El documento detalla las características y aplicaciones de resinas de poliéster insaturado y otros materiales compuestos como fibra de vidrio y fibra de carbono. Se describen sus procesos de fabricación, propiedades mecánicas, térmicas y químicas, así como su uso en diversas industrias, desde la aeroespacial hasta la automoción y la medicina. Además, se analizan las propiedades de las fibras de aramida, incluyendo su resistencia y características de procesamiento.

1. POLIESTER
INSATURADO Y PROCESOS INDUSTRIALES IV
MATERIALES
UP
MÓDULO PLÁSTICOS

2. TERMOFIJOS
• Las resinas • pasando de un
termoestables son material fusible y
aquéllas que cambian soluble a otro no
irreversiblemente bajo fusible e insoluble,
la influencia del calor, por la formación de
de la luz, de agentes un retículo
fotoquímicos y de tridimensional
agentes químicos covalente.

3. TERMOFIJOS
• En el proceso • Formándose
reactivo de macromoléculas
entrecruzamiento o orientadas en todas
de curado, las las direcciones y con
cadenas poliméricas numerosos enlaces
(reactivos covalentes entre
termoplásticos o ellas.
líquidos) reaccionan
entre sí y, a la vez,
con un agente de
entrecruzamiento

4. TERMOFIJOS
• El retículo • Lo que hace a los
tridimensional termofijos o
formado confiere al termoestables aptos
material curado unas para múltiples
propiedades aplicaciones.
mecánicas, térmicas
y de resistencia
química muy
elevadas

5. TERMFIJOS
• En general, poseen • Es por ello que los
una buena estabilidad materiales
dimensional, termoestables se
estabilidad térmica, aplican en múltiples
resistencia química y campos, por ejemplo
propiedades • Aeroespacial:
eléctricas Componentes de
misiles, alas,
fuselajes, etc.

6. TERMOFIJOS
• Aplicaciones
domésticas: • Construcción:
Interruptores, asas, Espumas
etc. aislantes, techos, cha
• Automoción: Piezas pas para forrar
ligeras para sustituir paredes, pinturas, etc
metales, frenos, .
pinturas, etc. • Vestimenta:
Botones, ropa
tratada, etc.
• Eléctrico: Cuadro
conexiones, recubrimi
entos, etc.

7. TERMOFIJOS
• Muebles: Puertas • - Herramientas: Papel
imitación madera, de lija, etc
pantallas de
lámparas, etc.
• Médico: Rellenos
dentales, implantes
ortopédicos, etc.
• Recreo: Raquetas
tenis, barcas, etc.

8. TERMOFIJOS
• La transformación, que ocurre rápidamente y de forma
irreversible, en la que el material pasa desde un estado
de líquido viscoso hasta un estado de gel elástico, que
marca el inicio de la aparición del retículo, suele
llamarse punto de gel.
• La gelificación es característica de los termoestables y
tiene una gran importancia en el procesado. El punto de
gel es crítico en la manipulación de los materiales
termoestables, ya que a partir de este estado el material
deja de fluir y no puede ser procesado.
• El fenómeno de la gelificación ocurre en una etapa
determinada del proceso reactivo y depende de la
funcionalidad, reactividad

9. TERMOFIJOS
• Después de la gelifícación, la reacción continúa hasta la
formación de un retículo infinito, con un aumento
sustancial de la densidad de entrecruzamiento, de la
temperatura de transición vitrea y de las propiedades
físicas últimas alcanzadas.

10. POLIESTER INSATURADO
UP
• En 1894 se desarrolla el • En 1936 se descubre que
primer poliester la velocidad de curado
insaturado lineal “endurecimiento” del UP
• En 1934 se realiza la aumenta con la adición
reticulación del poliester de monomeros
insaturado lineal, con la insaturados denominados
finalidad de obtener un agentes de
material que presentara entrecruzamiento
la suficiente rigidez para • En 1942 se utiliza el UP
fabricar una pieza con FV, la cual aumenta
moldeada sus propiedades
mecánicas

11. UP
• El UP tambien es • El UP tambien es
conocido como denominado “Resina
“Resina Reactiva”, Poliester” con el
por que la reticulacion objetivo de no
y polimerización se confundir los
efectuan al momento poliesteres saturados
del moldeo lineales como el PET
o el PBT

