1) El documento trata sobre los procesos de procesamiento de polímeros y materiales plásticos. 2) Explica diversos tipos de polímeros, sus propiedades y aplicaciones, así como procesos de moldeo como inyección, extrusión, soplado y rotacional. 3) También describe el uso de aditivos, cargas y otros agentes para modificar las propiedades de los polímeros y facilitar su procesamiento.

1. MATERIALES DE INGENIERÍA
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN 2
PROCESAMIENTO DE MATERIALES POLIMÉRICOS
Docente: Ing. VIZCONDE POEMAPE, Hebert Gustavo

3. INTRODUCCION:
El Inicio de la Industria del Polímero fue alrededor de
1907, Hofmann presentó un plan para intentar la
síntesis de hule para ser manejada por Farbenfabriken
en Elberfeld obteniendo el respaldo financiero durante
10 años. Primero trató de sintetizar dimetil-
ciclooctadieno, que, de acuerdo con Harries, era el
bloque de construcción del hule. Cuando este esfuerzo
fracasó, intentó, también sin éxito, polimerizar isopreno.
El uso de polímeros sintéticos como modelos de
macromoléculas biológicas fue una de las innovaciones
más fructíferas de Staudinger, alrededor de 1920,
cuando fracciones de polímero se modificaron
químicamente, por ejemplo, poli (acetato de vinilo) a
poli (vinil alcohol), las viscosidades de solución de los
productos estaban relacionados con los de los
materiales de partida
Una de las características más destacadas de los
materiales plásticos es la gran facilidad y economía con la
que pueden ser procesados a partir de unas materias
primas convenientemente preparadas, a las que se les han
añadido los pigmentos, cargas y aditivos necesarios para
cada aplicación. En algunos casos pueden producirse
artículos semiacabados como planchas y barras y
posteriormente obtener la forma deseada usando
métodos convencionales tales como mecanizado mediante
máquinas herramientas y soldadura. procesado de
polímeros tiene como finalidad obtener objetos y piezas
de formas predeterminadas y estables, cuyo
comportamiento sea adecuado a las aplicaciones a las que
están destinado

4. Definición:
En química, los polímeros son un tipo de macromoléculas
constituidas por cadenas de unidades más simples, llamadas
monómeros, unidas entre sí mediante enlaces covalentes.
Su nombre proviene del griego polys (“muchos”) y meros
(“segmento”).

5. Tipos:
 POLÍMEROS NATURALES: SU ORIGEN ES BIOLÓGICO, EXISTEN EN LA
NATURALEZA. POR EJEMPLO, LAS PROTEÍNAS, LOS ÁCIDOS NUCLEICOS,
LOS POLISACÁRIDOS (COMO LA CELULOSA Y LA QUITINA), EL HULE O
CAUCHO NATURAL, LA LIGNINA, ETC.
 POLÍMEROS SINTÉTICOS: SON CREADOS ENTERAMENTE POR EL SER
HUMANO. SE OBTIENEN POR TRANSFORMACIÓN DE POLÍMEROS
NATURALES. POR EJEMPLO, LA NITROCELULOSA, EL CAUCHO
VULCANIZADO, ETC.
 POLÍMEROS SEMISINTÉTICOS: SON CREADOS POR TRANSFORMACIÓN DE
POLÍMEROS NATURALES. POR EJEMPLO, EL NYLON, EL POLIESTIRENO, EL
CLORURO DE POLIVINILO (PVC), EL POLIETILENO, ETC.
P O R S U O R I G E N :

6. Tipos:
 POLÍMEROS ELASTÓMETROS: SE DEFORMAN AL AUMENTAR LA
TEMPERATURA, PERO RECUPERAN SU FORMA ORIGINAL.
 POLÍMEROS TERMOESTABLES: CUANDO SE ELEVAN SU TEMPERATURA SE
DESCOMPONEN QUÍMICAMENTE, ES LO ÚNICO QUE SE CONSIGUE AL
CALENTARLOS PUES NO FLUYEN.
 POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS: AL ELEVAR LA TEMPERATURA SE DERRITEN
Y PASAN AL ESTADO LÍQUIDO, PERO CUANDO SE ENFRÍAN, VUELVEN A
PASAR AL ESTADO SÓLIDO.
S E G Ú N S U R E S P U E S T A
T E R M O D I N A M I C A :

