Tema 4 :Materiales de uso técnico :plásticos y ceramicos ,y nuevos materiales

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4.2TRANSPORTE,ELABORACIÓN Y UTILIZACIÓN

4.3 GENERACIÓN DE RESIDUOS

4.IMPACTO AMBIENTAL DE LOS MATERIALES PETREOS, DE LOS MATERIALES CERAMICOS Y EL VIDRIO

4.1EXTRACIÓN

3.9FRIBRA OPTICA

3.8FULLERENOS

3.7UPSALITA

3.6 ESPUMA DE TITANIO

3.4 NANOTUBOS: Sus propiedades son: -Resistencia -Conducción eléctrica -Elasticidad

3.5 NANO CELULOSA CRISTALINA

3.2 GRAFENO Sus propiedades son: -Ligereza -Resistencia mecánica -Conducción -Elasticidad

3.3 AEROGRAFENO Es un aerogel creado a base de grafeno

FIBRAS DE CARBONO: Sus propiedades son: -Alta resistencia y gran flexibilidad. -Baja densidad. -Buen aislante térmico. -Ignífugo. -Resistencia a numerosos agentes corrosivos.

HERRAMIENTAS Y MAQUINAS PARA LA CONSTRUCIÓN: -Demoliciones:martillos,macetas,y cincelesMediciones:escuadras,plomadas,niveles de bruja y gálibos. -Mediciones:escuadras,plomadas,niveles de brujula... -Movimientos de ,,palas,.. -Trabajos de albañilería: paletas,paletines y frátas.

NUEVOS MATERIALES: -Nanotecnologia -Materiales inteligentes -Biomateriales

2.3 Materiales aglomerantes -Son sustancias que poseen la propiedad de adherirse unas a otras. Se usan en la construcción para unir materiales, para recubrirlos con enlucidos o para pastas marinas, denominadas morteros u hormigones, que se pueden moldear encofrar. Que, al secarse, adquieren un estado estable y resistente. MATERIALES AGLOMERANTES MÁS ABITUALES: -Yeso:se obtiene por la desidratación del sulfato de calcio mezclado con agua. Al yeso de mejor calidad se denomina escayola se usa en molduras , reabilitación de enfermos -Cal:Se obtiene de la descomposición por la calor de rocas calizas. Se utiliza en cemento,mortero.... -Cemento:Es una mezcla de arcilla en polvo y rocas calizas molidas. Se usa como adhesivos de diversos materiales de construción ,como los ladrillos. -Mortero:consiste en una mezcla de cemento,arena y agua -Hormigón:es una mezcla de cemento,arena,grava y agua.

El vidrio es un material duro: aislante térmico y acústico: rápido enfria rente. Es una sustancia mineral que obtiene de la fusión y del rápido enfriamiento de una mezcla que el principal componente es el sílice .Existen distintas clases de vidrio según los metales que forman parte de su composición (boro,aluminio,plomo) Este material se obtiene de la mezcla de cuarzo (arena), sosa (NaoH) y cal (Cao). La mezcla, una vez triturada, es una temperatura en torno a los 250 oC, de lo que se obtiene una pasta de vidrio que se encuentra, en caliente, una serie de transformaciones con el objetivo de obtener el producto final. Entre estas transformaciones destaca el soplado, la técnica con la que consta todo tipo de objetos huecos, como botellas, vasos, tubos, vasijas, etc. También destaca el laminado. Por medio de dos cilindros, se obtienen láminas de vidrio adecuadas para la fabricación de cristales, espejos, lunas de automóviles, etc. -Reciclaje del vidrio: El vidrio se puede reciclar multiples veces. En su reciclaje no pierde propiedades y ahorra una cantidad de energía de alrededor del 30% con respecto al vidrio nuevo. Para su reciclaje, se separa de los materiales ajenos (las etiquetas engomadas, los tapones, el etc. y se clasifica.) Una clasificacion general es la que divide los vidrios en tres grupos: verde, ambar y transparente.

