martes, 28 de junio de 2011

PROPIEDADES TERMICAS

Las propiedades térmicas describen el comportamiento de los polímeros frente a la acción del calor. Para los termoplásticos algunas de ellas son extremadamente importantes.
Calor específico
Es la cantidad de calor requerida para elevar la unidad de masa de una sustancia en una unidad de temperatura o bien la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de una masa determinada de sustancia en 1 grado Celsius o un kelvin, a una especificada temperatura, expresada en J/kg K (antes (cal/g°C). También es la razón de la capacidad térmica de una sustancia con la del agua a 15ºC, pero si se considera como relación, el calor específico no tiene dimensión. Es necesario fijar la temperatura a la que se hizo la medición.

A continuación se muestran calores específicos a 20°C de varios polímeros
Policloruro de vinilo
0,22
Poliestireno
0,30
Poliamidas
0,40 -0,50
Polietileno
0,55
Agua
1,00
Conductividad térmica
Es la cantidad de calor Q, pasando durante el tiempo t a través de una plancha de una sustancia con área a y diferencia de temperaturas ΔT por un espesor b (medido normal en la dirección del flujo de calor, puede definirse como:
Donde K es una constante conocida como conductividad térmica, la cual puede considerarse como la cantidad de calor pasando a través de una unidad de área de una sustancia cuando el gradiente de temperatura AT (medido a través de la unidad de espesor, en la dirección del flujo de calor) es unidad.
La conductividad térmica es expresada en W/Km - también cal/g ºC. El valor varía ligeramente con la temperatura.
Los polímeros orgánicos son relativamente pobres conductores del calor, y unos cuantos de ellos pueden expandirse a espumas sólidas o estructuras celulares, en las que la conductividad térmica disminuye hasta un valor muy bajo. La aislación térmica de las prendas de vestir depende largamente de la baja conductibilidad del aire quieto atrapado dentro de sus intersticios.

Conductividad térmica de algunos materiales expresada en W/Km:
Acero
44
Cobre
115
Agua
0,58
Aire
0,02
Madera
0,17
Acrílico
0,18
Poliamida
0,25
Policarbonato
0,20
Poliestireno
0,12
Expandidos
menos de 0,05
Coeficiente de dilatación lineal
Es el reversible incremento de la longitud de una unidad de largo de un material, por efecto de la temperatura. El coeficiente de dilatación o expansión lineal se expresa como
α= AL/At

Se denomina coeficiente de dilatación lineal al cociente entre la diferencia de longitud y la diferencia de temperatura que experimenta un cuerpo por esta causa. (El cúbico, para un material isotrópico, es aproximadamente el triple).
La razón de expansión tiende a incrementarse con el aumento de temperatura, pero dentro de un cierto rango (mas o menos 10 ºC) el coeficiente para un dado material puede considerar­se constante, a condición que no exista cambio de estado (de policristalino a amorfo) ocurra dentro del intervalo de temperatura.
La dilatación térmica de los polímeros orgánicos es alta con relación a otros materiales de construcción, pero puede reducirse con la inclusión de cargas minerales.
 
Coeficientes de dilatación lineal de algunos materiales
Material
(ºC-1) x 10-6
Madera
5,5
Acero
10,8
Polietileno
110- 150
Poliestireno
60-80
PTFE
50-100
Poliestireno
60-80
Fenol-formaldehído
30-45
Poliamidas
90-108
Siliconas
8-60
Índice de fundido o de fluencia
El índice de fundido para termoplásticos es una medida de la cantidad de material en gra­mos que se extruye á través de un pequeño orificio en 10 minutos a una presión y temperatura determinadas. La norma ASTM D 1238 especifica los detalles que debe cumplir el aparato que se conoce con el nombre de plastómetro.
Este índice es muy usado pues una prueba sencilla y rápida que proporciona una relación con el peso molecular de material (nada indica sobre su distribución) y con la viscosidad.
Medidor de índice de fluencia
Determina el índice o velocidad de fluidez de un polímero extruído en estado fundido a través de una boquilla calibrada y utilizando una pesa de referencia estandarizadas (2.16 Kg, 5 Kg y 21.6 Kg)
Equipo moderno de medición de índice de fluencia

42 comentarios:

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  2. Gracias por comentar. Contestado por mensaje privado

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  3. Gracias, muy bueno me ayudó con la homework.

