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Miniaturización, integración de funciones, conectividad.
Estas son algunas de las principales tendencias que se pueden observar hoy en día en prácticamente todas las áreas del diseño industrial. La innovación se basa en los requisitos de la sostenibilidad medioambiental, mientras que la búsqueda de una mayor eficiencia energética proporciona la inspiración para nuevas vías de desarrollo. Existen numerosas aplicaciones que exigen el uso de materiales que ofrezcan soluciones reales y duraderas, y que posibilitan afrontar retos cada vez más ambiciosos en los siguientes sectores:
¿Cuáles son los requisitos comunes a estos sectores?>
Obviamente, la resistencia a altas temperaturas, lo que significa temperaturas continuas de al menos 150 °C.
Además, deben ofrecer la extrema fuerza mecánica que suelen exigir las aplicaciones de reemplazo de metales, así como garantizar un óptimo nivel de rendimiento a lo largo del tiempo, incluso en ambientes químicamente agresivos o con alto nivel de humedad.
Esto implica unos requisitos cada vez más exigentes, incluso para los polímeros de ingeniería, y esta situación se complica aún más por la necesidad de ofrecer todo esto en forma de compuestos fáciles de procesar y competitivos desde el punto de vista económico.
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LATI ya ofrece numerosos compuestos especiales basados en polímeros aptos para aplicaciones a alta temperatura: estos incluyen desde PPS en la gama LARTON hasta LARPEEK y las polisulfonas LASULF y LAPEX. Los compuestos que ofrecen la mayor versatilidad de uso son las poliamidas aromáticas (poliftalamidas o PPA), pertenecientes a la familia de productos LARAMID, formada por materiales que no son únicamente resistentes al calor, sino que también son ideales para fórmulas que combinan la resistencia mecánica y térmica con unas características eléctricas excelentes, inercia química, resistencia a las llamas y colorabilidad. Es precisamente a la familia LARAMID a la que LATI ha incluido el nuevo polímero base, PA9T, que posee excelentes características y versatilidad. Veamos con más detalle cómo es la familia de productos LARAMID T.
Las propiedades de los PPA dependen principalmente de los monómeros de los que se obtiene el polímero. De hecho, las partes alifáticas y aromáticas de la macromolécula permiten determinar ciertas características del material final, como su capacidad de absorción de la humedad, su resistencia al calor, el punto de fusión y, por lo tanto, las variables de proceso para la inyección de polímeros. En el caso de PA9T, la unidad de monómero consiste en la secuencia alifática larga (en azul en la imagen) que separa las unidades aromáticas.
Esta particularidad hace que el polímero resultante sea menos higroscópico que otras poliamidas y, a la vez, contribuye a mejorar la flexibilidad, resiliencia, apariencia y estabilidad dimensional del material.
Por ello, gracias a su familia LARAMID T, LATI es capaz de ofrecer materiales con las características típicas de los PPA, pero que ofrecen más resistencia, menos problemas relacionados con la humedad y más facilidad para el moldeado de estructuras geométricas complejas de pared delgada con tolerancias dimensionales muy estrechas.
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Gracias a la temperatura de transición vítrea de la resina base, próxima a los 130 °C, podemos decir sin ningún tipo de duda que LARAMID T es una de las resinas aptas para utilizar en aplicaciones donde la acumulación de calor supone un verdadero problema. El polímero se funde entre los 290 °C y los 310 °C, lo que significa que su ventana de transición es similar a la de otros PPE y a la de los PPS. Estas importantes características térmicas, sumadas a la estabilidad de la molécula, hacen que el rendimiento de los productos de LARAMID T no se vea afectado a temperaturas de uso continuas de hasta 160 °C; además, no presentan ninguna disminución real de su rendimiento mecánico hasta una temperatura de al menos 100 °C.
