS GAS TUBERIAS GAS NATURAL NATURAL REVESTIMIENTOS REVESTIMIENTOS DE DE ELECTRODOMESTICOS ELECTRODOMESTICOS REVESTIMIENTOS REVESTIMIENTOS CABLES CABLES EL

ELÉÉCTRICOSCTRICOS

TUBERIAS TUBERIAS JUGUETES JUGUETES CASCOS CASCOS FIBRAS FIBRAS MANGOS MANGOS SARTENES SARTENES BOTELLAS BOTELLAS ENVASES ENVASES ALIMENTOS ALIMENTOS DECORACI DECORACIÓÓN N

(SUSTITUTO (SUSTITUTO

(12)

PLÁSTICOS

TERMOESTABLES PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES

Resinas fenólicas, Baquelita

Dura y Frágil.

Resistente al calor y productos químicos.

Buen aislante térmico y eléctrico. Color oscuro y brillante.

Resiste bien el calor sin ablandarse, pero a cierta temperatura se

carboniza.

Es el primer plástico que se fabricó artificialmente a partir de productos químicos.

Industria eléctrica y electrónica, recubrimientos, menaje de cocina, adhesivos.

Mandos de cocinas y

electrodomésticos, asientos de inodoros.

Melamina Resistente a la corrosión y a los agentes químicos. Poco inflamable.

Laminados y recubrimientos de

muebles (formica), industria eléctrica, adhesivos, barnices.

Piezas de ajedrez. Encimeras de cocinas.

Resinas epoxi

Es un ejemplo de plástico

termoestable que se polimeriza a temperatura ambiente (se mezcla la resina con un producto

endurecedor).

Tenaces con elevada resistencia al impacto.

Plástico duro y frágil. denominar nailon.

Adhesivos, pinturas y barnices.

Piscinas de jardín, piraguas, papeleras, estanques.

B. TERMOESTABLES

(13)

Melamina

Resinas epoxi Resinas

fenólicas

Baquelita TERMOESTABLESTERMOESTABLES

ELEMENTOS ELECTRICOS

ELEMENTOS ELECTRICOS

Y ELECTR

Y ELECTRÓÓNICOSNICOS

MENAJE DE COCINA

MENAJE DE COCINA

COMPONENTES

COMPONENTES

ELECTR

ELECTRÓÓNICOSNICOS

PINTURAS y

PINTURAS y

BARNICES

BARNICES

ADHESIVOS y BARNICES

ADHESIVOS y BARNICES

RECUBRIMIENTOS DE

RECUBRIMIENTOS DE

MUEBLES

(14)

PLÁSTICOS

ELASTÓMEROS PROPIEDADES APLICACIONES PRINCIPALES

Caucho natural y sintético

Resistente al desgaste. Resiste al impacto.

Buen aislante eléctrico y térmico. Resistencia ante ataques químicos.

Neumáticos, juntas, tacones, y suelas de zapatos.

CAUCHO NATURAL

El caucho natural se extrae de la savia del árbol del caucho, haciendo una incisión en el tronco de forma similar a la de cómo se extrae la resina de los pinos. La aplicación más importante es para la fabricación de las ruedas de los coches por medio de un proceso industrial llamado vulcanización, que consiste en adicionar azufre y calentar el caucho a unos 140 ºC.

Neopreno

Similar al caucho artificial. Gran resistencia al desgaste. Buen aislante térmico.

Elevada elasticidad.

Trajes de inmersión, asiento en las cimentaciones de edificios protegidos contra terremotos, apoyo de grandes vigas de puentes.

Silicona

Gran elasticidad.

Hidrófugo e inalterable a la mayoría de agentes químicos.

Se presenta normalmente en estado pastoso.

Buen aislante térmico.

Material adhesivo para la unión de superficies.

C. ELASTÓMEROS

(15)

Neopreno

TRAJES DE INMERSIÓN IMPERMEABLES

Caucho natural y

sintético

NEUMATICOS SUELAS DE

ZAPATOS JUNTAS DE

UNIÓN

Silicona

MATERIAL ADHESIVO

CELOFAN MATERIAL DE

(16)

5.5. SIMBOLOS NORMALIZADOS DE

MATERIALES PLÁSTICOS. CONSUMO

PET PET PEAD PEAD OTROS OTROS PE PE PP PP PEBD PEBD PVC PVC

ESTE ES LISTADO DE LOS

ESTE ES LISTADO DE LOS

MATERIALES PL

MATERIALES PLÁÁSTICOS STICOS M

MÁÁS UTILIZADOSS UTILIZADOS

APROXIMADAMENTE EL 90% DE 90%

LOS MATERIALES PLÁSTICOS CONSUMIDOS Y FABRICADOS EN EL MUNDO PERTENECEN A LOS SEIS PRIMEROS TIPOS

1. POLIETILENTEREFTALATO (PET).

2. POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (PEAD) 3. POLICLORURO DE VINILO (PVC).

4. POLIETILENO DE BAJA DENSIDAD (PEBD). 5. POLIPROPILENO (PP).

(17)