12. UP fabricación
• El UP lineal se fabrica
por policondensación
a partir del uso de
• Ácidos di-carboxilicos
insaturados (acido • Glicoles:
maleico) o - Propilen glicol
• Ácidos di-carboxilicos - Butilen glicol
saturdos (ácido
ortoftálico)

13. UP clasificación
• En función de las • Ortoftalica
materias primas que • Isoftalica
se usan para formular • Cloréndica
la resina poliester y
los porcentajes de
dicha formulación, se
obtienen los
siguientes grados
comerciales

14. UP ortoftalica
• Anhidrido oftalico • Buenas propiedades
• Anhidrido maleico mecánicas
• Propilen glicol • Pobre resistencia
• Estireno química
- Macetas
- Encapsulados
- Lanchas
- Sillas
- gel coat o
resanadores

15. UP isoftalica
• Acido isoftalico • Elevada resistencia
• Anhidrido maleico quimica
• Propilen glicol • Alta resistencia a la
corrosión por
intemperismo
- Recubrimientos
- Gel coats

16. UP cloréndicas
• Ácido tetrahidroftalato • Excelente resisitencia
• Anhidrido maleico química
• Di etilen glicol • Varios grados de
• Estireno resistencia al fuego
• Grados
autoextingibles

17. UP clasificación
• Otra forma de
clasificar la resina
poliester (UP) es por
su uso practico, es
decir, mas cargas y
refuerzos • Pura
• Con carga
• Con refuerzo
• Con carga y con
refuerzos

18. Up sin carga (PURA)
• Efectúa su • Encapsulados
polimerización al artesanales
medio ambiente, para • Encapsulados para
su formulación se componente
debe utilizar el electronicos
adecuado agente de • Aislammiento
entrecruzamiento
(acelerador y • Piezas de decoración
catalizador)
• Colorante o
absorvedor UV

19. UP con carga
• Disminuye la rigidez • Carretes de bobinas
del material • Piezas imitacion
• Aumenta la marmol, madera o
resistencia a la porcelana (silestone,
abrasión Zodiaq, Corian)
• Carbonato de calcio • Articulos deportivos
• Caolín • Concreto polimerico
• Mica • Pasta automotriz
• Arena sílica (verde)
• Talco

20. UP con carga

21. UP con refuerzo
• Presenta una elevada • Se genera una
rigidez elevada resitencia a
• La FV es el material tensión
que por excelencia se • Resitencia a la
ha combinado con UP intemperie
• FC, Fibra aramidica o • Resistencia química
fibras naturales • Baja conductividad
• Las fibras generan el térmica
mejor medio de • Incombustible
refuerzo mecánico • Inerte
estructural

22. UP con refuerzo

23. UP con carga y con refuerzo
• CARGA • REFUERZOS
- Proporciona - Confiere tenacidad
acabados - Aumenta resitencia
- Mejora propiedades en rodos los sentidos
Al combinar ambos, se busca obtener
propiedades equilibradas que pueda competir
con termoplásticos de especialidad
La combinación recibe el nombre de compuesto
de moldeo

24. UP compuesto de moldeo
• Los compuestos de • UP
moldeo son • Cargas
formulaciones en las • Aditivos
que se combinan
diferentes cargas, • FV
aditivos refuerzos con • Pigmentos
UP • Agentes de
entrecruzado

25. UP compuestos de moldeo
UP
BMC
Cargas
Aditivos Compuesto
de moldeo
FV
Pigmentos SMC
Agentes de
entrecruzado

26. FIBRA DE VIDRIO
• Es un material fibroso • Sus principales
que se obtiene al hacer propiedades son: buen
pasas vidrio fundido a aislamiento térmico,
través de un disco con inerte ante ácidos y que
barrenos muy finos, que soporta altas
al solidificarse tiene temperaturas.
suficiente flexibilidad para• Sus propiedades y el bajo
ser usado como fibra precio de sus materias
primas, le han dado
popularidad en muchas
aplicaciones industriales

