INTRODUCCIÓN

 

Los polímeros termoestables, termofraguantes o termorígidos son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al calentarlos por primera vez. Después de enfriados no pueden recuperarse para transformaciones posteriores.

Esto se debe a su estructura molecular, de forma reticular tridimensional. En otras palabras, constituyen una red con enlaces transversales.La formación de estos enlaces es activada por el grado de calor, el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de formaldehído en el preparado base. Esta característica puede verse en los esquemas de las fórmulas químicas que aquí se exponen.

 

Material compacto y duro

Fusión dificultosa (la temperatura los afecta muy poco)

Insoluble para la mayoría de los solventes

Crecimiento molecular en proporción geométrica frente

a la Reacción de polimerización.

 

Clasificación de los materiales termoestables:

ð       Resinas fenólicas

ð       Resinas ureicas

ð       Resinas de melamina

ð       Resinas de poliéster

ð       Resinas epoxídicas

 

RESINAS FENÓLICAS

Nombre común: Bakelitas

Se forman por policondensación de los fenoles (ácido fénico o fenol) y el formaldehído o formol. Este último es el estabilizador de la reacción. Su proporción en la solución determina si el material final es termoplástico o termoestable.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... Tenemos estos tipos de bakelita:

 

BAKELITA A o RESOL	BAKELITA B o RESITOL	BAKELITA C o RESITA
La reacción se detiene antes de los 50ºC	Se detiene a temperatura intermedia entre la A y la C.	Se obtiene calentando el resitol a 180 - 200ºC
Puede ser líquida, viscosa o sólida	Sólida y desmenuzable	Dura y estable
Soluble en: ð       Alcoholes ð       Fenol ð       Acetona ð       Glicerina	Insoluble para la gran mayoría de los solventes conocidos.	Totalmente insoluble. Sólo es atacada por el ácido sulfúrico concentrado y los álcalis hirviendo.
Se utiliza en disolución como barniz aislante.	Al calor se vuelve termoplástica.	No higroscópica, ni inflamable.
Es la bakelita mas usada. Para la mayoría de sus usos se la "carga" o refuerza.	Es el estado intermedio. Tambien tiene algunas aplicaciones como baniz, pero en condiciones de temperaturas ambiente.	Resiste temperaturas de 300ºC y tiene buena resistencia al choque. Poca elasticidad y flexibilidad.

 

 

 

 

 

 

 

 

OTRAS RESINAS FENÓLICAS CON DISTINTOS ALDEHÍDOS

1.     Resinas solubles y fusibles

2.     Resinas insolubles e infusibles

3.     Resinas solubles en aceites secantes

 

Se presentan como productos laminados, en piezas moldeadas y como productos de impregnación.

 

RESINAS UREICAS

Se obtienen por policondensación de la urea con el formaldehído.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Propiedades y características generales:

ð     Similares a las bakelitas

ð     Pueden colorearse

ð     Ventajas: resistencia muy elevada a las corrientes de fuga superficiales

ð     Desventajas: Menor resistencia a la humedad

Menor estabilidad dimensional.

Aplicaciones:

ð     Paneles aislantes

ð     Adhesivos

 

RESINAS DE MELAMINA

Se forman por policondensación de la fenilamina y del formol.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Características y propiedades generales:

ð       Color rojizo o castaño.

ð       Alto punto de reblandecimiento

ð       Escasa fluidez

ð       Insolubles a los disolventes comunes

ð       Resistencia a los álcalis

ð       Poco factor de pérdidas a alta frecuencia

ð       Exceletes: Resistencia al aislamiento

Rigidez dieléctrica

 

 

Aplicaciones:

Debido a la importancia del escaso factor de pérdidas a alta frecuencia, estas resinas son muy utilizadas en el campo de las comuncaciones, como material para los equipos de radiofonía, componentes de televisores, etc.

 

RESINAS DE POLIÉSTER

Se obtienen por poliesterificación de poliácidos con polialcoholes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Ácido tereftálico

  Pentaeritrita

Glicerina

Ácido maleico

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Características y aplicaciones:

ð       Elevada rigidez dieléctrica

ð       Buena resistencia a las corrientes de fuga superficiales

ð       Buena resistencia a la humedad

ð       Buena resistencia a los disolventes

ð       Buena resistencia al arco eléctrico

ð       Excelente estabilidad dimensional

ð       Arden con dificultad y con un humo muy negro

 

RESINAS EPOXÍDICAS

Se obtienen por reacción del difenilolpropano y la epiclorhidrina.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Según las cantidades en que se adicionan los constituyentes y las condiciones en que se efectúan las reacciones se obtienen resinas sólidas, viscosas o líquidas.

