- En esta nueva entrada de teoría vamos a tratar los materiales sintéticos, historia utilización y otras factores de los mismos:
- ¿Qué es un material sintético? (¿Qué es sintetizar materiales?)
- ¿A qué nos referimos cuando hablamos industrialmente de materiales sintéticos?
- Hitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos.
- Materias primas para la producción de materiales sintéticos. (Origen, obtención...)
Un material sintético es el resultado del proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias mas simples.
Este proceso nos permite obtener productos que no se encuentran en la naturaleza, como son los plásticos.
La mayoría de los materiales sintéticos, son derivados del petróleo. Son telas, plásticos, adherentes, pinturas, detergentes, aceites, grasas, medicamentos , químicos, etc..
Las características físicas de los materiales sintéticos son muy visibles en nuestras vidas. Por ejemplo, una bolsa de plástico que al estar sometida altas temperaturas se derrite, mientras que una cuchara de madera se calienta. Hay también materiales sintéticos que al aplicarles una fuerza o esfuerzo mantengan su forma o que se estiran y luego recuperan su posición original.
Por las características de los materiales sintéticos los podemos clasificar en termoestables son los materiales que no se deforman cuando están sometidos a altas temperaturas o calor, sino que cuando se alcanza un punto alto de temperatura se quema. También tenemos los termoplásticos que se deforman al aplicarles calor. Otro tipo son los elastómeros que son aquellos compuestos que no están clasificados en no metales, es decir, las gomas. Y por ultimo son los elásticos estos estaban clasificados en los elastómeros, son polímeros que siempre se han encontrado en la naturaleza a pesar de eso el hombre ha creado algunos sintéticos en el laboratorio.
Los materiales sintéticos están formados por moléculas gigantescas que son aumentadas durante el proceso de polimerización. Sus características especiales dependen de la interconexión de sus macromoléculas. En los termoplásticos, por ejemplo, las macromoléculas se encuentran una junto a la otra. Si este tipo de material sintético se calienta, las moléculas pueden deslizarse unas sobre otras, y el objeto se deforma. Cuando se enfría, el material sintético se endurece y toma una nueva forma. En contraste, los plásticos termoestables están formados por finas mallas de macromoléculas. Las uniones firmes que se producen entre ellas hacen que estas moléculas no se deslicen unas sobre otras cuando se calientan.
MATERIALES SINTETICOS INDUSTRIALMENTE
TERMOPLASTICOS: Estos materiales pueden adoptar formas muy complejas además de que se deforman al aplicarle temperatura. Dentro de este grupo encontramos: PVC, Metracrilato, Poliuretano, Poliester, Policarbonato, Poliamida.
TERMOESTABLES: No se deforman al aplicarle calor, estos materiales son reciclables al contrario de los termoplásticos que no son reciclables. Dentro de este grupo esta Fenolicas, Epoxi, Fibra de Vidrio, Alquimida.
SINTETIZACIÓN DE MATERIALES
La sintonización es el proceso industrial por el cual se consigue crear piezas que son complicadas de obtener por otros medios, como el forjado o el mecanizado. Este procedimiento consiste reducir el material base a polvo para luego comprimirlo en un molde a una determinada presión y calentarlo a una temperatura controlada.
- La sintetización de los materiales elásticos se realiza mediante un proceso llamado entropía. La entroia aumenta al aumentar el desorden. Al aplicar un esfuerzo a un elásticos las cadenas se alargan y alinean: el sistema se ordena. Este efecto en trópico origina dos fenómenos. En primer lugar, al aplicar un esfuerzo al elasticos, este aumenta su temperatura; en segundo lugar, el modulo de elasticidad aumenta al incrementar la temperatura, comportamiento contrario al de otros materiales.
HISTORIAS DE LOS MATERIALES SINTETICOS
En 1839 , charles goodyear creo de manera involuntaria la primera resina sintetica, el vulcanizado al mezclar resina natural con azufre y calentarlo y dejarlo enfriar se dio cuenta de que era muy resistente a los esfuerzos y los cambios de temperatura.