27. FV fabricación
• Fusión – composición
Las materias primas, finamente • Ensimado, consiste en revestir
molidas, se mezclan de forma los filamentos con una fina
homogénea, es introducida en película (ensimaje) que está
un horno de fusión directa y constituida en general por una
calentada a una temperatura dispersión acuosa de diversos
de fusión que ronda los 1550 compuestos químicos que
C presentan una función bien
definida.
• Fibrado El vidrio en estado
fundido, al salir del horno, es El ensimaje se deposita sobre los
conducido por unos canales filamentos a la salida de la
(Feeders) alimentando las hilera cuando la temperatura
hileras de fabricación de fibras del vidrio está todavía
comprendida entre los 60 y
• La salida del material esta a 120 C
unos 12500c y fluye a una
velocidad de 10 a 60 m/seg

28. FV fabricacion
• Bobinado • Secado
Los hilos obtenidos de la unión de Una vez realizado el bobinado se
los filamentos son bobinados pasan por diferentes
para dar lugar a productos dispositivos de secado con
finales (roving directo) o objeto de eliminar el exceso de
productos intermedios agua en el que se había
(ovillos). Es en este proceso disuelto el ensimaje y otorgarle
donde se controla la velocidad un tratamiento térmico
de rotación de la bobinadora y necesario para consolidar sus
por tanto la velocidad de propiedades frente a las
estirado de la fibra de vidrio. aplicaciones a las que será
sometido.

29. FV presentacion
• Mecha o roving tiene • Velo o Surface Mat
mayor resistencia parecido a la colchoneta
mecanica en una (mas delgado) con
dirección y son carretes menos unidad por área
de hilos de 60 hebras • Filamento cortado o
• Colchoneta o mat trozos Choped strand,
de 5 cm aprox. monofilamento cortado
Dispuestos de manera entre 1.5 y 5 cm
aleatoria
• Petatillo o Woven roving,
son cabos de mecha
entrecruzados a 900

30. Fv presentación

31. Aplicaciones

33. FIBRA DE CARBONO FC
• Se denomina 'fibra de • y cuya materia prima
carbono' a un compuesto normalmente es el PAN
no metálico de tipo (poliacrilonitrilo). Es un
polimérico, integrado por material muy caro, de
una fase dispersante que propiedades mecánicas
da forma a la pieza que elevadas y ligero
se quiere fabricar,
normalmente alguna
resina, y una fase
dispersa, un refuerzo
hecho de fibras, en este
caso, de carbono

34. FC propiedades
• Dependiendo del proceso
de fabricación se
• La fibra de carbono es un obtienen fibras de bajo
material muy caro, de módulo, alta resistencia y
propiedades mecánicas alargamiento a la rotura o
elevadas y ligero. fibras de alto módulo de
• Las altas características gran aplicación en el
mecánicas son debidas al campo aeroespacial
alto grado de orientación
de los cristales a lo largo
de los ejes de las fibras.

35. FC aplicaciones

36. Tejidos de FC
• Los tejidos a base de fibra de carbono son materiales en los
que no se ha colocado todavía la matriz de resina. Suelen
tener entre el 95 y el 98% de las fibras en dirección
longitudinal y entre el 2% y el 5% en la dirección transversal,
para efectuar el cosido e impedir el deshilachado de los
longitudinales.
• Los tejidos suelen tener un espesor de entre 0’ 13 y 0’ 30
mm, con gramaje de entre 200 y 800 g/m 3 . Se suelen
presentar con anchos de entre 30 y 60 cm, en rollos de entre
40 y 100 m de longitud, que posteriormente se cortan en obra
a las dimensiones deseadas.

37. Tejidos de FC
• Cabe destacar que dependiendo de la
orientación del tejido, la tela de carbono
puede ser más fuerte en una dirección
determinada o igualmente fuerte en todas
las direcciones. Las fibras ofrecen sus
mejores propiedades cuando se entretejen
en la dirección de las tensiones, es decir,
que en un caso ideal deberían alinearse
las direcciones de las fibras con la
dirección de la fuerza exterior.

