Encapsulado en frío de materiales - Cesar Esquivel

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Encapsulado en frío 
de materiales. 
 
02-Diciembre-2015 Practica N° 3 
 
Equipo N° 3 
 
● César Antar Esquivel González 
● Ulises García Moran 
● Ivan Escoto Cisneros 
● Miguel Ángel García González 
● Irving Arturo García Castelan 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivo: 
 
El alumno podrá conocer un proceso de artesanía moderno. Para ello se utilizará una resina 
poliéster junto con otros aditivos de fácil aplicación. 
 
Introducción: 
 
Los encapsulados en la actualidad se realizan empleando dos tipos de polímeros, a saber: 
 
1.- Una resina epóxica con su respectivo catalizador. Ese proceso se utiliza para encapsular 
posters, fotografías, etc. 
 
2.- Una resina poliéster cristal pre-acelerada con su respectivo catalizador. 
 
Una resina epóxica o poliepóxido es un polímero termoestable, la resina es, en si misma, un 
plástico con características muy especiales que se presentan en una amplia gama, desde 
líquidos de baja viscosidad que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o 
“endurecedor”, hasta sólidos de alto punto de fusión. Las resinas epóxicas más frecuentes 
son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol-A. Las resinas epóxicas se 
usan mucho en capas de impregnación, tanto para proteger de la corrosión como para 
mejorar la adherencia de las posteriores capas de pintura. Las latas y contenedores 
metálicos se suelen revestir para evitar que se oxiden, especialmente en alimentos ácidos, 
como el tomate. También se emplea en decoraciones de suelos, de alta resistencia, como el 
terrazo. 
 
Las resinas epóxicas son un tipo de adhesivos llamados estructurales o de ingeniería. El 
grupo incluye al poliuretano, al acrílico y al cianoacrilato. Estos adhesivos se utilizan en la 
construcción de aviones, coches, bicicletas, esquíes. Sirven para pegar gran cantidad de 
materiales, incluidos algunos plásticos y es factible conseguir que sean rígidos o flexibles, 
transparentes o de color, de secado rápido o lento. 
Las resinas epóxicas se usan tanto en la construcción de moldes como de piezas maestras, 
laminados, extrusión y otras aplicaciones en la industria. Los productos manufacturados con 
resinas epóxicas son más baratos, resistentes y su procesamiento es más fácil que los de 
madera, metal, etc. En la industria electrónica se usan con profusión para el encapsulado de 
los circuitos integrados y transistores, también se usan en la fabricación de circuitos 
impresos. 
 
Con una resina epóxica, la reparación de un elemento de concreto agrietado en su interior 
se realiza mediante el procedimiento de inyección de resina líquida a alta presión, luego de 
lo cual recupera su capacidad de carga evitando así la demolición. Por otra parte, mediante 
el pegado de placas con resina epóxica en pasta, la capacidad de carga se aumenta hasta 
el punto que sea requerido. Por ello, puede asegurarse que la reparación o restauración de 
elementos de concreto con resinas epóxicas ha venido a acelerar el desarrollo de las 
tecnologías para la conservación de las estructuras. 
 
En el desarrollo de esta práctica se emplea resina poliéster preacelerada y un catalizador 
(MEK o Peróxido de Metil Etil Cetona). 
Las resinas poliéster son polímeros que se presentan en una gran variedad de líquidos de 
diferentes viscosidades. 
Este tipo de resinas utilizan para acelerar el curado, sales organometálicas (generalmente 
de cobalto) las cuales sirven para desarrollar sus máximas propiedades. Además de ello es 
necesario adicionar entre un 30 y un 40% de Monómero de Estireno. Generalmente los 
fabricantes de resina poliéster agregan el acelerador (líquido color violeta oscuro) a la 
misma, el acelerador es el componente que regula los tiempos de la reacción de fraguado 
mientras que el catalizador es el que inicia la reacción. 
 
El polímero conocido como resina poliéster se forma mediante la reacción entre ácidos 
orgánicos dibásicos (ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido maleico, etc.), o los anhídridos 
de estos y dioles -polialcoholes- (monoetilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, 
neopentilglicol y otros)- El polímero formado en la reacción se procesa a temperaturas entre 
200° y 220°C, formando el éster respectivo y obteniéndose además como subproducto 
agua. El producto final se denomina resina poliéster insaturada que como resultado de la 
polimerización con eliminación de agua queda con un alto contenido de sólidos y por ello se 
entrecruza con monómero de Estireno. Este le proporciona características óptimas al 
producto. La resina poliéster insaturada debido a su alta transparencia y excelente color 
puede utilizarse para fabricar piezas encapsuladas y laminados translúcidos. 
 
