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UNIVERSIDAD DEL BíO BíO FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE MECANICA Apunte 4 : Enlaces Profesor : Federico Grossmann. Asignatura : Materiales. 31.10.2006 ENLACE IÓNICO Este enlace ocurre entre elementos metálicos y no metálicos. Los iones metálicos y no metálicos están enlazados por el metal, el que cediendo uno o varios electrones de los cuales se apropia la capa externa del no-metal. Se producen iones positivos del metal e iones negativos del no-metal, los cuales se atraen entre sí. El enlace iónico está en el ión, lo que implica una fuerza de atracción eléctrica entre iones de cargas opuestas. Características Cristales transparentes. Fractura frágil. Malos conductores eléctricos. Temperatura de fusión Resistencia mecánica aumentan según la energía del enlace A continuación se muestran algunos materiales y sus temperaturas de fusión: CsCl 646 ºC MgO 2800 ºC CaO 2580 ºC NaCl 801 ºC Al2O3 2020 ºC ENLACE COVALENTE Presentan este tipo de enlace los materiales Materiales Cerámicos Plásticos Semiconductores Cuando los electrones son compartidos entre dos átomos en forma equitativa (en vez de ser transferidos para dar lugar a dos iones diferentes) Se forman enlaces en los cuales, los átomos del mismo elemento o de diferentes elementos comparten electrones. Ejemplos. Materiales Duros: Abrasivos, Lijas y Discos, Herramientas, SiC, Diamante C. Moléculas orgánicas Materiales Poliméricos: Plásticos, Fibras, Caucho... H H H C3H3 H C C C H H H H ENLACE METÁLICO Los átomos de los elementos metálicos se caracterizan por tener pocos electrones de valencia (electrones de la última capa). No pueden formar enlaces covalentes, pues compartiendo electrones no pueden llegar a adquirir la estructura de gas noble. La estabilidad la consiguen de otro modo, los electrones de valencia de cada átomo entran a formar parte de "un fondo común", constituyendo una nube electrónica que rodea a todo el conjunto de iones positivos, dispuestos ordenadamente, formando un cristal metálico. Propiedades Alta conductividad térmica y eléctrica, los electrones pueden moverse con libertad por la nube electrónica. Son dúctiles (factibles de hilar) y maleables (factibles de hacer láminas), su deformación no implica una rotura de enlaces ni una aproximación de iones de igual carga, como ocurría en los compuestos iónicos por ejemplo. Los puntos de fusión son moderadamente altos. La estabilidad de la red positiva circundada por la nube de electrones es alta. Son difícilmente solubles en cualquier disolvente. PLÁSTICOS / POLÍMEROS a) POLIMEROS TERMOPLASTICOS Son polímeros lineales. Formados por moléculas largas en forma de cadenas. Se convierten en líquidos calentándolos y se endurecen enfriándolos. El calor permite vencer en estos polímeros las Fuerzas de van der Waals Se obtienen por polimerización por adición. Son reciclables Pueden ser moldeados por procesos como: Soplado, Inyección, Extrusión, por Vacío, Estampado. PEBD, PEAD, PET, PP, PVC, PS, Nylon PTFE, POM, PPO, PMMA, PA, CPVC, PVDF. b) POLIMEROS TERMOFIJOS / TERMOESTABLES Están formados por redes tridimensionales Enlaces químicos con un alto grado de entrecruzamiento. Con las altas temperaturas ocurren proceso químicos irreversibles (se degradan) Se obtienen por polimerización por condensación. Resinas Poliester Resinas Vinilester Resinas Fenólicas. Resinas Epóxicas. Amino resinas Metacrilato Melamina. Formaldehído. c) ELASTÓMEROS Exhiben un comportamiento elástico importante. Enlaces químicos con grado medio de endurecimiento. Hule Natural. Neopreno. Siliconas. Poliuretano. POLIMEROS CELULARES ESQUEMA DE LA OBTENCIÓN DEL POLIETILENO PLASTICOS REFORZADOS, CARGADOS Y DOBLE LÁMINA. MÉTODOS DE PROCESAMIENTO ADITIVOS Plastificantes : Etalatos de ( dibutilo, dietilo, dimetilo ) : Parafinas. Cargas : Sílice : Mica : Talco. Colorantes : Negro de humo. : Cromato de plomo. : Óxido de cadmio. Estabilizantes : Fenol. : Sales de calcio. : Sales de plomo. Vulcanizantes : Azufre. OTRAS RESINAS FLUORADAS FEP COPOLÍMERO ETILENO – PROPILENO FLUORADO Cadenas laterales → Bajo punto de fusión PTFE=327 ºC. FEP = 290 ºC. Reducción de viscosidad. Transformación por extrusión e inyección. ETFE COPOLIMERO FLUORADO CON ETILENO 75% de tetrafluoretileno + 25% de etileno. Termoplasticidad similar al PE. Se transforma por extrusión e inyección. PFA COPOLÍMERO DE PERFLUORALCOXI Espina dorsal de PTFE con grupos laterales de alcoxy fluorado. Parecido al FEP con mayor punto de fusión y estabilidad térmica. Más rígido y resistente que el PTFE. Resistencia del PFA = 1.4 PTFE. Rigidez del PFA = 2 PTFE. Fácilmente moldeable por extrusión e inyección. PVF FLUORURO DE POLIVINILO Parecido al PVC en: Baja absorción de agua. Resistencia a hidrólisis. Arde lentamente. Se comercializa en forma de film. PCTFE POLICLOROTRIFLUORETILENO Mayor flexibilidad. Menor punto de reblandecimiento. Mayor dureza. Mayor resistencia a la tracción. Procesamiento por extrusión e inyección. PVDF POLIFLUORURO DE VINILIDENO Termoplástico parcialmente fluorado. Alto grado de cristalinidad. Muy resistente a la abrasión.
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