Son característicos los grupos epóxidos, muy reactivos, comprendidos en la molécula mientras es un material termoplástico. Desaparecen durante el endurecimiento.

 

 

 

 

 

Son, en pocas palabras, termoplásticos endurecidos químicamente. Se obtienen las propiedades características por reticulación de las moléculas epoxídicas bifuncionales con agentes endurecedores

1.     Ácidos

2.     Alcalinos

Ácidos:

1.     Anhídrido ftálico

2.     Anhídrido maleico

3.     Anhídrido piromelítico

Alcalinos:

1.     Trietilenotetramina

2.     Dietilenotriamina

3.     Dicianamida

4.     Etc.

 

Propiedades y características generales

ð    No se desprenden gases durante su endurecimiento

ð    El material no se contrae una vez terminado el proceso de endurecimiento

ð    Se emplean puras o diluídas con carga.

ð    Una vez endurecidas, se adhieren a casi todos los cuerpos

ð    Se utilizan a temperatura ambiente o algo mas elevada

ð    Buena resistencia mecánica

ð    Buena resistencia a los agentes químicos

 

Aplicaciones generales

En resinas epoxídicas, solo se pueden nombrar algunas de las aplicaciones, ya que la lista es extensa, debido a la extrema utilidad que estos polímeros tienen en la industria, en la electromecánica, en la vida diaria, etc. Esta nómina no pretende ser exahustiva, sino solo dar un pantallazo general acerca de los usos que pueden tener los epoxis.

 

ð    Revestimiento e impregnación aislante (por ejemplo, en los bobinados de los motores)

ð    Adhesivos. Se considera que los adhesivos epoxídicos son, después de los naturales, los mas consumidos en el mundo, en cualquiera de sus formas y aplicaciones.

ð    Barnices aislantes

ð    Recubrimientos varios: pantallas metálicas, elementos activos de máquinas eléctricas, piezas de conexión eléctricas, etc.

ð    Uno de sus usos mas difundidos es la construcción con este material de transformadores de medida para tensiones de hasta 80 Kv.

 

Estas resinas epoxi son estudiadas por la ocupación específica que tienen y las posibilidades que presentan:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Las resinas epoxi pueden modificarse de acuerdo al uso

previsto Mediante la adición de "cargas" o refuerzos de fibras.

 

OTROS TERMOESTABLES

Estos polímeros son en realidad termoplásticos; cuya reacción fue controlada y conducida en el laboratorio para que las moléculas se enlacen al final de la misma, produciendo asi un producto final termoestable.

Este es el caso del poliuretano entrelazado.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Propiedades

ð     Altamente resistentes al desgaste

ð     Inalterables a los agentes químicos (solventes, ácidos, etc.)

 

Aplicaciones:

ð     Aislamiento térmico y eléctrico (cables, alambres, etc.)

ð     Aislamiento sonoro.

ð     Planchas para la construcción de carrocerías (automotores, vagones, etc.)

ð     Adhesivos uretánicos

 

 

 

 

Propiedades de este tipo de estructura molecular

Aplicaciones y características generales

Aislante eléctrico

Resistencia al calor, la humedad, el choque y la tracción

Incombustible e infusible

Buena rigidez dieléctrica

Colores oscuros

Barnices aislantes

Adhesivos

ð       Resistencia al arco ð       Resistencia al factor de pérdidas eléctricas

De acuerdo con la constitución y condiciones de estos elementos...

Estado en que se interrumpe la reacción

Temperatura a la que se provoca la reacción

Porcentaje de fenol, formaldehído y catalizadores

OH

CH2

OH

CH2

n

n 2

+ H2O

ð       Muy duras ð      Impermeables ð       Aislantes ð

N C N H2C N C H2C   O O

+ H2O

n

Proceso de polimerización

1º fase: soluble en agua

2º fase: termoplástico soluble en agua, incoloro y gelatinoso

3º fase: a los 80ºC es un termoestable insoluble e infusible.

N

C

N

N N

C C

N

N

N

C

N

N N

C C

N

N

CH2

CH2

n

Resinas a partir de poliésteres

De acuerdo con las cantidades y tipos de material pueden ser termoestables o termoplásticos

Ácido con alcohol

Termoestables

N

N

N

CH2

CH2

CH2

C

CH3

CH3

O

CH2

CH

CH2

O

OH

n

CH2

CH

O

Puras (sin aditivos)

Resisten altas temperaturas y elevados esfuerzos mecánicos

Cicloalifáticas

Novolacas epoxídicas

Resistencia a los agentes atmosféricos superior a la de todos los materiales conocidos

Reforzadas

De este material se obtienen:

Resinas

Sólidos

Esponjosos

Duros

Colas

Lacas