Plásticos modificados

Materiales compuestos y reforzados con fibra

Las propiedades de un plástico pueden ser modificadas, introduciendo aditivos o cargas para así conseguir características específicas. Los compuestos plásticos resultantes mejoran las características térmicas, mecánicas, eléctricas, ópticas o de otro tipo respecto a las que normalmente tendría el polímero base sin modificar. Las cargas y aditivos más comunes, aparte de los colorantes, son las fibras de refuerzo, los estabilizadores y los aditivos para reducir la fricción.

Fibras de refuerzo

En los polímeros reforzados con fibra, las fibras de refuerzo determinan las propiedades materiales del compuesto. En muchos casos, la resistencia de las fibras es superior a la del material base y, con frecuencia, también superior a la resistencia a la tracción de los materiales metálicos. La densidad de las fibras más utilizadas suele ser, además, menor que la del aluminio, lo que ofrece un gran potencial para el diseño de piezas de construcción ligera. En la mayoría de los casos las fibras de refuerzo utilizadas son fibras de vidrio, de carbono o de aramida. Desde el punto de vista del diseñador, las características mecánicas del material son particularmente importantes.

Plásticos reforzados con fibra de vidrio

La fibra de vidrio es la fibra más utilizada en los polímeros reforzados. Comparados con el polímero base, los materiales reforzados con fibra de vidrio ofrecen mejores propiedades mecánicas, como una mayor rigidez y resistencia, y también pueden tener una dureza superficial mejorada.

Plásticos reforzados con carbono

Los polímeros reforzados con fibra de carbono son extremadamente fuertes y ligeros. 

Aunque su producción puede ser cara, se utilizan mucho cuando lo que se necesita es una relación resistencia/peso óptima y una gran rigidez. Estos productos modificados se suelen emplear, por ejemplo, en la industria aeroespacial y automotriz y en muchas otras aplicaciones técnicas.

Fibras de aramida

Las fibras de aramida son un tipo de fibras fuertes y resistentes al calor que se utilizan en aplicaciones sujetas a requisitos extremos de resistencia a impactos, amortiguación y resistencia a la abrasión, además de un peso reducido.

Otros aditivos

Existen otros aditivos que en general no ofrecen grandes ventajas técnicas y que sirven, principalmente, para reducir el coste o peso como por ejemplo: caliza, talco, o esferas de vidrio huecas.

Ensinger también ofrece otra innovadora solución de compuestos plásticos con aditivos cerámicos que mejora las propiedades físicas y de mecanizado, entre otras cosas.



Aditivos para reducir la fricción y la abrasión

Además del conocidísimo material deslizante de PTFE (Teflon®), los materiales clásicos utilizados para fabricación de cojinetes de fricción PA y POM que se utilizan bastante en su versión sin aditivos debido a sus buenas propiedades de tribológicas. Por supuesto, es posible mejorar las propiedades de fricción y desgaste de todos los materiales, incluidos PA y POM, utilizando diversos aditivos que pueden mezclarse en el polímero base. A continuación se enumeran los cuatro tipos de aditivos más comunes:

Grafito

El grafito es carbono puro que, cuando se agrega finamente molido, consigue un importante efecto lubricante. Añadiendo grafito homogéneamente en un plástico se puede reducir enormemente el coeficiente de fricción, sobre todo en ambientes húmedos.

Polietileno

Añadir polietileno produce un efecto similar al que se consigue con el PTFE. Las propiedades de fricción mejoran, aunque no en el mismo grado que con el PTFE. 

Sulfuro de molibdeno

El sulfuro de molibdeno se usa principalmente como agente de nucleación y forma una fina estructura cristalina, incluso si únicamente se añade una pequeña cantidad. Como resultado de la mayor cristalinidad, los plásticos tienen una mayor resistencia a la abrasión y un menor coeficiente de fricción. Ensinger también puede ofrecer compuestos especialmente formulados que combinan aditivos de baja fricción. Un ejemplo es la familia de materiales PVX de Ensinger, que contiene PTFE, grafito y fibra de carbono en un 10 % cada uno. La combinación del PTFE y del grafito da al material excelentes propiedades de fricción dinámica, mientras que la adición de fibras de carbono se traduce en una mayor fuerza y resistencia a la abrasión. Estos materiales también ofrecen muy buenas propiedades de funcionamiento en seco bajo cargas pesadas.

Politetrafluoroetileno

El PTFE es un fluoroplástico resistente a altas temperaturas que también tiene un marcado comportamiento antiadherente. Bajo esfuerzos compresivos, el material producido por la abrasión de los plásticos aditivados con PTFE forma una fina película sobre las superficies de contacto. Este fenómeno hace que se consigan coeficientes de fricción muy bajos. Con la modificación adecuada, también es posible reducir lo que se conoce como efecto «stick-slip», o incluso eliminarlo por completo.

Material compuesto

Dentro de la familia TECATEC, Ensinger, ofrece un material PEEK compuesto. TECATEC ofrece una resistencia mecánica y estabilidad dimensional térmica extremas gracias al tejido de fibra de carbono que se integra bajo presión en el polímero base PEEK. También proporciona una alta resistencia a productos químicos y vapor sobrecalentado, lo que hace que TECATEC sea ideal para aplicaciones de tecnología médica. TECATEC está disponible con un 50 o 60 % de tejido de fibra de carbono. Su proceso de fabricación especial logra una excelente integración de la fibra con el material base.