ESQUEMA DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE MATERIALES PLÁSTICOS

EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE

GRÁNULOS O BOLITAS DE PLÁSTICOS

TOLVA TORNILLO SIN FIN TOBERA

ENTRADA SALIDA

CALOR FRIO

¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE EXTRUSIÓN ?

5.6. FABRICACIÓN DE PLÁSTICOS

(18)

5.6. FABRICACIÓN DE PLÁSTICOS

También se llama moldeo por extrusión y soplado

ESQUEMA DEL PROCESO DE MOLDEO POR SOPLADO DE MATERIALES PLÁSTICOS

EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE

MATERIAL VISCOSO (PASTOSO)

MOLDE SOPLADO FRIO

ENTRADA SALIDA

ENTRADA DE AIRE A

PRESIÓN

SOLIDIFICACIÓN DEL MATERIAL

PLÁSTICO

¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE SOPLADO ?

(19)

¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR INYECCIÓN ?

AQUÍ SE PRODUCE LA PLASTIFICACIÓN

(20)

MATERIAL PLÁSTICO EN

FORMA DE

BOLITAS COMPRESIÓN + CALOR

¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR COMPRESIÓN ?

(21)

EL MATERIAL PLÁSTICO SE INTRODUCE EN FORMA DE

GRÁNULOS O BOLITAS DE PLÁSTICOS

TOLVA TORNILLO SIN FIN MOLDE

ENTRADA SALIDA

CALOR FUSIÓN

INYECCIÓN

ENDURECIMIENTO A TEMPERATURA

AMBIENTE

¿ IMAGINAS ALGÚN PRODUCTO REALIZADO MEDIANTE MOLDEO POR TRANSFERENCIA ?

AQUÍ SE PRODUCE LA PLASTIFICACIÓN

DIFERENCIA CON EL MOLDEO POR

INYECCIÓN

(22)

TERMOCONFORMADO

TERMOCONFORMADO

POR VACIO o MOLDEO

POR VACIO o MOLDEO

POR VACIO

POR VACIO

TERMOCONFORMADO

TERMOCONFORMADO

POR PRESI

POR PRESIÓÓNN

HILADO

HILADO

PON EJEMPLOS DE MATERIALES PLÁSTICOS REALIZADOS MEDIANTE ESTOS METODOS DE ¿ CONFORMADO ?CONFORMADO

(23)

MÉTODO DE LAMINACIÓN ( CALANDRADO )

Mediante este método de conformado obtenemos planchas y láminas de plástico

(24)

MÉTODO PARA REVESTIR CABLES ELÉCTRICO

INTRODUCCI

INTRODUCCIÓÓNDE NDE

MATERIAL

MATERIAL

PL

PLÁÁSTICO EN STICO EN ESTADO VISCOSO

ESTADO VISCOSO

INTRODUCCIÓN DEL CABLE DESNUDO

TORNILLO PARA FIJAR LA

SECCIÓN DEL CABLE

(25)
(26)

LOS MATERIALES

PLÁSTICOS SE PUEDEN

UNIR

FUNDAMEN-TALMENTE ....

ATORNILLADO

S O L D A D U R A

MEDIANTE APORTACIÓN DE

CALOR

MEDIANTE EMISIÓN DE ULTRASONIDOS

(27)

Los plásticos constituyen una parte importante del volumen total de residuos y muchos de ellos son muy contaminantes. Esto hace especialmente interesante el reciclaje de estos materiales.

El reciclaje aminora estos problemas, ya que se reduce los residuos y nos permite producir nuestras propias materias primas.

Resulta habitual hablar de la regla de las 3 R: REDUCIR, REUTILIZAR Y RECICLAR

(28)

Las siguientes gráficas muestran la evolución del reciclado de plásticos en España y como se reutilizan.

(29)

1

2 3

4

5 6

A)

RECICLADO MECÁNICO

(30)

B)

RECICLADO QUÍMICO

(31)

EJEMPLOS REUTILIZACIÓN

Un nuevo proyecto transformará residuos para elaborar una mezcla asfáltica que se aplicará a lo largo de dos kilómetros en una carretera de Madrid. El proyecto se llama Polymix. Participa el Instituto Tecnológico del Plástico (Aimplas) y permitirá el reciclaje de más de 22.000

(32)

5.9. MATERIALES TEXTILES

5.9.1 DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN

Los materiales textiles se utilizan en forma de hilos para elaborar tejidos. Según la procedencia de las fibras que los constituyen, pueden ser naturales o sintéticas.