7. Tipos:
 COMUNES: SON LOS MÁS SENCILLOS Y CON PROPIEDADES FÍSICAS SIMPLES
COMO EL POLIETILENO (PE) O EL POLIPROPILENO (PP).
 FUNCIONALES: CUANDO SE ELEVAN SU TEMPERATURA SE DESCOMPONE
QUÍMICAMENTE ES LO ÚNICO QUE SE CONSIGUE AL CALENTARLOS PUES NO
FLUYEN.
 DE INGENIERÍA: TAMBIÉN TIENEN EXCELENTES PROPIEDADES FÍSICAS, SON UN
POCO MÁS COMUNES, EJEMPLOS DE ESTAS RESINAS SON LAS POLIAMIDAS (PA),
ACETAL.
 ESPECIALES: SON LOS DE MAYOR RESISTENCIA MECÁNICA, TÉRMICA, QUÍMICA O
COMBINACIÓN DE PROPIEDADES Y SON SINTETIZADOS O FORMULADOS DE
MANERA MUY ÚNICA COMO POLÍMEROS DE CRISTAL LÍQUIDO.
S E G Ú N S U P R O P I E D A D E S
F Í S I C A S :

8. PROPIEDADES:
 ESTADO VÍTREO: ES CUANDO LAS MOLÉCULAS DEL POLÍMERO ESTAN DONDE
PUEDEN VIBRAR LIGERAMENTE PERO NO PUEDEN MOVERSE
SIGNIFICATIVAMENTE, TIENE LA CARACTERISTICA DE SER QUEBRADIZO, DURO Y
RÍGIDO, ANÁLOGO AL VIDRIO.
 ESTADO GOMOSO: CUANDO EL POLÍMERO SE CALIENTA, LAS CADENAS DE
POLÍMERO PUEDEN MOVERSE ENTRE SÍ Y EL POLÍMERO SE VUELVE SUAVE Y
FLEXIBLE, SIMILAR AL CAUCHO.
T É R M I C A S

9. PROPIEDADES:
 FIBRAS: PRESENTAN ALTO MÓDULO DE ELASTICIDAD Y BAJA EXTENSIBILIDAD,
PERMITE CONFECCIONAR TEJIDOS CUYAS DIMENSIONES PERMANECEN
ESTABLES. POR EJEMPLO, LOS POLIÉSTERES.
 ELASTRÓMETROS:: PRESENTAN FUERZAS INTERMOLECULARES DÉBILES PARA
MANTENER LA ORIENTACIÓN EJERCIDA POR LA FUERZA, TIENEN LA PROPIEDAD
DE RECUPERAR SU FORMA AL SER SOMETIDOS A DEFORMACIÓN POR TENSIÓN.
POR EJEMPLO, EL CAUCHO SINTÉTICO, Y EL NEOPRENO.
 PLÁSTICOS: PRESENTAN PROPIEDADES INTERMEDIAS ENTRE LAS FIBRAS Y LOS
ELASTÓMEROS, PERMITE SER MOLDEADOS Y ADAPTADOS A DIFERENTES
FORMAS, PUESTO QUE POSEEN A CIERTAS TEMPERATURAS, PROPIEDADES DE
ELASTICIDAD Y FLEXIBILIDAD.
F Í S I C A S :

10. PROPIEDADES:
 RESISTENCIA: SOPORTAR LA PRESIÓN EJERCIDA SOBRE ELLOS SIN ALTERAR SU
ESTRUCTURA, SON RESISTENTES A LA COMPRESIÓN Y AL ESTIRAMIENTO. POR
EJEMPLO, LOS POLICARBONATOS QUE SE USAN EN TECHOS DE TERRAZAS.
 DUREZA: ES CAPACIDAD QUE TIENEN DE OPOSICIÓN, QUE PRESENTAN A
ROMPERSE. POR EJEMPLO, EL POLIETILENO, ES UN POLÍMERO MUY FLEXIBLE CON
ELEVADA DUREZA.
 ELONGACIÓN: CORRESPONDE AL CAMBIO DE FORMA QUE EXPERIMENTA UN
POLÍMERO CUANDO SE LE SOMETE A TENSIÓN EXTERNA, CUÁNTO ES CAPAZ DE
ESTIRARSE SIN ROMPERSE. . LOS ELASTÓMEROS SON POLÍMEROS QUE PUEDEN
ESTIRARSE HASTA 1.000 VECES SU TAMAÑO ORIGINAL Y VOLVER A SU LONGITUD
BASE SIN ROMPERSE.
M E C Á N I C A S :