-Materiales pétreos artificiales: • Las cerámicas : Por cerámicas se conoce aquellos objetos modelados en frío a mano o de forma mecánica , con arcillas y que ,después se cuecen en hornos especiales . La cerámica hace referencia a la arcilla en todas sus formas . -Propiedades de las cerámicas: • Propiedades ópticas: En ciertas cerámicas se observan los efectos de fluorescencia y fosforescencia, y algunas de ellas tienen la propiedad de ser reflectantes. • Propiedades mecánicas. Son frágiles, se esfuerzan ante los esfuerzos de tensión y tienen poca elasticidad debido a que son materiales porosos. Al ser muy duros, se emplean como abrasivos. •Propiedades térmicas:Son muy resistentes a las altas temperaturas se denominan materiales refractarios. Son empleados como aislantes. •Propiedades eléctricas. La mayoría de los materiales cerámicos no conduce la electricidad. •La porosidad es un factor importante en la cerámica refractaria. Cuanto más reduzca la porosidad, la resistencia y la capacidad de carga se incrementa. Sin embargo, una medida que aumenta la densidad, reduce las propiedades aislantes. -Clasificación de las cerámicas Las cerámicas se clasifican en tres grandes grupos: porosas, compactas y refractarias: •Cerámicas porosas. Tienen un tacto duro y áspero, y son frágiles. Con este tipo de cerámica se fabrican ladrillos, tejas, baldosas cerámicas, tubos,y loza. •Cerámicas compactas: Se obtienen por cocción, hasta la vitrificación, de pastas cerámicas. Los granos de los granos, hasta el punto de que rayan el vidrio y no ser rayadas por el acero. Son muy compacta e impermeables a gases y líquidos. El producto cerámico más fino es la porcelana, que se emplea en los eléctricos aislados, vajillas, así como en la industria quÍmica . •Cerámicas Refractarias:Son los materiales cerámicos capaces de soportar altas temperaturas (superiores a 1600 oC) sin deformarse ni fundirse. Se fabrican en forma de ladrillos, bloques, placas y crisoles. Se usan como revestimiento de a hornos y en la tecnología aeroespacial.

MATERIALES PÉTREOS Y CERÁMICOS: Los materiales de construcción pueden clasificarse en: •Materiales pétreos naturales: rocas •Materiales pétreos artificiales: cerámicas, vidrios y otros •Materiales aglomerantes. 02.1 Materiales pétreos naturales: Son sustancias inorgánicas, naturales o procesadas por el ser rocas . Según su Origen, las rocas se clasifican en sedimentarias, magmáticas y metamórficas. - Sedimentarias:Formadas por la acumulación y consolidación preexistentes como consecuencia de procesos geológicos externos. -Magmaticas. Se forman en el interior de la Tierra una causa del enfriamiento del magma -Metamórficas:Se originan en el interior de la Tierra debido a la acción de la presión y temperaturas sobre rocas preexistentes. Las rocas se extraen de las canteras, donde se encuentran formando grandes bloques, y en cuanto su utilización para la construcción destacan las siguientes:

-Rocas sedimentarias: • Caliza :Roca sedimentaria porosa, de origen químico, formada, principalmente por carbonato cálcico. Es un componente importante del cemento gris. •Arenisca: Roca sedimentaria, de color variable , formada por granos de arena y otros minerales, como el hierro. Esta roca, la construcción de una estructura estratificada Se utiliza en la Construcción de fachadas -Rocas magmáticas: •Granito: Roca magmática formada, entre otros minerales, por cuarzo, feldespato y mica. Es muy dura y abundante Se emplea en adoquines,bordillos, encimeras, revestimientos de fachadas, etc. Rocas metamórficas: •Pizarra :Roca metamórfica formada por la compactación de arcillas. Es muy dura, impermeable y resistente a la intemperie Generalmente, es de color negro azulado o negro grisáceo. Se usa en cubiertas, revestimientos de pavimentos, elementos de decoración, etc •Mármol:Roca metamórfica formada a partir de rocas calizas sometidas a elevadas temperaturas y presiones en el interior de la Tierra, alcanzando un alto grado de cristalización. El carbonato calcico supone el 90 de su composición; El resto esta compuesto de impurezas que le otorgan sus característicos colores (blanco, rojizo, verdoso, etc Es duro, impermeable y, una vez pulido, muy brillante. Se usa como elemento decorativo en pavimentos, encimeras, etc.