Los materiales sintéticos son ampliamente utilizados y empleados en casi todas las áreas de la vida. El celuloide, se desarrollo en 1860 que fue de los primeros materiales sintéticos. Fue creado a través de la modificación química de las moléculas de celulosa que se encuentran en la plantas. Este material fue utilizado para la producción de materias primas de alta calidad, en lugar del marfil. En 1889, George Eastman comenzó a utilizar el celuloide como película fotográfica. Sin embargo, la desventaja de este material consistía en que era sumamente inflamable y se decoloraba fácilmente con la luz.
En 1862, Alexander Parkes había fabricado un material duro que podía ser moldeado en formas. El “Parkesin”, fue el primer material semi-sintético. El químico belga Leo Hendrik Baekeland, desarrolló el primer material completamente sintético en 1906, llamado “Baquelita”. Lo destacable de este material era que, cuando se calentaba, se endurecía en lugar de derretirse.
- En el siglo XX, esta época es considerada como la era de los plásticos ya que en estos años se aumenta la demanda, la comercialización y utilización de los plásticos.
- Durante los años 1920 y 1930, se desarrollaron los procesos para la fabricación de materiales sintéticos derivados del petróleo. Rápidamente se obtuvieron materiales con una gran variedad de características, tales como la resistencia térmica, la maleabilidad o la conductividad eléctrica.
El polimetilo metacrilato, introducido en el mercado como “Plexiglás”, es uno de los materiales sintéticos más conocidos inventado en esa época. El politetrafluoroetileno, fabricado por primera vez en 1938, fue vendido bajo el nombre de “Teflón” a partir de 1943.
MATERIAS PRIMA PARA LA PRODUCCION DE LOS MATERIALES SINTETICOS
Podemos obtener materias primas de los vegetales como el algodón que es una fibra textil vegetal que se obtiene de las plantas de algodón, estas son originales de los climas tropicales y subtropicales, es la fibra natural mas importante en su demanda y su comercialización de las fibras textiles. Tenemos también la madera la encontramos en los arboles y nos aporta las características de dureza y rigidez.
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| ALGODON |
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| MADERA |
También hay materias primas minerales las cuales se encuentra en la tierra. como es el carbón es una roca de color negro que en su constitución tiene carbono , hidrogeno, oxigeno, azufre y nitrógeno o cual es muy útil , además es una materia prima renovable. El mármol están son rocas calizas que están sometidas a altas presiones y temperaturas, esta compuesta principalmente de carbono los demás componentes son impurezas, la demanda de esta materia suele ser para decoración, construcción. La arena es extraída de las canteras y las minas y se utiliza para la fabricación de vidrio y de muebles entre otros. Otra materia prima es la cal. Y por ultimo tenemos el mineral de hierro es la materia prima mas abundante de la tierra.
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| CARBON |
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| MARMOL |
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| CAL |
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| MINERAL DE HIERRO |
También se puede obtener materiales sintéticos de las sustancias orgánicas esto se les conoce como fósiles. En este apartado encontramos el petróleo del cual sale la mayoría de los materiales sintéticos, el petróleo se obtiene del interior de la tierra, se extrae mediante excavaciones y es una materia prima no renovable, de el obtenemos aceites, grasas, entre otras cosas.
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| PETROLEO |
- Y por ultimo tenemos la obtención de materias primas del ámbito animal, donde encontramos la lana es una fibra natural que se obtiene de las ovejas o cabras además de otros animales y se obtiene mediante la esquila. Se utiliza sobre todo en la empresa textiles. Tenemos la seda natural es una fibra natural la cual es producida por varios insectos pero solo la de la larva de gusano en la que se emplea en la zona textil. Y otra materia prima es la piel de los animales para la fabricación de cuero, se puede obtener de todo tipo de animales vacunos como terneros o bueyes, además de ovejas o cerdo.
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| LANA |
- Hasta aquí la entrada de los materiales sintéticos.
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