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UNIDAD 10
LOS NUEVOS MATERIALES
ÍNDICE
• LOS POLÍMEROS SINTÉTICOS
• PRINCIPALES POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
• PRINCIPALES POLÍMEROS TERMOESTABLES Y ELASTÓMEROS
• MINERALES SINTÉTICOS
• MATERIALES COMPUESTOS O COMPOSITES
• RECUBRIMIENTOS Y MODIFICACIONES SUPERFICIALES
• NANOTECNOLOGÍA
• NANOMATERIALES
• DUDAS Y RIESGOS DE LOS NUEVOS MATERIALES
• ENLACES
Unidad 10.
Los nuevos materiales
Los polímeros consisten en macromoléculas formadas por cadenas de uno o más unidades estructurales, llamadas monómeros, unidas mediante enlaces covalentes.
Algunos polímeros son naturales (celulosa, ADN...), pero también existen los polímeros sintéticos, es decir, aquellos que han sido diseñados y fabricados por el ser humano.
Los polímeros sintéticos se producen a partir de:
LOS POLÍMEROS SINTÉTICOS
• Compuestos orgánicos derivados del petróleo (la mayoría).
• De origen biológico (biopolímeros).• Producidos a partir de silicio (siliconas).
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Los nuevos materiales
PRINCIPALES POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
politereftalato etileno (PET o PETE)
Es el más utilizado de la familia de los poliésters y se produce a partir de petróleo.
polietileno (PE) Se obtiene del petróleo y corresponde al etileno polimerizado.
polipropileno (PP) Es un plástico habitualmente opaco que tiene una buena resistencia mecánica y química.
policloruro de vinilo o policloroeteno (PVC o V)
Es un plástico muy utilizado, sobre todo en la construcción.
poliestireno (PS) Es un polímero incoloro y rígido fabricado a partir de petróleo.
polimetilmetracrilato (PMMA)
Es un plástico rígido y transparente que puede sustituir el vidrio.
policarbonatos (PC) Se obtienen del petróleo y sirven para fabricar discos compactos, lentes y elaborar recubrimientos antibalas.
poliamidas (PA) Se producen a partir de derivados del petróleo y se consideran copolímeros.
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Los nuevos materiales
PRINCIPALES POLÍMEROS TERMOESTABLES Y ELASTÓMEROS
polímeros termostables polímers elastómeros
Los polímeros termoestables son aquellos que no se funden al calentarlos y, por lo tanto, no permiten su procesamiento como polímeros.
Ejemplos:
• Poliuretanos (PUR)• Resinas epoxídicas• Resinas fenólicas
Los elastómeros sintéticos pueden o no ser procesables en estado fluido, pero tienen una elevada elasticidad, parecida al caucho natural.
Ejemplos:
• Polibutadienos• Policloroprenos
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Los nuevos materiales
MINERALES SINTÉTICOS
Constituyen una familia de materiales sintetizados en el laboratorio, de composición y estructura similar a las de los materiales tradicionales de origen geológico.
Incluyen dos familias de materiales:
fibras minerales gemas sintéticas
Corresponden a la fabricación de fibras a partir de materiales de origen geológico.
Ejemplos:
• Lana de piedra• Fibra de vidrio• Fibra de carbono
Se pretende producir minerales de mayor pureza, mayor medida de grano o, simplemente, menor coste.
Ejemplos:
• Diamantes sintéticos• Zafiros sintéticos• Granates sintéticos
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Los nuevos materiales
Material fabricado a partir de materiales simples combinándolos para obtener mejores propiedades que las de los materiales originales.
La composición suele incluir una matriz (material que da consistencia al composite) y materiales de refuerzo, que pueden estructurarse como: fibras, partículas, láminas.
Por ejemplo:
composites de estructura fibrilar
Los composites de estructura fibrilar están compuestos de una matriz reforzada con fibras más o menos largas que les dan resistencia.
composites de estructura particulada
Los composites de estructura particulada son materiales compuestos por una matriz reforzada con partículas de otro material.
composites de estructura laminar
Los composites de estructura laminar corresponden a láminas de materiales unidas por un material adhesivo.
MATERIALES COMPUESTOS O COMPOSITES
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Los nuevos materiales
RECUBRIMIENTOS Y MODIFICACIONES SUPERFICIALES
recubrimientos modificaciones superficiales
Consisten en una capa de material añadida sobre un sustrato con la intención de modificar alguna de sus propiedades: aspecto, resistencia a la corrosión, adherencia, resistencia mecánica...
Ejemplos: imprimaciones, pinturas, barnices, esmaltes, sistemas de deposición de capa fina...
Corresponden a la producción de cambios en la superficie del material para lograr la mejora de alguna de sus propiedades, habitualmente la resistencia a la corrosión o su dureza.
Ejemplos: anodizado, cromado, fosfatado, nitruración...
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Los nuevos materiales
NANOTECNOLOGÍA
Conjunto de tecnologías que tienen en común la manipulación, diseño y control de la materia en dimensiones situadas entre 1 y 100 nanómetros.
Se trata de una nueva disciplina que incluye una nueva perspectiva de diseño de los materiales desde su estructura molecular, es decir, desde el diseño de cómo se unen los átomos en el material o el producto desarrollado.
Definimos nanotecnología como la ingeniería de sistemas funcionales desde el punto de vista molecular.
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Los nuevos materiales
NANOMATERIALES
Los nanomateriales materiales diseñados de tal forma que alguna de las dimensiones de los componentes del mismo esté en la escala del nanómetro.
Según les dimensiones en la escala nanométrica diferenciamos tres tipos de nanomateriales:
nanopartículas y nanocristales
Tienen las tres dimensiones a escala de nanómetro.
nanotubos, nanofibras o nanocables
Tienen dos dimensiones a escala de nanómetro.
películas nanoestructuradas
Tienen una dimensión a escala de nanómetro.
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Los nuevos materiales
DUDAS Y RIESGOS DE LOS NUEVOS MATERIALES
riesgos ambientales salud humana aspectos sociales y éticos
• Recursos
• Contaminación
• Reciclaje
• Biodegradabilidad y fotodegradabilidad
• Toxicidad
• Tanto de trabajadores que los manipulan como de los consumidores
• Toxicidad, reactividad
• Falta de datos para realizar valoraciones
• Posible doble uso (militar y civil)
• Brechas tecnológicas
• Mantenimiento del derecho a la privacidad individual
• Mejora de la especie humana, etc.
• Cuestiones sobre la finalidad de la ciencia
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Los nuevos materiales
ENLACES
• Polímeros
• Nanotecnología
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CRÉDITOS
Dirección editorialDolors Rius
Coordinación de áreaIsaac Camps
Coordinación y contenidos multimediaOriol de BolósElena Vinent
Guiones de las unidades digitalesAlicia Cañellas
FotografíasArchivo Hermes
Hermes Editora General, S. A.Almadraba Editorial, 2008.
Almadraba EditorialQuitapesares, 31local 16, Polígono Villapark28670 Villaviciosa de Odónhttp://www.almadrabadigital.com
Teléfono de atención al profesorado:902 10 70 69
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