Materials No Metàl·lics

ELS PLÀSTICS

• Els materials que quotidianament coneixem com a plàstics o resines no són més que polímers orgànics, és a dir molècules molt grans formades per àtoms de carboni juntament amb altres d'hidrogen, oxigen, clor, fluor, nitrogen o silici.
• Pel que fa als polímers se'ls pot classificar en tres tipus:

•  Naturals: són present en certs vegetals i en certs animals (cautxú, cel·lulosa, caseïna...).
• Artificial: s'obtenen industrialment despès de la modificació dels polímers naturals (ebonita, caseïna...).
• Sintètics: s'obtenen industrialment a partir dels seus components elementals (polietilè, polipropilè, PVC, niló...).

- Elaboració d'objectes plàstics

• En el procés d'elaboració dels plàstic hi ha dos processos ben diferenciats, el procés és el següent:

• Sinterització dels polímer

• Els processos per a l'obtenció dels polímers industrials es coneix amb el nom de polimerització, hi ha dues formes diferents de realitzar aquest procés:

• Poliaddició (cadenes d'homopolímers)

• Policondensació (cadenes de copolímers)

• En aquest dos processos anteriors l'únic que passa és que els monòmers reaccionen entre si fins formar molècules gegants de polímers, coneguts com "grau de polimerització".

• Processos de conformació dels polímers

• Aquest procés els limita a donar forma als polímers per poder tenir un us en la societat, per això fa servir diferents tècniques que a continuació exposo:

• Extrusió: és una tècnica que consisteix en fer circular el granulat de plàstic escalfat per dins d'un tub gràcies a l'acció d'un cargol. Al final del tub i a el motlle, on la massa del plàstic entra a pressió, aquest motlle està envoltat d'aigua per refrigerar el plàstic i d'aquesta manera conformar la pesa.

• Emmotllament per extrusió i bufament: consisteix en seguir els pasos anteriors amb la diferencia que quan el motlle esta pler de plàstic s'introdueix aire a pressió per un extrem per tal de crear un buit al seu interior, d'aquesta manera obtenim recipients com les botelles de plàstic, etc...

• Emmotllament per injecció: és el mateix procés que l'extrusió amb la diferencia que quan la massa de plàstic fos arriba al final tot el cargol es desplaça longitudinalment i força la seva entrada dins del motlle, aquest procés s'utilitza a l'hora de conformar peces molt complexes amb una acabats molt precisos com ara, acabats d'electrodomèstics o peces d'automòbil.

• Emmotllament per escumeig: funciona de la mateixa manera que les anteriors amb la diferencia que el plàstic aquest cop posseeix un additiu escumejant, el qual, en contacte amb la calor, el fa inflar i omple la totalitat del motlle.

• Emmotllament al buit: es tracta d'utilitzar un motlle en uns petits orificis per on pot circular l'aire, de tal manera que quan el plàstic està disposat al seu interior aquest fan l'efecte buit, treuen tot l'aire de dins del motlle i el plàstic s'adapta en aquest.   

• Emmotllament per compressió: consisteix en utilitzar un motlle amb dues parts, una de fixa i una altra de mòbil amb sistema d'escalfament. S'introdueix a la part fixa la quantitat de plàstic necessària per realitzar la pesa desitjada, i després la part mòbil, exerceix pressió de tal manera que aquells polímers es fonen i adquireixen la forma del motlle. 

                               

• Calandratge: consisteix en alimentar uns corrons escalfadors amb el granulat de plàstic que es vol conformar. El material en fase viscosa es fa circular entre els corrons fins que adopta el gruix i la textura desitjada.

                                 

- Tipus d'estructures dels polímers

• Estructures lineals (termoplàstics)

• Estructures ramificades (termoplàstics)

• Estructures entrecreuades (elastòmers)

• Estructures reticulades (termoestables)

- Els additius

• Càrregues: milloren la resistència mecànica i la tenacitat, a més d'abaratir el cost final del producte.

• Plastificants: redueixen la duresa i la fragilitat i milloren la ductilitat i la tenacitat.

• Estabilitzants: son components químics que augmenta la resistència del plàstics a la radiació ultraviolada. 

• Colorants: donen color al plàstic

• Ignífugs: dificulten la inflamació i la futura propagació de les flames en cas de que el polímer s'encengui.

• Desemmotllants: són substàncies orgàniques que faciliten el desemmotllament d'aquests.

• Lubrificants: són substàncies que milloren el lliscament dels plàstic sobre qualsevol superfície.