01.6 Impacto ambiental la degradación de plásticos: Las múltiples ventajas de los productos plásticos se transforman a su ves en múltiples desventajas cuando estos son desechados. Al problema de la cantidad que dificulta su recogida hay que añadirles el volumen que representan .En los últimos años, destaca el aumento de los envases que proceden de tetra-briks y botellas desechables. Las empresas, buscando reducir sustituyen envases de vidrio por los envases de plástico no retornables. Esto ha su puesto en cambio en la composición de los desechos, que requiere una vigilancia de los residuos. Los plásticos no son biodegradables ,por lo que constituyen un problema para el medio ambiente . Algunos métodos de reciclaje : •Reciclado químico:. Los polimeros se convierten en monomeros por medio de un proceso de despolimerización y se utilizan en la fabricación de nuevos plásticos. •Aprovechamiento energético:Los plásticos se utilizan como combustibles sin embargo,esto tiene serios inconvenientes, ya que su combustión genera gases nocivos como las dioxinas, compuestos químicos cancerígenos. •Reciclado mecánico: Una vez recogidos, los plásticos se clasifican y separan sus diferentes tipos, se trituran y se utilizan para la fabricación de objetos. Estos plásticos no pueden utilizarse para elaborar envases alimenticios. -Identificación o codificación de los plásticos : Resulta difícil identificar los plasticos; Sin embargo, existe un acuerdo para designarlos. En la parte inferior de muchos recipientes plásticos figura un símbolo triangular formado por tres flechas (que indica que es reciclable) y, en su interior, un número y las letras que indica el tipo de plástico utilizado para su fabricación

UNIONES •Uniones desmontables:Se usan tornillos pasantes y tuercas para unir dos piezas .También se utilizan tornillos de unión que se enroscan en el interior de las piezas. •Uniones fijas: Estas uniones se consiguen a través de soldaduras ,adhesivos o remaches •Unión mediante soldadura : Se usan para unir las piezas de plástico mediante la acción del calor y la presión. Las superficies de unión se funden y se aplican presión sobre las mismas hasta que se enfrían. Este sistema se emplea en el sellado de bolsas de alimentos. •Unión con adhesivos: Con esta técnica se pueden unir los plásticos de todo el tipo. Entre los adhesivos más utilizados figuran las resinas epoxi, las colas para PVC y poliestireno, y los pegamentos de contacto. •Unión por remaches: La unión de piezas plásticas por medio de remaches, previo taladro de las dos piezas.

1.5-Herramientas y técnicas de manipulación Las técnicas usadas para la manipulación del material plástico dependen de las características del mismo. Los plásticos son malos conductores del calor y se dilatan mucho grandes inconvenientes en su mecanizado .Por otra parte La fricción puede llegar a fundir el plástico. A veces, debido al calor se origina al taladrar el material se forman orificios mayores al diámetro de la broca. Para evitarlo, el plástico debe enfriarse de forma intermitente al cerrarse . •Corte: La herramienta de corte que debe utilizar depende del tipo de plástico y de su grosor . Así, para cortar Laminas de grosores pequeños y planchas de poresepán ,se usa el cúter . Si las láminas son finas y flexibles, se usa la tijera . Para láminas más gruesas y rígidas, se puede trabajar con la sierra de calar o la segueta . Para cortar porespán , se puede utilizar un hilo de nicrom. Para cortar piezas definidas se utiliza un troquel . •Perforado :Para realizar los agujeros utiliza con mucha frecuencia el taladro, y para perforar las láminas finas se puede utilizar el lezna o el punzón. •Limado y lijado: Para limar se suele usar todo tipo de limas y escofinas. También se emplean discos de fieltro o paño empapados en pastas pulidoras.El plástico se debe lijar o limar haciendo pausas para que no se funda . •Doblado: Para hacer la parte de la lámina de termoplástico deseada, se calienta con una resistencia eléctrica y, después, se coloca en una plegadora, el ángulo deseado, hasta endurecer. •Uniones: Las técnicas empleadas para unir plásticos dependen de las características de los mismos. Estas se clasifican en uniones desmontables y uniones fijas.