    Si tienes tiempo pasate por aqui:

    lawebsegunpablo.blogspot.com

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    1. Me alegro que te haya ayudado. De seguro, me estaré dando una vuelta por tu blog.
      Saludos

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  4. buena información, cuando tengas disponibilidad de tiempo visítanos en www.multicaps.co gracias y hasta luego

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  5. Hola me gustaría saber cual es la resistencia específica del pet en kg/cm2

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  6. Hola me gustaría saber cual es la resistencia específica del pet en kg/cm2

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    1. Hola Jimena. La resistencia específica o resistividad se mide en ohms por metro. Kg fuerza sobre metros cuadrados, equivalente al pascal (Pa), es una unidad de presión utilizada para medir la resistencia a la tracción, compresión y flexión.
      Saludos

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  7. Por favor me regalas la tabla de difusividad termica de los termoplasticos
    gracias

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    1. https://es.scribd.com/doc/103702436/Thermal-Diffusivity-Data-for-Plastic-Materials
      Saludos

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  8. Hola Mariano, Estoy buscando el mejor polímero que reuna las condiciones siguientes:
    - Buena resistencia al calor (calor continuo de 120ºC)
    - Excelentes características de deslizamiento y resistencia al desgaste
    Estoy pensando en el PA6, pero por motivos económicos, sigo buscando otro polímero mas económico.
    Ojala me puedas echar una mano en ello.
    Gracias.

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    1. Hola. Sí, con esas propiedades creo que una poliamida sería lo más adecuado. Otro polímero puede ser resina acetal. Aunque según sea el grado de resina, puede ser más o menos costosa que la poliamida además de que estaría muy al límite la temperatura de uso en continuo.
      Saludos

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  9. hola, estoy estudiando plasticos y se que estos se usan como aislantes electricos gracias a su mala conductividad electrica pero necesito saber cual prueba se les hace para saber su conductividd y con que norma (ISO - ASTM), si me podrias ayudar, te lo agradeceria de corazon

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    1. Hola. Se puede utilizar la ASTM D257. Aunque es más frecuente determinar la resistencia dieléctrica en los materiales plásticos puesto que actúan como aislantes eléctricos…
      http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com.ar/2011/06/listado-de-ensayos-normalizados.html
      Saludos

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  10. gracias MARIANO
    por favor me regalas tabla de conductividad térmica de los polímeros
    gracias

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    1. https://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-plastics-d_1786.html
      Saludos

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  11. hola Mariano, queria saber con que norma o ensayo se puede verificar el punto de fusión de pellets de polietileno de baja densidad. Tengo entendido que el punto de fusión es cercano a los 140°C y suponemos que esta por encima, cosa que nos hace demorar mucho los procesos.

    saludos,

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    1. Hola. Comúnmente para determinar el punto de fusión se emplea DSC (Differential Scanning Calorimetry). Se puede basar en ASTM D3418. Sería recomendable consultar al proveedor del LDPE qué método empleó para determinar el punto de fusión. En muchos casos los proveedores tienen su propio método de ensayo. Igualmente se debe tomar en consideración que la temperatura de fusión no siempre es la misma que la temperatura a la cual se procesa el material
      Saludos

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  12. Buenas tardes, tengo una consulta sobre una jaba que tenemos que producir , la cual debe cumplir lo siguiente: "la jaba servirá para almacenar fruta a temperatura que fluctúa entre 5 a 8 °C ( 7 a 28 días), luego pasa a la zona de maduración a temperatura 18°C a 22°C x 3 a 4 días y después a una tina continua con agua caliente a temperatura de 90 a 95°C por 20 a 40 seg, y finalmente a una tina con inmersión con agua a 20°C."
    Nosotros trabajamos con HDPE, es necesario aditivarlo o podemos trabajarlo sin aditivo?