- Aplicacions dels polímers més comuns

• Polietilè: ampolles flexibles, tubs i joguines

• Poliestirè: aïllant tèrmic i acústic en embalatges

• Clorur de polivinil: revestiments de terres, canonades, cable elèctric.

• Polimetacrilat de metil: substitut dels vidres en els avions o vaixells.  

• Politereftalat d'etilè: revestiment de begudes carbòniques i encordellat de pneumàtic.

• Polipropilè: revestiments de productes i en contenidors de tota mena.

• Tefló: revestiment antiadherent d'estris alimentaris i químics.

• Niló: coixinets, engranatges.

• Policarbonat: cascs de protecció i seguretat, fars de l'automòbil.

• Resines epoxi: revestiments protectors i decoratius.

• Resines fenòliques: plaques de base per a circuits d'impressora.

• Resines d'urea i de melanina: agafadors i botons.

• Resines de poliestirè insaturat: vidres per a carrosseries lleugeres de trens, vaixells.

• Cautxú natural i sintètic: pneumàtics, calçat, manegues

• Poliuretà: coixins, matalassos

• Neoprè: peces de roba idònies per fer submarinisme

• Silicones: revestiment de juntes, també és un bon aïllant

• Copolímer d'acrilonitril: revestiment de frigorífics.

LES FUSTES

• Són un material natural amb un estructura complexa i no homogènia que bàsicament està formada per molècules de cel·lulosa reforçada d'una capa d'una substància anomenada lignina.

• Hi ha dos tipus de fusta bàsicament:

• Natural

• dins d'aquesta es poden diferenciar entre dura i tova.

fusta natural

• es molt important controlar el % d'humitat que conte cada fusta

• Artificial

fusta artificial

• dins d'aquesta es poden diferenciar tres tipus també:

• el contraplacada (contraplacats)

• l'aglomerada (aglomerats)

• l'enllistonada (tablex i DM)

LES CERÀMIQUES

• Podem classificar els materials ceràmics segons les seves aplicacions:

• Argiles: es troben fàcilment a la terra i en afegir-hi aigua es transformen en una massa plàstica a la qual es pot donar molt fàcilment la forma desitjada. Dintre d'aquestes podem distingir entre les estructurals (maons, totxanes, lloses, teules, etc.) i les porcellanes (vaixelles, aïllants, proteccions dentals,etc.)

• Ciments: a diferencia de les argiles, els ciments no s'endureixen per una evaporació o coacció, sinó que s'endureixen degut a un seguir de reaccions químiques amb l'aigua. Entre els cimens, els més coneguts poden ser, ciment pòrtland, el guix i la calç.

• Refractaris: són utilitzats en la construcció de forns ja que suporten molt bé les altes temperatures, els seus principals ingredients són, l'alúmina, el sílicie i la magnèsia.

                        

• Vidres: són el producte de la fusió del sílice amb altres òxids i que tenen una estructura de sòlid amorf. Tenen una gran transparència, fragilitat i duresa com a propietats principals.

FIBRES TÈXTILS

• La principal aplicació de les fibres tèxtils es la filatura i el posterior tissatge, de tipus de fibres tèxtils n'hi ha moltes, a continuació deixo una petita taula on les classifiquem: 

- Propietats i aplicacions

• Resistència a la tracció: per suportar els esforços del tissatge i de l'ús dels teixits

• Elasticitat: ja que si te una certa elasticitat és més còmoda.

• Uniformitat: atès que permet d'obtenir productes més homogenis.

• Higroscopicitat: capacitat per absorbir la humitat.

• Aïllament tèrmic: ja que un teixit aïllant proporcionarà abric a l'hivern.

• Suavitat al tacte: fonamental quan ha d'estar en contacte amb la roba.

• Resistència als productes químics: per facilitat la tintura, el rentat i el permanent.

MATERIALS COMPOSTOS

• Els materials compostos estan formats per dos o més materials combinats, forma i grandària diferent, sense que hi hagi una composició química entre els dos.

• Un clar exemple n'és el formigó armat, el qual combina l'acer i el propi formigó.

esquema pilar de formigó armat

• També podem trobar les resines reforçades amb fibres, un exemple en són les perxes i els tirants de la Torre de Collserola. A continuació us deixo un recull de les resines més comunes amb les seves propietats: 

• Un altre exemple podria ser el contraplacat i l'emparedat, les quals són dues tècniques d'elaboració de materials compostos que tenen com a objectiu comú l'obtenció de materials lleugers, rígids i resistents.