TERMOESTABLES: Son plásticos que, al calertarlos por primera vez, se ablandan, por lo que se les puede dar forma.Después pasan a ser rígidos y no se funden al calentarlos de nuevo. *Resina de poliéster: Polimeriza a temperatura ambiente. Se suministra como una resina junto con un endurecedor, los cuales se mezclan antes de su uso dando como resultado un plastico rigido, duro y fragil. Se utiliza en barcas, carrocerias de automovil, tejados translucidos, etc. *Resina epoxi: Es parecida a la resina de poliéster, pero mas cara, dura y estable. Se emplea como adhesivo extrafuerte y en la fabricacion de pinturas antipolvo. *Poliuretano: Esponjoso, flexible, blando, macizo, adherente y elastico. Se usa como espuma para colchones en esponjas, aislamientos térmicos y acusticos, y en pegamentos y barnices. *Melamina: Es ligera, resistente, muy dura, insipida, inodora y un buen aislante térmico. Se usa en forma de laminas para encimeras, mesas, bandejas, etc. *Baquelita: Uno de los primeros plásticos inventados y fabricados a partir de productos químicos.Es una resina dura,fragil y de un color oscuro y brillante.Seusa en mangos de sartenes telefonos,etc.

*Moldeo Técnica que consiste en rellenar moldes con plástico fundido.Lo hay de tres tipos: •Moldeo por compresión: La materia prima se introduce dentro de un molde. Por la parte superior, se presiona el material contra el molde mientras que, por debajo actúa una resistencia eléctrica que lo funde. Una vez que la pasta plástica ha adoptado la forma del molde, se enfría y se extrae. Gracias a este método se obtienen carcasas plásticas, recipientes, bandejas, etc. •Moldeo por soplado :Consiste en un molde con la forma del recipiente que se quiere elaborar. En el molde se introduce una porción de plástico tubular caliente, abierto por uno de los extremos, por donde se inyecta aire a presión hasta que el tubo se adapta a la superficie del molde. Una vez frio, se abre el molde y se saca el objeto. Gracias a este método se obtienen casi todos los objetos huecos, como botellas, recipientes estancos, pelotas de plástico, etc. •Moldeo por inyección :Una tolva recoge el termoplástico granulado y deja caer por un cilindro. En el cilindro, rodeado por una resistencia eléctrica, gira un husillo que desplaza el plástico hacia el extremo, donde, ya fundido por el calor, se inyecta en el molde. Después, se separa el molde de la boquilla y, cuando el plástico se ha solidificado se saca la pieza .Por medio de este procedimiento se obtienen :cajas, macetas, cubos, atc. •Conformado al vacío :Es otra forma de moldeo en el que el plástico se llega a fundir. En este método se utiliza las láminas de plástico de poco espesor. Una vez dentro, el plástico se ablanda por medio de unos radiadores. Cuando se vuelve pastoso, se hace el vacío en la parte inferior del molde hasta que se adapta a su superficie. Se deja enfriar, se abre el molde y se saca el objeto. Se obtienen hueveras, bandejas, barrenos, etc. •Calandrado: Este proceso se emplea para obtener láminas de poco espesor. El plástico, en forma de pasta, se hace pasar por los pares de cilindros, cuya separación es cada vez menor con el objetivo de conseguir el espesor deseado. El último laminado produce el acabado .Gracias al calandrado se obtuvo los plásticos utilizados en envoltorios.

