MANUAL DE INGENIERÍA Y RESISTENCIA QUÍMICA

MANUAL DE INGENIERÍA Y RESISTENCIA QUÍMICA

1. GENERALIDADES

Las resinas viniléster han sido diseñadas y fabricadas para satisfacer los requisitos críticos de los plásticos reforzados. Por su excepcional resistencia a la corrosión, las resinas viniléster son especialmente indicadas para usos industriales bajo las más severas condiciones. Este capítulo describe de manera resumida varios tipos resinas viniléster y presentan datos relacionados de resistencia química y demás propiedades básicas para auxiliar a ingenieros, técnicos, químicos, etc. cuando proyecten y especifiquen el plástico reforzado con fibra (PRFV) resistente a la corrosión.

2. VENTAJAS PARA EL USUARIO FIN

Estructuras, tubos, equipos y recubrimientos hechos de resinas resultan en un producto final con innumerables ventajas sobre los que se hacen con metales convencionales o resinas de poliéster.

Ficha de Tesis

Tabla de contenido

PDF del capítulo

Química

Propiedades

Relación

Descripción

Resistencia

Consideraciones

Resinas

Experiencia

Entre las ventajas se mencionan:

Insuperable resistencia a la corrosión en los más variados ambientes químicos-inclusive a los ácidos,

bases y solventes orgánicos.

En temperatura ambiente o en temperaturas elevadas.

Alta resistencia al impacto.

Alta resistencia a la fatiga.

Alta resistencia mecánica, aliada a un bajo peso.

Excelentes propiedades de aislamiento térmico y eléctrico.

Las estructuras PRFV hechas con resinas viniléster permiten facilidades adicionales en su fabricación y requieren un mínimo de mantenimiento durante un largo período de utilización y servicio. Ofrecen la ventaja

significativa de costo durante la construcción y del uso continuo.

Por todas esas ventajas, las resinas viniléster son a menudo empleados en la fabricación de estructuras, equipos y recubrimientos industriales como torres de absorción o blanqueo, tanques de proceso, tubos, tapas de celdas, tanques de almacenamiento, ductos, chimeneas, pisos y rejas.

3. QUÍMICA BÁSICA

El ataque químico en este tipo de resinas se da a través de la hidrólisis de los grupos de éster, o por la desintegración de los dobles enlaces carbono-carbono no reaccionados por oxidación de los mismos. En las resinas poliéster bisfenólicas e isoftálicas, los enlaces con éster ocurren a lo largo de toda la cadena molecular, volviéndolas más susceptibles al ataque químico, sobretodo por oxidación. En las resinas viniléster, los dobles enlaces se sitúan en el extremo de la cadena molecular y reaccionan completamente en la polimerización, dándole mayor resistencia química a la estructura. De manera que son menos susceptibles a los efectos del agua cuando se utilizan catalizadores solubles en orgánicos como peróxido de benzoilo. En las resinas viniléster no se da la absorción, y por ello, no afecta el endurecimiento. Dado que la insaturación viniléster es terminal, los dobles enlaces carbono-carbono son extraordinariamente activos. En consecuencia, las resinas viniléster endurecen de manera rápida y consistente, brindando una rápida resistencia mecánica inicial ("green stregth") y una superior resistencia a la deformación plástica ("creep"). Los grupos de hidróxilos secundarios en las moléculas viniléster tienen también un efecto beneficioso en la calidad de los laminados. Dichos grupos reaccionan con los grupos de hidróxilos de la superficie de las fibras de vidrio, resultando en excelentes humectación y adherencia de las fibras de vidrio.

Es ese uno de los factores responsables de la mayor resistencia de los laminados con resinas viniléster endurecida sólo tienen enlaces cruzados terminales, toda la longitud de la cadena molecular se encuentra libre para estirarse cuando se ve sometida a esfuerzos y par absorber el choque mecánico o térmico. El resultado final es un laminado flexibles, altamente resistente a las fisuras superficiales o en todo su espesor durante el transporte, la instalación y la vida útil de las partes fabricadas.

4. PROPIEDADES TÍPICAS DE LAS RESINAS VINILÉSTER

Las resinas viniléster son destinadas a los procesos comerciales de fabricación de PRFV de contacto manual, pistola, filamento continuo y muchos otros. Los cuadros 5.1, 5.6 y 5.9 traen datos sobre las propiedades, de la temperatura ambiente, de la resina endurecida sin refuerzo con espesor de 3.2mm (1/8 pulgada) para diferentes tipos de resina viniléster. La combinación entre la resistencia y estiramiento elevado de la resina pura es una buena indicación de la flexibilidad de las resinas. Los cuadros 5.2-5.5, 5.7, 5.8, 5.9 y 5.10 muestran los datos de ingeniería para contracción en el endurecimiento, la conductividad térmica, la expansión térmica, el aislamiento térmico y la adherencia a los metales. El cuadro 5.11 compara las propiedades física de varios laminados hechos con resinas viniléster según las especificaciones de las normas ASTM D-3299.

5. RELACIÓN DE POISSÓN

Cuando se estira un material, el área de su sección transversal cambia, como su longitud. La relación de Poissón es una constante entre las deformaciones longitudinal, y se obtiene dividiendo la deformación lateral por unidad de longitud por la deformación longitudinal por unidad de longitud. Para laminados hechos con resinas viniléster esa relación varía entre 0.2-0.4 dependiendo del tipo y cantidad de refuerzo. Laminados manuales típicos hechos alternando capas de mantas y telas, generan una relación de Poissón cercana de 0.3 cifra usualmente empleada para fines de proyecto.

6. DESCRIPCIÓN DE TIPOS DE RESINAS VINILÉSTER

Las resinas viniléster están disponibles en las siguientes categorías de diferentes productos:

Resinas viniléster de viscosidad mediana, ampliamente empleados en procesos de contacto (manual), poltrusión, pistola, embobinado continuo y moldeo en caliente.

Resinas viniléster de viscosidad mediana similar a la anterior, pero con un contenido de estireno solo de 35%, reduciendo un 50% aproximadamente en las emisiones de estireno. Con esta estructura molecular dicha resina alcanza una temperatura de deflexión térmica de 1180C y un estiramiento de 7-8%. Esta resina brinda excelentes resistencias a soluciones acuosas y posee resistencia superior a los solventes

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