11. 1. ADITIVOS QUE FACILITAN EL PROCESADO
Dentro de los aditivos que facilitan el procesado
del material plástico nos encontramos con:
-Estabilizantes: ejercen una acción retardante
sobre el proceso de degradación del plástico, y se
dividen en:
Antioxidantes: interrumpen las reacciones de
degradación.
Estabilizantes ultravioletas: absorben energía
y actúan contra el envejecimiento
Estabilizantes térmicos: para los polímeros que
presentan una temperatura de descomposición
inferior a su temperatura de procesado.
ADITIVOS AGREGADOS A LOS
POLIMEROS

12. -Lubricantes: este tipo de aditivos para plásticos se utilizan para reducir
el desgaste de dos cuerpos que rozan entre sí durante el proceso de
fabricación.
 Lubricantes externos: su objetivo es reducir y controlar la adhesión
entre el polímero y las partes metálicas de los equipos de
trasformación
 Lubricantes internos: su función es disminuir la fricción entre las
propias moléculas del polímero para que mejore el flujo del material

13.  2. ADITIVOS QUE DISMINUYEN LOS COSTES DE LAS FORMULACIONES
Cargas: son los materiales sólidos que se añaden a las formulaciones de plásticos con el
objetivo de reducir los costes.
 3. RETARDANTES DE LLAMA
Se utilizan para reducir la inflamabilidad de un material o también para que se demore la
propagación de las llamas a través o a lo largo de su superficie.
 4. AGENTES ESPUMANTES
El objetivo de este tipo de aditivos para plásticos es producir estructuras celulares, es
decir, estructuras que contienen porciones de celdas finas llenas de gas.

14.  5. ADITIVOS QUE MEJORAN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
Modificadores de impacto: su función es mejorar la resistencia al impacto, sobre todo a bajas
temperaturas, y suelen ser los plastificantes y flexibilizantes.
 6. MODIFICADORES DE LAS PROPIEDADES ÓPTICAS
Pigmentos y colorantes: los pigmentos se suelen utilizan con un tamaño muy fino y pequeño
para conseguir una mejor dispersión en el polímero, además se suelen emplear mezclas de
pigmentos para conseguir diferentes tonalidades

15. PROCESOS DE POLIMEROS
Para convertir los polímeros brutos en productos finales con la forma deseada, se
utilizan distintos métodos de procesamiento. Esta transformación se suele realizar fuera
de las instalaciones de producción de granulado de polímero. El procesamiento es
básicamente, un proceso de transformación física que se consigue con distintas
tecnologías

16. MOLDEO POR INYECCION
El material plástico se funde con calor y energía de corte y se inyecta a presión en un molde para lograr la
forma requerida

17. MOLDEO EXTRUSIÓN
a diferencia del moldeo por inyección y la mayoría de las otras operaciones, la extrusión es un
proceso continuo. los gránulos termoplásticos se plastifican y funden en un barril calentado y se
transportan hacia adelante por medio de un tornillo a través de una matriz perfilada para producir
una sección continua

18. MOLDEO POR SOPLADO, CARACTERÍSTICAS
 El moldeo por soplado comenzó fundiendo el plástico y formando un parisonte, que es un
segmento de plástico en forma de tubo con un agujero en un extremo que permite el paso de
aire comprimido. En el moldeo por inyección y en el moldeo por soplado con estiramiento
(ISB) se utiliza una "preforma", en lugar de un parisonte. El parison se sujeta en un molde y se
le insufla aire, lo que hace que la presión empuje el plástico hacia fuera para que se adapte al
molde. Cuando el plástico se enfría y endurece, la pieza es expulsada.

