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Un polímero termofijo es un pre-polímero en estado viscoso o semi-sólido que cambia irreversiblemente a un polímero infundible e insoluble por medio de curado. El curado es inducido por la acción del calor y un agente reactivo (o catalizador), dentro del equipo de procesamiento, ya sea por inyección, extrusión o sólo dentro de en un molde.

Una cadena lineal es la estructura base de todos los polímeros; un plástico termofijo está hecho a base de cadenas moleculares conectadas entre sí por diferentes uniones, a las que se les conoce como reticulación. La uniones por reticulación fijan la estructura del polímero, haciendo un objeto sólido no deformable.

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Procesos de transformación de polímeros termofijos

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Procesos de transformación de polímeros termofijos

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Compresión: Esta técnica consiste en que el plástico en polvo es calentado y comprimido entre las dos partes de un molde mediante la acción de una prensa hidráulica.

Materiales.- A los materiales que se le puede aplicar esta técnica de transformación de polímeros son :
-Termoestables
-Plásticos termofijos

Aplicaciones: Se usa para obtener pequeñas piezas de baquelita, como los mangos aislantes del calor de los recipientes y utensilios de cocina.

Características.- La mayoría de las prensas utilizadas son prensas hidráulicas autónomas con un tonelaje que varía de decenas a varios cientos de toneladas. Los moldes utilizados para el moldeo por compresión se denominan moldes de prensa.

El concepto de diseño del molde se refiere al diseño digital de moldes comerciales, incluidos los de cavidades y los punzones fríos. Basado en el diseño tradicional de moldes, las herramientas de diseño digital se utilizan por completo para mejorar la calidad del diseño de moldes y reducir el ciclo o tiempo de creación de los mismos para una estructura específica.

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Procesos de transformación de polímeros termofijos

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Procesos de transformación de polímeros termofijos

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Moldeo por transferencia: Se parte de una carga de material parcialmente reticulado. El material se mantiene caliente hasta reticulación completa.
• Mejora la técnica de moldeo por compresión: el paso a través de la estrecha puerta produce homogenización y calentamiento.

Materiales:

-Resinas plásticas

Aplicaciones: Piezas con formas precisas (p. ej. carcasas para Electrónica).

Características.- Una cantidad cuantificada de un termofijo (preformado), por lo general precalentado, se carga en una cámara inmediata a la cavidad del molde (cámara de transferencia), donde se calienta; se aplica entonces presión mediante un pistón hidráulico para forzar al polímero a fluir, a través de un canal llamado bebedero, dentro del molde caliente. Si bien dependerá de la resina utilizada y el tamaño de la pieza, el cilindro de transferencia empuja el plástico termoestable a través de los canales de alimentación hacia las piezas con una fuerza de 5.5 – 6.9 MPa y un tiempo de entre 3 - 8 segundos. El molde se mantiene cerrado y calefaccionado hasta que el material del interior se cura. Una vez curado el material, el molde se abre y los pines o pernos eyectores expulsan la pieza terminada.
Cuando el polímero se calienta y transfiere llena el molde y forma la unión con la superficie de inserción. Esta capacidad hace que el proceso de moldeo por transferencia sea líder en la fabricación de circuitos integrados y componentes electrónicos con terminales moldeados, clavos, pernos, conectores, etc.

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Procesos de transformación de polímeros termofjios

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Procesos de transformación de polímeros termofjios

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Moldeo por inyección por reacción: El moldeo por inyección por reacción (RIM) implica reunir dos monómeros líquidos en un molde y hacer que se polimericen para darle forma. El proceso se ha desarrollado en torno a los poliuretanos, en sus diversas formas. Han surgido sistemas RIM con otros monómeros líquidos, pero ninguno se ha acercado al éxito de la familia PUR. Los productos RIM se diferencian de otros plásticos en que no se suministran como productos básicos en sacos o contenedores a granel, y los artículos terminados se crean directamente a partir de los monómeros. Aproximadamente el 90% del mercado mundial total de PUR está en espuma.

Materiales.- Los epóxicos termoendurecibles, los poliésteres insaturados, poliuretano o poliurea y las poliamidas termoplásticos se utilizan en la tecnología RIM. Hoy los mas usados son resina de poliuretano, éster de vinilo, resina de éster de amida, resina insaturada, resina epoxi y material compuesto tradicional, etc.

Aplicaciones: Los elastómeros sólidos de PUR son materiales de ingeniería útiles, como juntas, casquillos, polainas, etc., con una extraordinaria resistencia a la abrasión. Las partes exteriores de la carrocería, como las cubiertas y las alas de los parachoques, son en realidad elastómeros microcelulares, con espuma de muy alta densidad.

Características: En primer lugar, las dos partes del polímero se mezclan entre sí. La mezcla se inyecta en el

molde bajo alta presión que utiliza un mezclador intensivo. La mezcla se deja reposar en el molde el tiempo suficiente para que se expanda y cure.  Este proceso no involucra refuerzos, solo se moldean termorrígidos, si se agregan refuerzos la técnica cambia (SRIM, RRIM).

