Materiales compuestos de matriz termoestable. Las resinas termoestables son aquellas que sufren una serie de reacciones químicas, llamadas de curado o reticulación, dando lugar a un producto rígido, insoluble e infusible. La obtención de matrices termoestables se da en dos etapas:
- En la planta química se polimeriza parcialmente el monómero formando cadenas lineales.
- En la planta de producción donde se completa la reticulación bajo calor y presión.
Resinas de poliéster insaturado
Son las más utilizadas en la fabricación de composites de uso general. La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo en dos pasos:
- Policondensación: se produce por la reacción de un diol y dos ácidos dicarboxílicos. Uno de los ácidos debe presentar instauraciones y si el otro es saturado la resina tendrá mayor flexibilidad.
- Reticulación con estireno. La resina preparada en la etapa anterior se impregna con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la reticulación.
La reticulación se lleva a cabo con un iniciador (generalmente peróxidos) y un acelerador (sales de cobalto). Los iniciadores son moléculas que se descomponen por la acción del calor o de la luz dando especies muy reactivas denominadas radicales. Estos radicales reaccionan con una molécula de poliéster o estireno dando lugar a nuevos radicales produciéndose una reacción en cadena.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas:
- Son fáciles de procesar ya que se pueden reticular incluso a temperatura ambiente)
- Poseen buena resistencia química
- Tienen bajo precio
Entre sus desventajas destacan:
- Su contracción en el curado es elevada
- La reacción de curado es altamente exotérmica y esto puede generar daños en el material.
- En la reticulación se producen elevadas emisiones de estireno
- Las propiedades mecánicas son medias
Resinas vinil-éster
La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo también en dos pasos:
1) Policondensación: se produce por la reacción de una resina epoxi y ácidos acrílicos o metacrílicos, que proporcionan la instauración.
2) Reticulación con estireno. La resina obtenida en la etapa anterior se hace reaccionar con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la reticulación.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas:
- Se caracterizan por su buena resistencia química y a la corrosión
- Presentan una buena capacidad de adhesión
Entre sus desventajas destacan:
- Su precio es más elevado que el de las resinas de poliéster
Resinas fenólicas
La reticulación se produce por condensación entre un grupo fenólico y formaldehído, generándose agua como producto residual. El agua debe eliminarse ya que puede dar lugar a defectos en la pieza final por formación de grietas o poros.
Existen dos grandes grupos de resinas fenólicas:
- Novolacas: la relación molar entre fenol y formaldehído es mayor que uno, y se trabaja en medio ácido.
- Resoles: la relación molar entre fenol y formaldehído es menor que uno, y se trabaja en medio básico.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas:
- Dan lugar al retardo de la llama y a una baja emisión de humo y gases tóxicos.
Entre sus desventajas destacan:
- Se forma agua durante el curado que hay que eliminar para evitar defectos en las piezas
- Las propiedades mecánicas son bajas
Resinas epoxi
Prepolímeros con grupo epoxi reticulan con iniciadores polifuncionales como aminas, fenoles o poliácidos.
Estas matrices presentan las siguientes ventajas:
- Las propiedades mecánicas son excelentes
- El grado de contracción durante el curado es bajo
- Su resistencia térmica es elevada
Entre sus desventajas destacan:
- Su elevado precio
- El curado de la resina es lento
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