A diferencia de lo que ocurre con otros PPA, el polímero de base de LARAMID T muestra destacadas propiedades mecánicas incluso en fórmulas no reforzadas. Dicho esto, para aplicaciones estructurales extremas, se emplean versiones reforzadas con fibras de vidrio o de carbono.
La familia LARAMID T incluye compuestos reforzados con fibras de vidrio, fibras de carbono de gran resistencia y fibras de carbono de alto módulo en proporciones de hasta 60 %, 30 % y 40 %, respectivamente. Cabe destacar que sus elevados módulos de elasticidad y tensión en los valores de ruptura corresponden a una elongación mucho mayor en el valor de ruptura en comparación con la que se obtiene con productos similares.
Esta ventaja se traduce en materiales que, además de rígidos, también son muy robustos, es decir, capaces de repartir la tensión mecánica a la que están sometidos, especialmente cerca de los defectos; esto permite alargar la vida de las partes sometidas, por ejemplo, a cargas de tensión cíclicas o impulsivas.
Por lo tanto, LARAMID T G/50, G/60 y K/35 son materiales con un rendimiento mecánico excepcional, incluso en situaciones de fatiga, deformación y relajación, impacto y vibraciones. Gracias a la elevada cristalinidad del polímero, la temperatura solo tiene un efecto limitado en la respuesta mecánica del material, tal como lo demuestran las curvas de tensión-deformación que aparecen en las páginas siguientes.
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Todos los PPA muestran una excelente resistencia química a los compuestos orgánicos como, por ejemplo, aceites, disolventes, grasas e hidrocarburos.
En función de la concentración y la temperatura, estas resinas son también resistentes a las sustancias inorgánicas más agresivas, como ácidos, álcalis y oxidantes.
Cabe destacar una característica importante de los compuestos LARAMID T: su gran resistencia a la hidrólisis; esto, junto con su baja absorción de humedad (la más baja de todos los PPA), hace que el polímero base sea muy versátil en aplicaciones que impliquen una exposición directa al agua caliente, al vapor, a soluciones acuosas salinas y a desinfectantes.
En general, la reducción de las propiedades mecánicas causada por la acción hidrolítica del agua caliente solo es un poco mayor que con las resinas no higroscópicas, como el PPS. El contenido de humedad de equilibrio en el aire (25 °C, RH 50 %) es inferior al 0,5 %, dando como resultado unas características mecánicas que están mínimamente influenciadas por los efectos del entorno de trabajo, incluso en caso de un elevado índice de humedad, como en países de Extremo Oriente o, en el caso del sector automovilístico, en los compartimentos de los motores.
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La fabricación de compuestos LARAMID T no requiere ninguna medida ni ningún equipo diferentes de los que se necesitan para procesar otros PPA.
Se requiere el secado previo habitual, así como una temperatura justo por encima de los 300 °C; es suficiente con calentar los moldes a 130 °C, es decir, a una temperatura de, como mínimo, 20-30 °C menos que la que se utiliza para otras resinas de ingeniería industrial similares.
El polímero base de LARAMID T presenta un encogimiento diferencial muy bajo. Esto supone una ventaja, ya que permite crear estructuras geométricas complejas, incluso utilizando fibra de vidrio o polímeros reforzados con fibra de carbono.
Gracias al bajo índice de flujo de fusión, también es posible rellenar cavidades de pared delgada sin necesidad de forzar las condiciones de procesado, lo que es beneficioso para la integridad del polímero y, por lo tanto, para la estética de los productos manufacturados.
Así pues, otras características importantes de este polímero son su estabilidad dimensional, su facilidad de moldeado y su aspecto
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La gama de productos de LATI a base de PA9T incluye varios compuestos que ya están en el mercado y muchos otros que están en fase de desarrollo.
Si desea más información, muestras u hojas de datos técnicos, no dude en ponerse en contacto con el Servicio de Atención al Cliente de LATI.
Para descargar el folleto de la gama de productos LARAMID T, consulte la página de la bibliografía.