También es apta para todas las aplicaciones de moldeo por contacto, donde se requieran 
propiedades de resistencias mecánicas y a la intemperie. Se recomienda para la 
construcción de carrocerías de vehículos, vagones, casas rodantes, así como para 
embarcaciones. Es una resina de muy bajo color para usar en toda clase de moldeados por 
colada incolora, para la fabricación de artículos de fantasía, mangos, varillas, embebido de 
piezas anatómicas y artículos metalúrgicos. 
 
La resina poliéster al estar ya precalentada, sólo requiere de la adición del catalizador. Para 
evitar el aumento de color, se recomienda no exceder del 1.5% de catalizador, si se 
requieren coladas transparentes. 
 
Una vez que el proceso se haya terminado, se procede a separar el encapsulado del 
recipiente. 
 
Observación: Se sugiere ser lo más cuidadoso posible al separar el encapsulado del 
recipiente. Debe evitarse que se fracture el encapsulado. 
 
¡LISTO!, ya se tiene el encapsulado de un material, el cual podrá conservarse sin 
que sus componentes sufran cambios. 
 
Ya se ha aprendido cómo encapsular. El encapsulado es factible de realizarse en 
una gran variedad de materiales. Por ejemplo de informática, electrónica, farmacología y 
biología. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuestionario: 
 
1.- ¿Por qué considera que la mezcla resina-catalizador no debe agitarse por mucho 
tiempo? ¿Qué podría ocurrir, si la mezcla se agita un tiempo prolongado? 
 
El principal riesgo de agitar por un tiempo prolongado la mezcla de resina y catalizador es 
que al momento en que agregamos el catalizador éste hace reacción con la resina poliéster 
y ésta comienza a ponerse más viscosa y por lo tanto más complicado de verter en otros 
recipientes. Por esto mismo es recomendable únicamente utilizar la cantidad de resina 
necesaria para hacer reacción con el catalizador. 
 
2.- Si se adiciona más acelerador del indicado en el procedimiento, ¿cuál sería el efecto en 
el color final del encapsulado? 
 
El cambio de color es producido por el calor que desprende al polimerizar, si aumentas la 
catálisis gelificará en menos tiempo pero desprende más calor y se puede volver amarillenta 
sobre todo por la zona central que es donde no puede perder calor. 
 
3.- Si el secado o curado de un adhesivo epóxico se realiza en calor, será más resistente 
que si se seca a temperatura ambiente, ¿qué sucedería con una resina poliéster si se le 
aplica el mismo proce dimiento? 
 
Una de las consecuencias de aplicar calor excesivo a la resina poliéster es que podría 
causar grietas en nuestro encapsulado. 
 
4. -Los componentes de las resinas epóxicas, aunque son más caros que los de resinas de 
poliéster, producen piezas más resistentes ya que su estructura es más resistentes. Este 
tipo de resinas pueden estar en constante contacto con el medio ambiente, en una situación 
similar, ¿Cómo se comportaría una resina poliéster?. 
 
Las resinas poliéster al igual que las resinas epóxicas tienen la capacidad de permanecer 
expuestas al ambiente por largos periodos de tiempo sufriendo muy poco desgastefísico 
ocasionado por lluvia, aire, polvo e incluso golpes y ciertos cortes que se puedan ocasionar 
accidentalmente, la diferencia radica en costos principalmente, además de que una resina 
epóxica es utilizada en donde se tienen tolerancias muy pequeñas, ya que esta no se 
encoje de la misma forma que la resina poliéster. 
 
5.- Las resinas epóxicas son excelentes aislantes eléctricos y se usan en muchos 
componentes, para proteger de cortos eléctricos, polvo, humedad, etc. Igualmente, se 
adhieren a la mayoría de metales, al concreto y a algunos plásticos, se endurecen a 
temperatura ambiente y forman una masa metálica resistente y duradera. Dicha resina 
puede ser taladrada, aterrajar, trabajada a máquina o pintada, muestra resistencia excelente 
al aceite, gasolina, agua y a muchos químicos y remienda y repara áreas en las cuales la 
soldadura sería impracticable o imposible. Investigue e indique desde el punto de vista 
químico, la razón de ese comportamiento. 
 
