Propiedades de los polímeros
El campo de los materiales está representado principalmente por la cerámica, los metales y los polímeros. Aunque se han producido notables mejoras en el ámbito de la cerámica y los metales, es el campo de los polímeros el que ha experimentado una explosión de progreso. Los polímeros han pasado de ser sustitutos baratos de los productos naturales a ofrecer opciones de alta calidad para una gran variedad de aplicaciones. En los próximos años cabe esperar que se produzcan más avances y progresos que sirvan de apoyo a la economía.
Los polímeros se derivan del petróleo, y su bajo coste tiene su origen en la abundancia de la materia prima, en el ingenio de los ingenieros químicos que idearon los procesos de fabricación y en las economías de escala que han surgido con el aumento del uso. Menos del 5% del barril de petróleo se utiliza para polímeros, por lo que es probable que el petróleo siga siendo la principal materia prima en un futuro indefinido. Los polímeros constituyen una parte de alto valor añadido de la base de clientes del petróleo y han dado lugar a una creciente competencia internacional en la fabricación de materiales básicos, así como de termoplásticos de ingeniería y polímeros especiales.
Datos sobre los polímeros
Los polímeros impresos presentan una amplia gama de comportamientos de tensión-deformación, como se muestra en la siguiente figura. El polímero frágil (curva roja) se deforma elásticamente y se fractura antes de deformarse plásticamente. La curva azul es un polímero plástico y es similar a las curvas de muchos metales. Su comportamiento comienza en la región de deformación elástica lineal. Cuando la curva pasa de la deformación elástica a la plástica, suele haber un pico de tensión. En el caso de los materiales poliméricos, este pico de tensión se identifica como el límite elástico. A medida que el material se estira más, se produce la fractura. El valor de la tensión cuando se produce la fractura se define como la resistencia a la tracción para los materiales poliméricos. La resistencia a la tracción puede ser mayor, igual o menor que el límite elástico. La curva verde corresponde a una clase de polímeros conocidos como elastómeros. Estos materiales presentan una elasticidad similar a la del caucho y vuelven a su forma original a menos que se extiendan hasta el punto de fractura.
Aunque algunas de las curvas de tensión-deformación de los polímeros pueden parecerse a las de los metales, los polímeros son mecánicamente diferentes a los metales (o la cerámica). Un polímero altamente elástico puede estirarse más de 10 veces la longitud original antes de romperse, mientras que un metal puede estirarse elásticamente un 10% de la longitud original y puede estirarse plásticamente hasta el doble de la longitud original antes de alcanzar su punto de fractura. Como se ve en la figura siguiente, los valores de módulo elástico más grandes de los polímeros están muy por debajo de los valores de la cerámica y los metales.
Revista de polímeros
En condiciones ideales, las estructuras portantes se diseñarían sin juntas, eliminando así una fuente de peso, complejidad y debilidad añadidos. En realidad, la necesidad de accesibilidad, reparación e inspección, sumada a las limitaciones de tamaño impuestas por el proceso de fabricación y los requisitos de transporte/montaje, hacen que se requiera un número mínimo de juntas en la mayoría de las estructuras. El diseñador dispone generalmente de dos métodos para unir los materiales compuestos de fibra, la unión adhesiva y la fijación mecánica. A medida que aumente el uso de materiales termoplásticos, una tercera técnica de unión, la soldadura, será más común. El propósito de este documento es proporcionar una revisión de las fuentes disponibles pertinentes para el diseño de las uniones en materiales compuestos de fibra. Se hace hincapié principalmente en la unión adhesiva y la fijación mecánica, con información procedente de fuentes documentales tan antiguas como 1961 y tan recientes como 1989. Se incluye una tercera sección, más breve, sobre la soldadura de materiales compuestos, con el fin de ofrecer un tratamiento relativamente completo del tema.
Tipos de polímeros
El nuevo material es un polímero bidimensional que se autoensambla en láminas y podría utilizarse como revestimiento ligero y duradero para piezas de automóviles o teléfonos móviles, o como material de construcción para puentes u otras estructuras.
El nuevo material es un polímero bidimensional que se autoensambla en láminas y podría utilizarse como revestimiento ligero y duradero para piezas de automóviles o teléfonos móviles, o como material de construcción para puentes u otras estructuras.
El nuevo material es un polímero bidimensional que se autoensambla en láminas, a diferencia de todos los demás polímeros, que forman cadenas unidimensionales similares a espaguetis. Hasta ahora, los científicos creían que era imposible inducir a los polímeros a formar láminas bidimensionales.
“No solemos pensar en los plásticos como algo que se pueda utilizar para sostener un edificio, pero con este material se pueden hacer cosas nuevas”, afirma. “Tiene propiedades muy inusuales y eso nos entusiasma”.
Los polímeros, que incluyen todos los plásticos, están formados por cadenas de bloques de construcción llamados monómeros. Estas cadenas crecen añadiendo nuevas moléculas en sus extremos. Una vez formados, los polímeros pueden convertirse en objetos tridimensionales, como botellas de agua, mediante el moldeo por inyección.