-Plásticos inteligentes:algunos plasticos pueden cambiar reversiblemente de forma y volumen. A estos se los denominan plásticos inteligentes porque, cuando el estimulo cesa, vuelven a su estado original. Se ha observado que, incluso, llegan a responder idénticamente ante un mismo estimulo,por lo que se dice que tienen «memoria. Este descubrimiento abrió muchas posibilidades desarrollo .Algunos plásticos pueden cambiar de forma como respuesta a un aumento de la temperatura, otros son fotosensibles . Al exponerse el material a otra luz, esta provoca que el plastico recobre su forma original. 1.4 Técnicas de conformación de plásticos: La materia prima del plastico se presenta en forma de granulos, polvo, laminas linas, bloques, resinas liquidas, tubos o hilos. Para conseguir el producto final, es preciso realizar una serie de modificacion entre las que destacan las siguientes. -Extrusión: Método que consiste en pasar el plastico por un orificio que le da forma. Una tolva recoge el plástico granulado y lo deja caer por un cilindro rodeado por una resistencia eléctrica que genera el calor necesario para fundir los granulos de plastico. En el interior del cilindro gira un husillo que desplaza el plastico fundido hacia un extremo, haciéndolo salir por una boquilla donde un baño de agua fria la pasta, solidificandola. Esta técnica se utiliza para fabricar tubos perfiles. *Coextrusion; se utiliza para la fabricación de multicapas de plásticos en las que cada capa es de un polímero diferente.

Elastómeros o cauchos: se estiran cuando aplicas una fuerza.Son elásticos,adherentes y de poca dureza. *Caucho natura: Se extrae del látex, Es similar al caucho sintético Para que soporte temperaturas superiores a 60 C, es necesario someterlo al proceso de vulcanización, que consiste en añadirle azufre. Es resistente, inerte y muy elástico. Se usa en neumáticos, guantes, colchones, globos, Calzado, etc. *Caucho sintético Se obtiene del petroleo y tiene unas propiedades similares a las del caucho natural, aunque su resistencia a los ataques quimicos es superior. Se usa en la fabricacion de neumaticos, parachoques, gomas elasticas, chupetes, etc. *Neopreno Es similar al caucho sintético, pero de mejor calidad. Se usa en trajes de inmersión, rodilleras y coderas. *Silicona: Es el elastómero que ofrece una mayor resistencia a las temperaturas. Repele la humedad y es muy elástico y resistente ante agentes atmosféricos y químicos .Se usa como sellador de juntas; en teclados flexibles moldes, etc.

1.3 Clasificación de los plásticos Los polimeros se pueden diferentes maneras según distintas variables,se clasifican en termoplásticos y termoestables. Por lado, los que se caracterizan por su gran elasticidad se denomina elastómeros o cauchos. - Termoplásticos :Son plasticos que por la acción del calor, pueden ablandarse y moldearse. Al enfriarse, se endurecen y conservan la forma que se les ha otorgado. Entre los más importantes, se encuentran los siguientes: * Pvc (policloruro de vinilo): Es relativamente duro e impermeable, fácil de cortar con tijeras y de gran duración a la intemperie. Se usa en tubos y canalones de desagüe, mangueras, aislantes de cables, barcas inflables .. etc. * Poliestireno rigido: Es frágil y se puede reconocer por el sonido que produce al caer similar al de un metal. Es transparente, aunque también se puede colorear. Se usa en utensilios de cocina de tijeras y empuñaduras difusores para lámparas, cajas para CD ...etc. * Poliestireno expandido. Es un buen aislante térmico, su densidad es baja y es esponjoso y blando. Su nombre comercial más conocido es corcho blanco. Se usa en aislamientos térmicos y acústicos embalajes...etc *Polietileno de alta densidad:Las moleculas se encuentran muy juntas ocupan poco espacio y tiene una densidad alta. Es un plastico rigido ,tenáz,transparante,y dificil de pegar,se hablanda con una temperatura de entre 120 ·C y 130 ·C . Se usa en contenedores,cascos ciclistas etc... *Polietileno de baja densidad: Las uniones de las moléculas del polimero son más débiles que las del polietileno de alta densidad y, el plástico es más flexible y su temperatura de fusión es de 85 ·c . Es blando: ligero: flexible;transparente u opaco.Es el termoplástico más usado, ya que se emplea en la fabricación de bolsas el vasos, embalajes, papel transparente, ... etc *Polipropileno: Es tenaz, ligero, se une fácilmente con pegamento y puede doblarse numerosas veces sin romperse. Se funde, aproximdamente, a 105 °C y su densidad es baja. Se usa en escobas, carpetas, cinta aislante, cajas contenedoras para DvD cuerdas, ... etc. *Metacrilato: Puede ser transparente u opaco. Bajo temperaturas frías es muy frágil, pero, al calentarlo a unos 170 ·C se le puede dar forma. Es muy duro y se agrieta al cortarlo. Se usa en faros y pilotos de automóviles, ventanas, relojes, gafas, etc. *Teflón: Resistente a los productos químicos y al calor, es deslizante y anti adherente.Se usa en superficies de utensilios de cocina ...ect. *Celofán: se presenta en peliculas transparentes. Es flexible, resistente, adherente,brillante y de colores transparentes. Se fabrica con celulosa a partir de la madera. Se usa en envoltorios, cinta adhesiva y elementos decorativos. *Nailon: Es una fibra textil elástica y resistente que no precisa planchado utiliza en la confección de medias, telas y tejidos de punto. Se emplea como material duro en la fabricación de uten nailon moldeado se silios diversos, como peines .... etc.