Materiales naturales

Se extraen de materias primas animales, vegetales o minerales

De origen animal (lana, seda,...)

De origen vegetal (lino, esparto, yute, cáñamo…) De origen mineral (amianto, metales)

Materiales sintéticos

(33)

Tejidos cálidos en invierno y frescos en verano

Caros No producen alergias

El algodón encoje en los primeros lavados debido a la distensión del tejido tras su proceso de fabricación Se lavan con facilidad.

Buen comportamiento ante los detergentes

Su estructura provoca que se arruguen fácilmente

Tacto suave debido a la gran capacidad de absorción de la humedad, que hace que no acumulen electricidad estática

Inconvenientes Ventajas

Materiales naturales

Materiales sintéticos

Inconvenientes Ventajas

-En algunos (como los acrílicos) se da el fenomeno de

formación de pelotitas Más baratos

Producen alergias en pieles sensibles

Fácil cuidado

Tienen poca higroscopicidad

(absorben muy poco la humedad), con lo que producen sensación de frío en invierno y

calor en verano. Gran duración y

(34)

5.10. MATERIALES PÉTREOS

Los materiales pétreos se obtienen de las rocas. Se encuentran en la naturaleza y se extraen en canteras y graveras o areneros.

(35)

Los materiales pétreos naturales se utilizan en arquitectura (columnas, muros, estructuras, tejados), en recubrimientos de suelos y paredes, en la construcción de calles, bordillos…, normalmente se utilizan los materiales que se extraen cerca de donde se van a emplear, con objeto de abaratar costes. Así por ejemplo, podemos ver un castillo en granito, situado en la sierra de Madrid, y la plaza de un pueblo en Guadalajara, don montañas de pizarra.

(36)

Los materiales pétreos artificiales sustituyen a las piedras naturales. En algunos casos constituyen materiales con iguales propiedades (materiales aglomerantes), y en

otros son materiales con

características y propiedades diferentes.

Se pueden clasificar en:

Materiales Pétreos Artificiales cerámica y vidrio

(37)

• Yeso: se obtiene de la piedra de yeso, que se cuece y se muele. Es un material soluble y adherente. Produce corrosión con hierro y acero y resistente al fuego. Se utiliza en revestimiento de interiores.

• Cemento: se obtiene a partir de una mezcla triturada y cocida de caliza, arcillo y una pequeña cantidad de yeso, el resultado es un polvo gris que mezclado con agua forma una pasta que al fraguar adquiere gran dureza. Se utiliza en la fabricación de mortero y hormigones.

• El mortero. Es una mezcla de cemento y arena. Se utiliza en la fabricación de ladrillos, bloques, pavimentos… y en la fabricación de uralita junto con amianto.

• El hormigón es un producto derivados que se obtiene al añadir al cemento agua , grava y arena. Reforzado con barras de acero se llaman hormigón armado y resiste mejor los esfuerzos de tracción. Es el mas utilizado en la construcción

A)

MATERIALES PÉTREOS AGLOMERANTES

(38)

B)

MATERIALES CÉRÁMICOS

• Se obtiene a partir de la arcilla, se modela, tornea, prensa o moldea. A continuación, se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas.

• Se clasifican en cerámicas gruesas y cerámicas finas:

• Cerámicas gruesas: son permeables, incluyen la arcilla cocida (ladrillos, tejas, vasijas…, la loza (azulejos, vasijas…) y los refractarios (aguantan temperaturas superiores a 3.000º C), para revestimiento interior de altos hornos. A continuación vemos el proceso de fabricación de ladrillos.

(39)

C)

VIDRIO

• Es un material transparente o translúcido. Impermeable, suave al tacto, duro pero muy frágil. Buen aislante térmico, eléctrico y acústico

• Se obtiene a partir de una mezcla de arena de cuarzo, sosa y cal, que se funde a unos 1.500º C.

(40)

Estructura: el esqueleto de los

edificios (hormigón,, piedra natural):

• Vigas

• Forjados • Pilares

Cerramientos: Sirven de

protección externa (hormigón, ladrillo, cerámicos, vidrio, aluminio, pvc…)

• Muros

• Cubiertas

Tabiquería interior:

• Ladrillo

• Mortero

• Pladur (2 placas de yeso + aislante)

Revestimientos: son los suelos

paredes y techos bien acabados (yeso)

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