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    1. Hola. Generalmente los grados comerciales de HDPE ya contienen los aditivos requeridos, pero puedes consultar al proveedor del material.
      Saludos

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  13. Requiero fabricar un recipiente plástico que tenga la mayor conductividad térmica, cual seria ese material?

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    1. Bueno, en general los plásticos presentan baja conductividad térmica. Se podría optar por un polímero (ej. poliamida), con alto contenido de carga o relleno mineral (ej. mica). Se comercializan grados con esta característica

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  14. esta excelente este archivo muchas gracias.

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  15. Hola, estuve revisando el material. Me parece muy bueno. Noté que no se incluye una sección de propiedades reológicas

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    1. Hola. Me alegro que te haya gustado el blog. Pruebas y análisis reológicos de polímeros pueden incluir medición de fluidez en fundido y viscosidad. Formaría parte de las propiedades físicas y térmicas de los polímeros. Podés encontrar más información en siguiente artículo...
      https://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/09/peso-molecular-y-su-distribucion.html
      Saludos

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  16. Hola estaba buscando esta parte pero no he podido encontrarla, sabrás un poco de ella que me ayudes: propiedades químicas de los polímeros en material virgen y reciclados

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    1. Hola. Las propiedades químicas no varían significativamente entre virgen y reciclado. Sí pueden variar bastante de un polímero a otro. Te podés fijar en las diferentes entradas del blog las propiedades de cada uno de los polímeros
      Saludos

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  17. hola bro el coeficiente de dilatacion lineal del plastico?

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    1. Hola. En el artículo hay coeficientes de varios plásticos

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  18. Hola: buenas noches. como puedo evaluar si un conducto de 15 mm de espesor de PEAD, que presenta como temperatura ambiente extrema el valor de -10 grados centigrados, que conduce agua a una temperatura de + 9 grados centigrados, a una velocidad de 1 m/s puede congelarse?. asimismo si el liquido deja de ser conducido y esta en reposo dentro del caño, puede congelarse?.
    el coeficiente de conductividad termica es segun el fabricante de 0,43 W/K.m. cual sería la expresion a ser aplicada para fundamentar si puede congelarse o no?. por favor de ser posible contestar a henning.hidra@gmail.com

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  19. aclaración: el diámetro de la conducción es de aproximadamente 20 cm. Muy bueno el blog en referencia a los datos expuestos!!.

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    1. Hola. Te podés fijar en la siguiente página…
      https://www.wbdg.org/guides-specifications/mechanical-insulation-design-guide/design-objectives/time-freezing-fluid-insulated-pipe-calculator

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  20. ok, gracias por la respuesta. ahora investigo el tema.

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  21. gracias nuevamente por la respuesta. Según veo la expresión es para calcular aislación por fuera del espesor del conducto, que no es el caso que estoy estudiando dado que no se prevé aislación por fuera del conducto. Lo que debo estimar es como se comporta de acuerdo al espesor del conducto de PEAD la transmisión de temperatura entre el exterior de -10 grados centígrados (ambiente) y el agua conducida o en reposo a una temperatura de +9 grados centígrados. Para ello cuento con el coeficiente de conductividad térmica como dato.

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    1. El siguiente es un estudio de tiempos de congelación de fluidos en tubos. Tal vez te sirva para el cálculo...
      https://asmedigitalcollection.asme.org/OMAE/proceedings-abstract/OMAE2017/57762/V008T07A009/282522

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  22. Hola, estoy haciendo un ejercicio de informatica y me gustaria saber si me puedes ayudar, es 'describe los pasos seguidos para analizar la conductividad termica de distintos plasticos'. Lo he buscado por todos lados y no lo encuentro.
    saludos y gracias por su atencion

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    1. Hola. En la norma ASTM C177 se describe paso por paso como se determina la conductividad térmica. Se realiza con un equipo de placa caliente con guarda
      Saludos

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  23. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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