El uso de termoplásticos. polímero Las resinas están muy extendidas y la mayoría de nosotros nos ponemos en contacto con ellas de una forma u otra casi todos los días. Los ejemplos de resinas termoplásticas comunes y productos fabricados con ellas incluyen:
- MASCOTA (botellas de agua y refrescos)
- Polipropileno (envases de embalaje)
- Policarbonato (lentes de vidrio de seguridad)
- PBT (juguetes infantiles)
- Vinilo (marcos de ventanas)
- Polietileno (bolsas de supermercado)
- CLORURO DE POLIVINILO (tubería de fontanería)
- PEI (reposabrazos de avión)
- Nylon (calzado, ropa)
Termoestable vs. Estructura termoplástica
Los termoplásticos en forma de compuestos generalmente no se refuerzan, lo que significa que la resina se forma en formas que se basan únicamente en las fibras cortas y discontinuas de las que se componen para mantener su estructura. Por otro lado, muchos productos formados con tecnología termoestable se mejoran con otros elementos estructurales, más comúnmente fibra de vidrio y Fibra de carbon—Para refuerzo.
Los avances en tecnología termoestable y termoplástica están en curso y definitivamente hay un lugar para ambos. Si bien cada uno tiene su propio conjunto de pros y contras, lo que finalmente determina qué material es el más adecuado para cualquier aplicación se reduce a cantidad de factores que pueden incluir cualquiera o todos los siguientes: resistencia, durabilidad, flexibilidad, facilidad / gasto de fabricación, y reciclabilidad
Ventajas de los compuestos termoplásticos
Los compuestos termoplásticos ofrecen dos ventajas principales para algunas aplicaciones de fabricación: la primera es que muchos compuestos termoplásticos tienen una mayor resistencia al impacto de termoestables comparables. (En algunos casos, la diferencia puede ser hasta 10 veces la resistencia al impacto).
La otra gran ventaja de los compuestos termoplásticos es su capacidad para volverse maleables. Las resinas termoplásticas crudas son sólidas a temperatura ambiente, pero cuando el calor y la presión impregnan una fibra de refuerzo, un cambio fisico ocurre (sin embargo, no es una reacción química que resulta en un cambio permanente, no reversible). Esto es lo que permite que los compuestos termoplásticos se vuelvan a formar y a dar forma.
Por ejemplo, podría calentar una varilla compuesta termoplástica pultruida y volver a moldearla para que tenga una curvatura. Una vez enfriada, la curva permanecería, lo que no es posible con las resinas termoestables. Esta propiedad muestra una gran promesa para el futuro del reciclaje de productos compuestos termoplásticos cuando finalice su uso original.
Desventajas de los compuestos termoplásticos
Si bien puede hacerse maleable mediante la aplicación de calor, debido a que el estado natural de la resina termoplástica es sólido, es difícil impregnarlo con fibra de refuerzo. La resina debe calentarse a el punto de fusión y se debe aplicar presión para integrar las fibras, y luego, el material compuesto se debe enfriar, todo bajo presión.
Se deben utilizar herramientas, técnicas y equipos especiales, muchos de los cuales son caros. El proceso es mucho más complejo y costoso que la fabricación tradicional de compuestos termoestables.
Propiedades y usos comunes de las resinas termoestables
En una resina termoestable, las moléculas de resina cruda sin curar se cruzan a través de una reacción química catalítica. A través de esta reacción química, a menudo exotérmica, las moléculas de resina crean enlaces extremadamente fuertes entre sí, y la resina cambia de estado de líquido a sólido.
En términos generales, el polímero reforzado con fibra (FRP) se refiere al uso de fibras de refuerzo con una longitud de 1/4 de pulgada o mayor. Sin embargo, estos componentes aumentan las propiedades mecánicas, aunque técnicamente se consideran compuestos reforzados con fibra, su resistencia no es comparable a la de los continuos reforzados con fibra composicion.
Los compuestos FRP tradicionales usan una resina termoestable como la matriz que mantiene la fibra estructural firmemente en su lugar. La resina termoestable común incluye:
- Resina de poliester
- Resina de éster de vinilo
- Epoxy
- Fenólico
- Uretano
- La resina termoestable más común utilizada hoy en día es un resina de poliester, seguido de vinil éster y epoxi. Las resinas termoendurecibles son populares porque no están curadas y temperatura ambiente, están en estado líquido, lo que permite la impregnación conveniente de fibras de refuerzo como fibra de vidrio, fibra de carbono o kevlar.
Beneficios de las resinas termoestables
La resina líquida a temperatura ambiente es bastante sencilla de trabajar, aunque requiere ventilación adecuada para aplicaciones de producción al aire libre. En la laminación (fabricación de moldes cerrados), la resina líquida puede conformarse rápidamente utilizando una bomba de vacío o de presión positiva, lo que permite la producción en masa. Más allá de la facilidad de fabricación, las resinas termoendurecibles ofrecen mucho dinero, ya que a menudo producen productos superiores a un bajo costo de materia prima.
Las cualidades beneficiosas de las resinas termoestables incluyen:
- Excelente resistencia a solventes y corrosivos.
- Resistencia al calor y altas temperaturas.
- Alta resistencia a la fatiga
- Elasticidad a medida
- Excelente adherencia
- Excelentes cualidades de acabado para pulido y pintura.
Desventajas de las resinas termoestables
Una resina termoestable, una vez catalizada, no se puede revertir o dar nueva forma, lo que significa que una vez que se forma un compuesto termoestable, su forma no se puede alterar. Debido a esto, el reciclaje de compuestos termoestables es extremadamente difícil. La resina termoestable en sí no es reciclable, sin embargo, algunas compañías más nuevas han eliminado con éxito las resinas de compuestos a través de un proceso anaeróbico conocido como pirólisis y al menos pueden recuperar el refuerzo fibra.