Los compuestos epoxi son un grupo de éteres cíclicos u óxidos de alquileno (alquileno) que 
poseen un átomo de oxígeno unido a dos átomos de carbono adyacentes (estructura 
oxirano). Estos éter reaccionan con los grupos amino, oxhidrilo y carboxilo (endurecedores, 
así como con los ácidos inorgánicos, para dar compuestos relativamente estables, ya que 
poseen radicales que contienen carbono y oxígeno, por lo que es relativamente fácil 
añadirle otro monómero. 
 
Es posible obtener una variedad muy amplia de resinas con viscosidades que van desde 
líquidas hasta sólidas, solo variando su peso molecular, entre más PM tenga más sólido 
será Este tipo de resinas presenta características bastante interesantes en lo que se refiere 
a su interacción química con otras resinas, pues genera productos finales con muy buenas 
propiedades de resistencia a la abrasión química, dieléctrica, flexibilidad y adherencia. 
 
6.- Por otro lado, las resinas poliéster se conservan en estado líquido durante muchos 
meses, especialmente si son almacenadas en lugares frescos, propiedad que se mejora con 
el agregado de inhibidores que retrasan la polimerización. Indique qué tipos de inhibidores 
se utilizan, cuál es su estructura química y porque pueden realizar esta función. 
 
Los inhibidores son utilizados para alargar el tiempo de almacenamiento de la resina, ya 
que con ello aseguran que no empiece a endurecerse la resina. Algunos inhibidores 
comunes incluyen catecolbutilo terciario (TBC), hidroquinona (HQ) y toluhidroquinona 
(THQ). 
 
7.-La resina poliéster endurecida por polimerización es un sólido, generalmente 
transparente, de propiedades mecánicas y químicas muy diversas dependiendo de las 
materias primas utilizadas. 
 
¿Cuál es el efecto de ello en cuanto a su aplicación? 
 
Las distintas propiedades presentes en el lo vuelven muy versátil, siendo muy grande el 
campo de aplicación de este polímero y aunado a el tratamiento o distintos procesos previos 
de las materias primas a utilizar este se vuelve en la base para muchos procesos 
productivos. 
 
¿se limita?: 
 
No, al contrario las propiedades químicas como la anticorrosión y maleabilidad lo vuelve un 
material perfecto para procesos de este tipo.Con objetivos muy diversos 
¿presenta resistencia a la tracción y al impacto?. 
Ante las propiedades mecánicas su resistencia y fuerza incluso al amortiguar varios 
impactos lo vuelve muy versátil para los distintos propósitos que requieran el choque o se 
corra el riesgo de ellos, y poder manipular su superficie se puede encontrar el mejor arreglo 
para la tracción. 
 
8.-¿Se produce alguna reacción en la resina poliéster preacelerada antes de que se le 
agregue el catalizador?. 
Explique. 
 
Antes de que se añadiese el catalizador no se produce ningún tipo de reacción en la resina 
poliéster ya que esta se mantiene inocua al abstenerse la presencia del catalizador, ya que 
este es el que comienza la reacción al descomponerse en radicales libres provocando el 
endurecimiento, formando una cadena uniéndose con los monómeros insaturados de la 
resina. 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusión: 
 
Gracias a la práctica realizada podemos percatarnos de la amplia gama de posibilidades 
que representa el emplear resina poliéster para diferentes usos, el principal de ellos en ésta 
actividad fue el encapsular diferentes figuras de materiales variados, para así mismo 
comprobar su resistencia a la reacción química que sucede cuando el catalizador (Peróxido 
de metil etil cetona) y la resina poliéster hacen contacto. 
 
Pudimos percatarnos que la temperatura ambiente es un factor a tomar en cuenta para la 
proporción de catalizador a usar, aunque generalmente se recomienda entre 1.5% y 2%. 
 
También logramos observar que tras pasar aproximadamente 24 horas de curado algunos 
de los encapsulados no lograron solidificar, esto debido a la cantidad de catalizador utilizado 
en la mezcla. 
 
Con las técnicas y conocimientos adquiridos durante la práctica podemos realizar diversos 
encapsulados para obtener ganancias o incluso por mero entretenimiento y para adquirir 
práctica al manipular estos materiales.