38. Tejidos mas comunes en FV
• Tejido plano o plain: es • Tejido cruzado o twill: el
aquel en el que cada número de hilados
hilado longitudinal y longitudinales que
transversal pasa por pueden pasar sobre los
encima de un hilo y por transversales (y
debajo del próximo. Esta recíprocamente) pueden
construcción proporciona variarse, dando distintas
una tela reforzada que es construcciones de tejidos
ampliamente usada en cruzados. Estos se
aplicaciones generales y marcan más fácilmente
garantiza laminados de que los tejidos planos? y
buen espesor. Esta tela son fácilmente
es muy estable, por lo humedecidos para que se
que difícilmente se adhieran a la resina. -
distorsiona. -

39. Tejidos FC
• Tejido satinado o satín: en las telas del tejido
satinado el entrelazado es similar al del
cruzado, aunque el número de hilados
longitudinales y transversales que pasan
recíprocamente por encima y por debajo, antes
del entrelazado, es mayor. Por lo tanto, un lado
del tejido se construye principalmente con fibras
longitudinales, y el otro lado, con transversales.
Tiene un excelente acabado superficial, similar
al satín, de ahí su nombre.

41. Fibra Aramidica FA
• Las fibras de aramida son fibras de origen
orgánico y sintético, se obtienen por hilado de
poliamidas aromáticas del tipo politereftalato de
polifenilendiamina
• El grupo de fibras de aramida es un grupo
potencialmente de fibras basado en la alta
resistencia y rigidez que es posible obtener en
polímeros completamente alineados. Son
poliamidas con radicales aromáticos, unidos con
radicales de bencilo, resultando unas fibras
mucho más resistentes, térmica y
mecánicamente.

42. FA fabricación
• Se trata de una poliamida aromática
llamada poliparafenilenotereftalamida con
una estructura química perfectamente
regular cuyos anillos aromáticos dan como
resultado las moléculas del polímero con
las propiedades de una cadena
razonablemente rígida.
• Las fibras se fabrican por procesos de
extrusión e hilado

43. Tipos de FA
• Fibra continua: disponible en • Fibra discontinua: la utilización
mechas de filamentos de aramida en forma de fibra
contínuos. Estos filamentos corta o discontinua s conoce
pueden obtenerse igualmente su inherente tenacidad y
sin acabado y ser procesados naturaleza fibrilar permite la
mediante diferentes creación de formas de fibra
operaciones textiles debido a que no son posibles para otros
su poca fragilidad y relativa refuerzos. Sus presentaciones
alta flexibilidad. Los ROVING son: la fibracorta está
disponible desde los 6’ 4
y mechas se utilizan en
hasta los 100mm de longitud,
enrollamiento
aunque no sea tan rígida como
filamentario, cintas de
la continua, sin embargo es
preimpregnado y procesos de
más resistente al pandeo.
pultrusión.
• Los tejidos, son la principal
forma utilizada en materiales
compuestos con fibra de
aramida

44. Tipos de FA
• Los mats y fieltros de fibra • Formada por fibras cortadas
corta, son fieltros o mantas fibriladas que pueden utilizarse
formados por hilos cortados y como aditivos especiales.
mantenidos por un ligante. NOMEX, utilizado en
PULP, únicamente disponible estructuras sándwich de nido
para el caso de la aramida, de abeja.
debido a su carácter fibrilar,
más fácilmente mezclable con
la resina que la fibra corta.

45. Propiedades FA
• Elevada resistencia específica a la tracción: debido a su
alto grado de cristalinidad. Es 5 veces más resistente
que el acero.
• Estabilidad mecánica: buena en el rango térmico -
30ºC/200ºC. Es recomendable trabajar con este tipo de
fibra en el rango térmico de estabilidad.
• Alto módulo de elasticidad: y baja elongación a la rotura.
• -Gran tenacidad y alta resistencia al impacto: no son
frágiles y tienen una alta capacidad de absorción de
energía.
• Químicamente estable: aunque susceptibles de ser
atacada por ácidos fuertes. Son resistentes a las llama y
autoextinguibles.

46. FA Aplicaciones

47. FA propiedades
• Baja resistencia a compresión y flexión: a diferencia del
resto de las fibras que tienen valores similares para
resistencias a la tracción y a compresión.
• Pérdida de resistencia en presencia de humedad: en
torno a un 10%. En el rango de temperaturas de
estabilidad mecánica, en presencia de humedad puede
darse esta pérdida.
• Baja adherencia a matrices termoplásticas.
• La combinación de baja densidad con alta resistencia y
alto módulo elástico confiere a las fibras de aramida la
mayor resistencia a tracción específica de cualquier
material y un alto módulo elástico incluso en
comparación con la fibra de carbono.

48. FA Aplicaciones