La rápida velocidad del proceso se debe a que se trabajan en condiciones de baja presión y temperatura,  comparado   a  otros  procesos,  debido  a  la   baja  viscosidad   de  las  cadenas  de partida.

El material más común de procesar por esta técnica es el poliuretano, pero también poliureas, poliisocianuratos, poliésteres, poliepóxidos y nylon 6.

Mediante el uso de catalizadores se hace posible controlar el punto de inicio de reacción, lo que permite crear piezas de gran tamaño (mas de 100kg) en tiempos cortos.

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Para compresión:
-Los  moldes  para  este  proceso  son  generalmente  más simples que los de su contraparte, el moldeo por inyección.

-Las  piezas  típicas  moldeadas  con  plástico  termofijo  incluyen contactos  eléctricos,  portalámparas,  mangos  de  sartenes  y vajillas de plástico.

-Es más simple, menos costoso y requiere bajo mantenimiento genera  poco  desperdicio  y  deja  bajos  esfuerzos  residuales  en las  partes  moldeadas  (este  proceso  se  prefiere  para  partes delgadas y planas como los discos fonográficos)

Para transferencia:
-El moldeo por transferencia está relacionado estrechamente con el moldeo por compresión, debido a que utiliza el mismo tipo de polímeros (termofijos y elastómeros).

-El moldeo por transferencia también se presta para usar insertos de metal o de cerámica que se colocan en la cavidad antes de la inyección, el plástico calentado se adhiere al inserto durante el moldeo

Para inyección reactiva:
-Piezas de gran tamaño
-Acabado superficial satisfactorio para pintar y un relleno de molde mejorado con una carga del 2% en peso de microesferas (La inclusión de microesferas aumenta el costo del material, pero se dice que el ahorro de peso resultante de la reducción del 10% en la densidad en la parte final justifica su uso).
-Peso bajo

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Productos que se obtienen mediante cada proceso

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Productos que se obtienen mediante cada proceso

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-Compresión: Es adecuado para producciones

masivas de piezas básicas en tamaños mayores a los de extrusión.

Este proceso se utiliza comúnmente para la fabricación de componentes eléctricos, vajilla, y engranajes. Este proceso también se usa para producir botones, hebillas, perillas o manijas, carcasas de aparatos eléctricos y grandes contenedores. Los discos fonográficos de PVC se producían por este método.

-Transferencia: Este espacio es el nuevo hogar de tu

maravillosa idea. Para compartirla aquí, reemplaza este texto con el tuyo. Algunos productos comunes obtenidos por

moldeo por transferencia son mangos utensilios, botones o teclas, piezas de aparato eléctrico, componentes electrónicos y conectores.

El moldeo por transferencia es ampliamente utilizado para encerrar o encapsular elementos tales como bobinas, circuitos integrados, clavijas, conectores y otros componentes.

-Inyección reactiva: En este proceso el paríson inicial se moldea por inyección en lugar de extrusión. Los productos que se pueden fabricar a partir del moldeo de inyección son: juguetes, muebles, piezas automotrices, etc.

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Ventajas y desventajas de cada proceso de transformación

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Ventajas y desventajas de cada proceso de transformación

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El procesamiento de polímeros se puede dividir en dos áreas amplias. El primero es el procesamiento del polímero en alguna forma, como gránulos o polvo. El segundo tipo describe el proceso de convertir materiales poliméricos en artículos útiles de formas deseadas. Nuestra discusión aquí se limita al segundo método de procesamiento de polímeros. La elección de un material polimérico para una aplicación particular es a menudo difícil dado el gran número de familias de polímeros e incluso un número mayor de polímeros individuales dentro de cada familia. Sin embargo, con una especificación más precisa y completa de los requisitos de uso final y las propiedades del material, la elección se vuelve relativamente más fácil. Entonces, el problema generalmente se reduce a la selección de un material con todas las propiedades esenciales además de las propiedades deseables y el bajo costo unitario. Pero, por lo general, existe más de una técnica de procesamiento para producir un artículo deseado a partir de materiales poliméricos o, de hecho, de un polímero dado. Por ejemplo, los artículos de plástico huecos como botellas o juguetes se pueden fabricar a partir de varios materiales mediante moldeo por soplado, termoformado y moldeo rotacional. La elección de una técnica de procesamiento en particular está determinada por el diseño de la pieza, la elección del material, los requisitos de producción y, en última instancia, las consideraciones de costo-rendimiento. El número de técnicas de procesamiento de polímeros aumenta con cada año que pasa a medida que se inventan nuevos métodos y se modifican los más antiguos.

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-BILLMEYER JR. F. W. Ciencia de los polímeros. ed. Barcelona: Editorial Reverté, 1975. 608 p. Disponible en: https://elibro.net/es/ereader/uaeh/117588?page=509.

-RÍOS LINARES, R. A. ; CONTRERAS BRAVO, L. E. Procesos de fabricación en polímeros y cerámicos. ed. Bogotá: Ediciones de la U, 2018. 263 p. Disponible en: https://elibro.net/es/ereader/uaeh/70324?page=223.