Subtema

1.2ADITIVOS: Son sustancias que se mezclan con polímeros para mejorar las propiedades de los mismos: - Mejoran propiedades mecánicas,optimas,termicas. - Retrasan su envejecimiento - Los tiñen de múltiples colores. - Los refuerzan ante impactos para que no se rompan. - Reducen la cantidad de polvo y suciedad que se adhiere a los mismos a de la electricidad estática. -Los protegen de la luz ultravioleta. -Retardan la llama reduciendo su inflamabilidad. - Aumentan su rigidez y mejoran sus propiedades de aislamiento Para ello, los polímeros se mezclan con materiales inertes como tiza o la arcilla. - Actúan como antioxidantes. Prolongan la vida de los plásticos, ya que evitan su reacción con el oxigeno.

1.PLÁSTICOS: son materiales compuestos por cadenas moleculares que contienen carbono,hidrógeno,oxígeno.... -Se obtienen a partir de sustancias naturales o sintéticas.La mayoría de los plásticos se fabrican a partir de productos químicos derivados del petróleo.

1.1 PROPIEDADES DE LOS PLÁSTICOS: las propiedades de los plasticos estan relacionadas con su estrutura.Hay diversos tipos de plasticos. -Propiedades físicas: *Densidad:En general,los plásticos son poco densos *Elasticidad:Algunos son muy elásticos y recuperan facilmente su forma original. *Conductividad:No conducen el calor ni la electricidad. *Impermeabilidad:No absorben las sustancias líquidas ,son impermeables. *Fusión:La mayoría se funden a bajas temperaturas,pasan de estado solido a liquido con facilidad. *Dilatación:Se dilatan facilmente *Maleabilidad:Son maleables *Ductilidad:Pueden transformarse en en hilos o alambres. *Fragilidad:La mayoría se deforman antes de romperse no son fragiles. *Rigidez:No oponen resitencia al cambio de forma. *Dureza:Oponen poca resistencia al ser rayados,son blandos. -Propiedades ópticas: La mayor parte de los polímeros (plásticos) -Propiedades químicas: *Son muy resistentes a los agentes químicos,tanto a los acidos como las bases ,no reacionan. *Resisten el agua del mar,las aguas residuales,agentes biologicos... *No son biodegradables ni faciles de reciclar.Su resistencia a la degradación es un problema para el medio ambiente. Se degradan por la acion del fuego ,produce mucha energia pero es muy contaminante ya que produce gases toxicos.

Tema 4 :Materiales de uso técnico :plásticos y ceramicos ,y nuevos materiales