19. El moldeo rotacional utiliza la gravedad en lugar de un molde rotatorio, a fin de lograr
una forma hueca. El también llamado rotomoldeo es una alternativa al moldeo por
soplado a fin de fabricar formas grandes y huecas. Se emplea principalmente para
polímeros termoplásticos, pero cada vez son más comunes las aplicaciones para
termofijos y elastómeros
MOLDE ROTACIONAL, CARACTERÍSTICAS

20. TERMOFIJOS , CARACTERÍSTICAS
 Los termofijos son materiales que se caracterizan por tener cadenas poliméricas
entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no se
funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa
rígida y dura.
 Existen distintos tipos de sistemas de Resinas que están orientadas a las
industrias del adhesivo, pinturas y recubrimientos. Los más comunes son la
baquelita de los enchufes hogareños.

21. TERMOFORMADO, CARACTERÍSTICAS
 Es un proceso que consiste en dar forma a una lámina plástica por medio de calor
(120ºC a 180ºC) y vacío (600 a 760 mmHg) utilizando un molde o matriz (madera,
resina epóxica o aluminio). Un exceso de temperatura puede «fundir» la lámina y
la falta de calor o una mala calidad de vacío incurrirá en una pieza defectuosa y
sin detalles definidos.

22. MOLDEO POR COMPRESIÓN,CARACTERÍSTICAS
 El molde se cierra aplicando fuerza por la parte de arriba, se aplica presión para
forzar el material a estar en contacto con todas las áreas del molde, mientras que
el calor y la presión se mantienen hasta que la resina se ha curado (reticulado).
 El proceso emplea resinas termofijas en un estado parcialmente curado, ya sea en
forma de gránulos, masillas o preformas.

23. PULTRUSIÓN
La pultrusión es un proceso automatizado para producir perfiles con refuerzo de
fibra, también llamados perfiles pultrusionados o perfiles RFV.
Ventajas
La pultrusión ofrece un alto grado de libertad de diseño. El proceso permite producir
perfiles con propiedades personalizadas, por ejemplo, propiedades mecánicas,
eléctricas, químicas o ignífugas.
En la pultrusión existen tres factores fundamentales que determinan el proceso:
- El refuerzo de fibra deseado.
- El sistema de resina.
- El molde que define la sección transversal del perfil.
Desventajas
- Inversión alta
- Proceso tecnificado, que requiere entrenamiento formal
- La inversión se justifica solo para volumen medio-alto de producción.
- Alta dificultad para fabricar piezas que no sean unidimensionales y de sección
constante.
- Necesidad de un molde a altas prestaciones con acabado muy fino.
- La velocidad del proceso es relativamente baja.
- Problemas de adhesión.

24. Formado por Bolsa de Vacío
Se usa una lámina de plástico flexible para cubrir la parte una vez
que se aplico manualmente o por atomización, se llenan los bordes
y se aplica el vacío para presionar la bolsa contra la parte misma
que cura

25. MOLDEO POR TRANSFERENCIA
El moldeo por transferencia es un desarrollo a partir del moldeo por
compresión en el cual el compuesto de moldeo se introduce en una cavidad
dentro del molde, de modo que al cerrar el molde el compuesto se transfiere
hasta las diferentes cavidades de moldeo a través de una serie de canales.

26. ESTEREOLITOGRAFÍA
La estereolitografía es un proceso de realización de prototipos rápidos de
plástico sin usar moldes, muy preciso y flexible que reproduce muchos
detalles de las piezas a fabricar. Mediante el proceso de estereolitografía, el
archivo CAD es seleccionado en capas ultrafinas, un laser ultravioleta
solidifica la resina liquida fotosensible dispuesta en una cuba, siguiendo el
patrón tomográfico de la pieza a construir, incluyendo cavidades inferiores y
exteriores, para reproducir fielmente el archivo digital.

27. MODELADO POR DISPOSICIÓN FUNDIDA
El modelado por disposición fundida permite la impresión de objetos 3D
utilizando “hilos” de material, el plástico es uno de los materiales de
modelado por disposición fundida más comúnmente utilizados. El
proceso de modelados por deposición fundida implica la distribución del
plástico fundido, capa por capa, usando un extrusor móvil con el fin de
construir el objeto deseado y es utilizado principalmente por impresoras
3D.

28. CONCLUSIONES
Los polímeros para la industria han conseguido sustituir a todo tipo de materiales
tradicionales en la gran mayoría de aplicaciones de ingeniería gracias a sus
excelentes propiedades mecánicas y térmicas, además de otros factores como la
facilidad con la que se fabrican aunque vayan a ser destinados, como ocurre en
muchas ocasiones, a formas realmente complejas.

29. “GRACIAS”